“八省联考”2021届高三物理1月考前预测模拟卷(B卷).doc

“八省联考”2021届高三物理1月考前预测模拟卷（B卷）

“八省联考”2021届高三物理1月考前预测模拟卷（B卷）

年级：
姓名：

16

“八省联考”2021届高三物理1月考前预测模拟卷（B卷）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.电子是我们高中物理中常见的一种微观粒子，下列有关电子的说法正确的是( )
A.汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量
B.光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子
C.卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的
D.元素发生α衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生
2.如图所示,上表面粗糙倾角的斜面体放在光滑的水平地面上,一物块静止在斜面体上.现给斜面体一水平向左的推力F,发现无论F多大,物块均能与斜面体保持相对静止.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,则物块与斜面体间的动摩擦因数μ应满足的条件为( )

A. B. C. D.
3.如图所示为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性.小明同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50 g的鸡蛋从25楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为3 m，鸡蛋与地面撞击时间约为2 ms.不计空气阻力，则该鸡蛋对地面平均冲击力约为( )

A.5000 N B.1000 N C.500 N D.100 N
4.如图所示,在竖直平面内固定一直杆,将轻环套在杆上.不计质量的滑轮用轻绳悬挂在天花板上,另一轻绳通过滑轮系在环上,不计所有摩擦.现向左缓慢拉绳,当轻环静止时,与手相连的轻绳水平,若杆与地面间的夹角为θ,则轻绳与天花板间的夹角为( )

A. B.θ C. D.
5.如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图,一个带电粒子仅在静电力作用下从坐标原点O沿x轴正方向运动,则( )

A.粒子一定带正电 B.粒子一定带负电
C.粒子从运动到,加速度先增大后减小 D.粒子从运动到,加速度先减小后增大
6.如图所示为测磁感应强度大小的一种方式,边长为L、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通以逆时针方向的电流.图中虚线过边中点和边中点,在虚线的下方有垂直于导线框平面向里的匀强磁场,导线框中的电流大小为I.此时导线框处于静止状态,通过传感器测得细线中的拉力大小为;保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时测得细线中的拉力大小为.则磁感应强度大小为( )

A. B. C. D.
7.2020年7月23日12时41分，我国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌发射升空.如图所示，假定火星探测器在距火星表面高度为h的轨道上做圆周运动的周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G，根据以上数据，不可能估算出的物理量是( )

A.火星的质量与表面重力加速度 B.火星的密度与第一宇宙速度
C.火星探测器的动能与所受引力 D.火星探测器的线速度与加速度
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
8.如图所示，质量为m的物块A静置在水平桌面上，通过足够长的轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块B.现由静止释放物块，以后的运动过程中物块A不与定滑轮发生碰撞.已知重力加速度大小为g，不计所有阻力，下列说法正确的是( )

A.在相同时间内物块运动的路程之比为2:1
B.物块的加速度之比为1:1
C.轻绳的拉力为
D.B下落高度h时速度为
9.如图所示，图甲是远距离输电示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是( )

A.用户用电器中交流电的频率是100 Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是220 V
C.输电线中的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
10.如图所示，一定质量的小球（可视为质点）套在固定的竖直光滑椭圆形轨道上，椭圆的左焦点为P，长轴水平且长为，短轴竖直且长为.原长为的轻弹簧一端套在过P点的垂直纸面的光滑水平轴上，另一端与位于A点的小球连接.若小球逆时针沿椭圆轨道运动，在A点时的速度大小为，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是( )

A.小球在C点的速度大小为
B.小球在D点时的动能最大
C.小球在两点的机械能不相等
D.小球在从A点经过D点到达C点的过程中机械能先变小后变大
三、非选择题：本题共5小题，共54分，包括必考题和选考题两部分。第11题~第14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15题~第16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共42分）
11.（8分）晓宇在验证动量守恒定律时,设计了如图1所示的实验装置,并进行了如下的操作:将光电门固定在长木板上,并适当地将长木板的右端垫高,以平衡材料相同的两个滑块1和2在长木板上运动时受到的滑动摩擦力;将滑块1放在光电门A右侧,将滑块2放在两光电门之间,轻推滑块1使其沿长木板向下运动,两滑块碰后粘合为一体。已知滑块1、2的质量分别为,滑块1通过光电门时的挡光时间分别为,遮光条的宽度为d。

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图2所示,则其读数为_______mm;
(2)滑块1通过两光电门时的速度分别为_________,___________;(用以上物理量表示)
(3)若两滑块碰撞过程动量守恒,则关系式____________成立。(用以上物理量表示)
12.（8分）张敏同学设计了如图甲所示电路测量未知电阻阻值和电源电动势E(电源内阻不计):
(1)请用笔画线代替导线把图乙所示器材连接成实验电路.

