2021年宁夏银川一中高考物理三模试卷(含答案解析)

2021年宁夏银川一中高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.物理学中用到大量的科学方法，建立下列概念时都用到“等效替代”方法的是（）

A.“合力与分力”“质点”“电场强度”

B.“质点”“电场强度”“点电荷”

C."点电荷”“总电阻”“质点”

D.“合力与分力”“平均速度”“总电阻”

2.如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴。，现给球一

初速度，使球和杆一起绕轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用户表示球/\

到达最高点时杆对球的作用力，则?（）（）

A.一定是拉力X.

B.一定是推力

C.一定等于0

D.可能是拉力，可能是推力，也可能等于0

3.两个力的大小分别为50N和90N,它们的夹角可以任意改变，则它们的合力大小不可能的是（）

A.50NB.90NC.150/VD.1OON

4.有四节相同的干电池串联成电池组，每节干电池的电动势为1.5U,内阻为0.050.电池组与电阻

为11.80的用电器连成闭合电路，这时电池组两端的电压是（）

A.6.01/B.5.9KC.1.5VD.1.49V

5.2020年诺贝尔物理学奖的一半由赖因哈德•根策尔和安德烈娅・盖兹共享，表彰他们在银河系中

心发现了一个超大质量的高密度天体。人们已经发现的高密度天体有黑洞、中子星、白矮星等。

在半人马座有一颗别名为“露西”的白矮星（BPM37093）,其内核由直径约3000/on的钻石组成,

其质量约为2.8X1。30的，已知地球的半径约为6400km,则“露西”的密度约为地球平均密度

的多少倍？（万有引力常量G=6.67xlOTiN-m2"g2）（）

A.3x104B.3x105C.3xIO7D.3xIO9

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

6.如图甲P、Q是某一电场线上的两点，一个电子从P点以"o开始沿PQ方向运

动，其V-t图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）

0乙

A.P点的场强比Q点的场强弱

B.P点的电势比Q点的电势高

C.电子沿PQ方向做匀加速度直线运动

D.电子沿PQ方向运动过程中电势能逐渐减少

7.2019年9月8日至16日第十一届全国少数民族传统体育运动会在郑州举行，秋千作为一个传统比

赛项目，被誉为高空中的体育竞技。如图所示是某同学荡秋千的一种方式：人站在秋千板上，

双手抓着两侧秋千绳。当他从最高点4向最低点B运动时，他就向下蹲；当他从最低点B向最高

点C运动时，他又站立起来；从C回到B他又向下蹲这样荡，秋千会越荡越高。设秋千板宽度和

质量忽略不计，人在蹲立过程中，人的身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。则

下列说法中，正确的是（）

A.在最高点4时，速度为零，人和秋干受到的合力为零

B.人在最低点时，速度最大，所以人和秋干受到的合力为零

C.若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低

D.最高点4向最低点方运动时向下蹲的目的，在减小空气阻力的同时，利用重心降低，增加系

统的动能

8.如图所示，水平放置的两个平行的金属板4、B带等量的异种电荷，4板带正电荷，8板接地。两

板间有一正试探电荷固定在C点，以C表示电容器的电容，U表示两板间的电势差，津表示C点

的电势，W表示正电荷在C点的电势能.若将B板保持不动，将正极板4缓慢向下平移一小段距离

“仍然在C上方）的过程中，各物理量与正极板移动距离x的关系图象中，正确的是（）

A------------------------------+

•C

B-X-----------------

A.AB.BC.CD.D

三、填空题(本大题共1小题，共4.0分)

9.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图甲所示，调试好后能观察到

清晰的干涉条纹.

(1)根据实验装置知，②、③、④依次是、、；

(2)某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图乙所示，此

时螺旋测微器的读数为nmi.转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，

再次从螺旋测微器上读数.若实验测得4条亮纹中心间的距离为△*=0.960mm,已知双缝间距

四、实验题(本大题共2小题，共15.0分)

10.下图为某同学验证力的平行四边形定则的实验记录纸。。点为橡皮

筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力&和尸2的

方向分别过B和P2点；两个力的大小分别为：&=3.30N、F2=

3.80N.请以1cm的线段表示IN为标度作图，并求出尻和F2的合力

11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率p.步骤如下:

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度为mm；再用螺旋测微器测量

其直径为d；

（2）用多用电表的电阻“X10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图2,则该

电阻的阻值约为2

（3）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,除待测圆柱体外，其他器材及其代号和规格如下：

A.电流表&（量程0〜4mA,内阻约500）；

8.电流表42（量程0〜1。加4，内阻约300）；

C电压表匕（量程0〜3U,内阻约1O/C0）；

。.电压表/（量程0〜15叭内阻约25A0）；

E.直流电源E（电动势4，，内阻不计）；

凡滑动变阻器&（阻值范围0〜150,允许通过的最大电流2.04）；

G.滑动变阻器/?2（阻值范围0〜2k0,允许通过的最大电流0.54）；

H.开关及导线若干.

为使实验误差较小，电流表应该选用;电压表选用;滑动变阻器选用（填仪器

前的字母代号）.

（4）请在图3框中画出测量的合理电路图.