(2)若通过改变电阻箱的读数R,得到对应的电流表读数I,作出了图像如图丙所示(电流表内阻不计),根据图像可求得电源的电动势等于_____V,被测电阻等于__________Ω.(结果保留两位有效数字)

(3)若实验室的电流表内阻为,现需要把量程扩大到原来的2倍,则需要____(填“串联”或“并联”)阻值为_________的电阻.
13.（10分）雨雾天行车经常发生车辆追尾相撞或山体滑坡等事故，现有一辆汽车以的速度正在某长直公路上匀速行驶，突然发现前方处道路上有一大石头，石头质量为.司机紧急刹车，由于雨天路滑，刹车时产生的平均阻力大小，汽车（含司机）质量，已知司机的质量为，刹车过程可以视为匀减速运动.
（1）该车会不会撞上石头？如果会撞上，求撞上时的速度大小；如果撞不上，求从刹车到停止用的时间.
（2）如果能撞上，汽车与石头作用时间且相撞后汽车立即停止，但由于汽车安全气囊打开，司机与车相互作用的时间为，则司机受到的平均作用力是多少（不考虑重力）？汽车在时间内受到的平均作用力是多少？石头获得的速度是多少？如果撞不上，刹车时汽车对司机的作用力大小是多少？
14.（16分）如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨和相距，另外两根水平金属杆和的质量均为，可沿导轨无摩擦地滑动，杆和杆接入电路的电阻均为（竖直金属导轨电阻不计），杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取.

（1）若将杆固定，让杆在竖直向上的恒定拉力的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度，杆的最大速度为多少？
（2）若将杆固定，和的间距为，现使磁感应强度从零开始以的变化率均匀增大，经过多长时间，杆对平台的压力恰好为零？

(二)选考题：共12分，在所给的2道题中任选一题作答。如果多答，则按所做的第一题计分。
15.【物理—选修3-3】（12分）
（1）如图所示,绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分,活塞质量不计,活塞用销钉锁住,活塞与汽缸之间没有摩擦,汽缸左边装有一定质量的理想气体,右边为真空,现在拔去销钉,抽去活塞,让气体向右边的真空做绝热自由膨胀,下列说法正确的是( )

A.气体在向真空膨胀的过程中对外做功,气体内能减少
B.气体在向真空膨胀的过程中,分子平均动能变小
C.气体在向真空膨胀的过程中,系统的熵不可能增加
D.若无外界的干预,气体分子不可能自发地退回到左边,使右边重新成为真空
（2）如图所示，内径均匀的弯曲玻璃管两端开口，段竖直，段水平，，竖直段内有一长10 cm的水银柱.在环境温度为300 K时，保持段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10 cm，此时段中的水银柱上端距C点10 cm.已知封闭气体可视为理想气体，大气压为75 cmHg且保持不变.

①环境温度缓慢升高，求温度升高到多少时，段中水银柱下端刚好接触D点；
②环境温度在①问的基础上再缓慢升高，求温度升高到多少时，段中水银柱刚好全部进入水平管中.（计算结果保留三位有效数字）
16.【物理—选修3-4】（12分）
（1）如图所示为双缝干涉的实验示意图,光源发出的光经滤光片成为单色光,然后通过单缝和双缝,在光屏上出现明暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间距变大,在保证其他条件不变的情况下,下列做法正确的是( )

A.增大双缝的间距 B.将光屏移近双缝
C.将光源向双缝移动一小段距离 D.更换滤光片,改用波长更长的单色光
（2）在x轴上有一列简谐横波，是均匀介质中的两个质点，从P开始振动时计时，其在时的波形图如图甲所示，图乙是质点P的振动图象.求：

①波速及波的传播方向；
②质点P的平衡位置的横坐标.

答案以及解析
1.答案：B
解析：汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，但电子的电荷量是由密立根通过“油滴实验”测出的，故选项A错误；根据光电效应的定义可知，光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子，故选项B正确；玻尔理论认为核外电子的轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个体积很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动，故选项C错误；元素发生β衰变时，能够产生电子，并伴随着γ射线产生，故选项D错误。
2.答案：B
解析：当时,物块能静止在斜面上,可知,解得,即,当F特别大时,对物块受力分析,将加速度沿斜面方向和垂直于斜面方向分解,由牛顿第二定律,沿斜面方向有,垂直于斜面方向有,又,由于F可以取无穷大,加速度无穷大,所以以上各式中的和可忽略,联立解得,综合分析得,故A、C、D错误,B正确.
3.答案：B
解析：相邻楼层高度差为3 m，则鸡蛋下落的总高度约为，自由下落时间，与地面的碰撞时间约为，全过程根据动量定理可得，解得，由牛顿第三定律可知，该鸡蛋对地面平均冲击力约为1000 N，故B正确.
4.答案：C
解析：当轻环静止时,轻绳对轻环的拉力与杆对轻环的弹力等大、反向、共线,所以轻绳垂直于杆,由几何关系可知，轻绳与竖直方向间的夹角是θ;对滑轮进行受力分析,如图所示,由于滑轮的质量不计,则轻绳对滑轮的拉力与轻绳上拉力的合力大小相等、方向相反,所以轻绳的方向一定在轻绳间夹角的角平分线上,由几何关系得轻绳与天花板间的夹角，C正确.

5.答案：D
解析：由题图可知,从到电势逐渐升高,说明电场方向水平向左,粒子运动情况未知,故无法判断带电粒子的电性,A、B错误;由图像的斜率大小等于电场强度的大小可知,从到,图像斜率的绝对值先减小后增大,故电场强度先减小后增大,则粒子所受的电场力先减小后增大,粒子的加速度先减小后增大,C错误,D正确.
6.答案：A
解析：将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中的拉力为.导线框处于匀强磁场中,则左右两边受到的安培力大小相等,依据左手定则可知,两边所受的安培力夹角为120°,如图甲所示,设受到的安培力合力为,则有,当磁场在虚线的下方时,导线框处于静止状态,依据左手定则可知,各边受到的安培力如图乙所示.结合矢量的合成法则可知,导线框受到安培力的合力方向竖直向上,大小为,根据平衡条件,则有,可得,那么,故A正确,B、C、D错误.

7.答案：C
解析：火星探测器环绕火星做圆周运动，设火星探测器质量为m，由万有引力提供向心力有，可得火星的质量，在火星表面，由得，火星表面的重力加速度，即能估算出火星的质量与表面重力加速度，故A不符合题意；由密度公式可估算出火星的密度，对于质量为，贴近火星表面做匀速圆周运动的卫星有，解得火星的第一宇宙速度，则能估算出火星的第一宇宙速度，故B不符合题意；因火星探测器的质量m未知，其运行的动能及受到的万有引力均不能估算出，故C符合题意；火星探测器的线速度，加速度，均能估算出，故D不符合题意.
8.答案：AC
解析：根据动滑轮的特点可知B下降s，则A向右移动，A正确；因为两物块都是从静止开始运动的，故有，解得，B错误；对A分析有，对B分析有，解得，C正确；对B，加速度为，根据匀加速直线运动规律有，解得B下落高度h时速度为，D错误.
9.答案：BD
解析：由题图乙可知，发电机的输出电压随时间变化的周期，远距离输电不改变交流电的频率，故用户用电器中交流电的频率为50 Hz，故A错误；由题图乙可知发电机输出交流电的电压最大值为，根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，其有效值，故B正确；由题意可知，输电线中的电流由负载中电流和线圈匝数比共同决定，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的总电流减小，则输电线上电流减小，输电线上损失的功率，可知损失功率减小，故D正确.
10.答案：AB
解析：小球运动过程中小球与弹簧组成的系统的重力势能、弹性势能和动能相互转化，但三者之和保持不变.因为弹簧原长为，半长轴的长为，故在A点弹簧处于压缩状态，压缩量等于的长度，即（由椭圆公式知长为）.小球在C点时弹簧长度等于，故伸长量也等于的长度，即，所以在两点弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，故在高度相同的两点小球的动能相等，小球在C点的速度大小也为，A正确.由几何关系可知，小球在D点时系统的重力势能、弹性势能都最小，所以此时小球动能最大，B正确.在两点时，小球到P点的距离都等于，即等于弹簧原长，弹簧的弹性势能相同（一般视为零），小球的机械能也是相等的，C错误.小球在从A点经过D点到达C点的过程中弹簧的弹性势能先变小后变大，故小球的机械能先变大后变小，D错误.
11.答案：(1)5.10
(2)
(3)
解析：(1)由游标卡尺的读数规则可知,该尺的读数应为主尺和游标尺两部分读数之和,。
(2)滑块1经过光电门时的速度应为挡光时间内的平均速度,即滑块1通过两光电门时的速度分别为。
(3)若碰撞过程动量守恒,则碰前滑块1的动量应等于碰后两滑块1、2的总动量,有,即。
12.答案：(1)见解析
(2)4.0;
(3)并联;
解析：(1)用笔画线代替导线把器材连接成实验电路,如图所示.

(2)根据闭合电路欧姆定律,,变形得;即图线的斜率代表,纵轴截距代表,即,可得.
(3)把电流表量程扩大到原来的2倍,则需要并联阻值等于电流表内阻的电阻,即的电阻.
13.答案：（1）选车为研究对象，初速度方向为正方向，由牛顿第二定律有，故刹车过程加速度
根据，得车速减为零时通过的位移，会撞上
撞上时的速度.
（2）从第（1）问可知汽车能撞上石头.选司机为研究对象，根据动量定理有，故司机受到的平均作用力
根据动量定理可知，汽车在时间内受到的平均作用力

汽车在时间内与石头碰撞可认为动量守恒，根据动量守恒定律有
故石头获得的速度.
14.答案：（1）杆切割磁感线产生的电动势为
由闭合电路欧姆定律得回路中电流
杆所受安培力大小为
对杆应用牛顿第二定律得
当杆速度最大时，杆的加速度
联立以上各式得杆的最大速度为.
（2）感生电动势为
由闭合电路欧姆定律得回路中电流
t时刻的磁感应强度为
杆对平台的压力恰好为零时有
联立以上各式得时间.
15.（1）答案：D
解析：气体在向真空膨胀的过程中没有力的作用,所以不对外做功,该过程为绝热过程,温度不变,气体内能不变,分子平均动能不变,故A、B错误;气体在向真空膨胀的过程中,系统的熵是增加的,故C错误;若无外界的干预,气体分子不可能自发地退回到左边,使右边重新成为真空,故D正确.
（2）①由题意知，在升温前，段内高出槽中水银面的水银柱高度为10 cm，封闭气体的长度为

升温前封闭气体的压强为
升温前封闭气体的温度为
设温度升高到时段中水银柱下端刚好接触D点，此时气体的长度为

升温过程中气体做等压变化，设玻璃管横截面积为S，升温前封闭气体的体积为，升温后封闭气体的体积为
由盖—吕萨克定律得
解得温度升高到.
②段中水银柱刚好全部进入水平管时，封闭气体的压强为

此时段内水银柱恰好与槽中水银面相平，封闭气体的长度为

设此时的温度为，由理想气体状态方程得

又
解得温度升高到.
16（1）.答案：D
解析：由干涉条纹间距公式知,为了增大光屏上干涉条纹的间距,应使得双缝的间距d减小,或者增大L或λ,故A、B错误,D正确;将光源向双缝移动一小段距离,根据以上分析可知,干涉条纹间距不变,故C错误.
（2）答案：①由题图甲可以看出，该波的波长为
由题图乙可以看出，周期为
波速为
由题图乙知，当时，P向y轴正方向运动，结合题图甲可得，
该波沿x轴负方向传播.
②设质点平衡位置的横坐标分别为.由题图甲知，处，因此
由题图乙知，在时P处于平衡位置
结合题图甲可知经，其振动状态向x轴负方向传播至M点处，则有

解得质点P的平衡位置的横坐标为
.