五、简答题（本大题共1小题，共5.0分）

12.己知水银的摩尔质量为M,密度为p,阿伏加德罗常数为则水银分子的直径是o

六、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13.如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角a=37。，导轨间距L=1m,

顶端用电阻R=2。的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感

应强度大小8=17.质量叫=0.1kg、电阻&=4。的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m,

M与导轨间的动摩擦因数%=0.25,质量m2=03kg、电阻=20的导体棒N在虚线处，N与

导轨间的动摩擦因数为=0.8.将导体棒M、N同时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速,

重力加速度g取10m/s2,运动过程中M、N与导轨始终接触良好，已知s讥37。=0.6,cos37°=0.8。

(1)求M、N相碰前，M上产生的焦耳热；

(2)求M、N相碰前M运动的时间；

(3)M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F,使M、N同时匀减速到

零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。

14.如图，质量为m的物体静止于水平地面4处，现用一水平力F沿运动方向拉物体，物体将加速,

加速度大小为a1=10?n/s2.若撤去力F,由于地面摩擦，物体将会减速，加速度大小为a?=

5m/s2,水平面上有另一点氏4、B相距L=60m,现要使4向B运动，利用上述条件，求：

(1)使物体从4到B的最短时间；

(2)要使物体能从/到达B,则力F作用的最短时间。

网_______________________

AI*---------T-----------HB

15.如图，圆柱状气缸倒扣后被竖直固定在铁架台上，活塞面积S=20cm2,通过轻杆与质量„1=2kg

的重物相连，当密闭理想气体的温度A=330K时，活塞稳定后距缸底的距及=54cm,活塞对

轻杆的压力F=20N.当密闭气体的温度为今时，活骞稳定后重物对地面的压为恰好为零。已知

大气压P°=1.0xl()5pa,不计活塞和轻杆的质量，不计活塞与气缸之间的摩擦，力加速度g取

10m/s2,求：

①密闭气体的温度72；

②当温度B=260K时活塞与气缸底的距离人；

③若从72状态缓慢变化到C状态，气体放热5/,此过程气体内能变化量。

a

16.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形图如图实线所示，此时P质点恰好位于最大位移处,

Q质点恰好位于平衡位置。t=0.03s时P质点位于平衡位置，此刻的波形图如虚线所示，波的周

期T>0.03s,求：

0)若波沿x轴负方向传播，1s内Q质点通过的路程;

(ii)若波沿x轴正方向传播，这列波的传播速度

参考答案及解析

1.答案：D

解析：解：4、“合力与分力”采用等效替代的方法，“质点”采用理想化模型的方法，“电场强度”

采用比值定义法.故4错误.

8、“质点”、“点电荷”采用理想化模型的方法，“电场强度”采用比值定义法.故B错误；

C、“点电荷”采用理想化模型的方法，“总电阻”采用等效替代的方法，“质点”采用理想化模型

的方法.故C错误；

。、“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻”采用的都是等效替代的方法.故。正确；

故选：D

物理学中用到大量的科学方法，建立“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻”采用等效替代的

方法，“质点”、“点电荷”采用理想化模型的方法，“电场强度”采用比值定义法

对于物理学上常用的科学研究方法：等效替代法、理想化模型法、比值定义法等等要理解并掌握，

并进行归纳总结，对学习物理量的意义有很大的帮助.

2.答案：D

解析：解：小球做竖直面上的圆周运动，在最高点时的向心力大小与速度有关.

（特值法）特殊情况下"=后7,尸的=巾。小球只受重力；

当小球受重力和拉力；

当12＜而，小球受重力和推力.

由于轻杆可以产生推力，而且"的大小未知，因此三种可能都存在；

故选：D.

小球通过最高点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力，故杆的弹力的方

向一定与杆平行，但可能与杆同向，也可能与杆反向.

本题关键在于杆求出无弹力的临界情况，杆对小球可以是拉力，可以是支持力，也可以没有力，而

绳子对球只能是拉力.

3.答案：C

解析：解：根据居+尸22尸2因一尸2卜知合力的范围为：40NWFW140N.在合力范围内的大小都

有可能.故AB。正确，C错误.

本题选择错误的，故选：C.

两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角180。时合力最小，并且Fi+F2>

P>\F1-P2\-

两力合成时，合力的大小满足尸1+尸22尸2因-尸2|，在此范围内所有的值均是有可能的.

4.答案:B

解析：解：该电源两端的电压是U==

K~rT11.o+U.u5

故选:B.

根据串联电路电压与电阻成正比和欧姆定律，运用比例法求解.

本题也可以根据闭合电路欧姆定律求出电流，再由欧姆定律求解.

5.答案：C

解析：解：设白矮星的密度为p',根据密度计算公式可得：。'=胃=暴

地球的密度为：2=?=袅=聂

33

“露西”的密度与地球平均密度之比为：5=篇X个=含式X64。。、】。令67'】。-，，=3X107,

故C正确、A3。错误。

故选：Co

根据密度计算公式得到“露西”的密度与地球的密度的表达式，再求出“露西”的密度与地球平均

密度之比即可。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答本题的关键是知道密度的计算公式，另外知道在星

球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力。

6.答案：AD

解析：本题考查u-t图象与电场的结合问题，根据v-t图象可得速度加速度的变化，从而可得出电

场的方向，以此来判断电势高低，根据电场力做功，可知电势能的变化。

ABC,由u-t图像可得，电子沿PQ方向做速度增加、加速度增大的变加速直线运动，所在的电场一

定是非匀强电场，由于电子带负电，其电场线的分布大体如图所示：

故A正确，8c错误;

。、由于在运动过程中，电场力做正功，故电子的电势能逐渐减少，故。正确。

故选AD.

7.答案：CD

解析：解：4、在最高点4时，速度为零，但人和秋千沿切线向下做加速运动，故受到的合力沿切线

向下，不为0,故A错误；

8、人在最低点B时，速度最大，人做圆周运动，向心加速度指向圆心，向上，受到的合力向上，不

为零，故B错误；

C、若整个过程中人保持某个姿势不动，在运动过程中，由于受到阻力作用，阻力做负功，故机械能

越来越小，故最终秋千会越荡越低，故C正确；

。、最高点川句最低点B运动时向下蹲的目的，在减小空气阻力的同时，利用重心降低，重力做正功，

增加系统的动能，故。正确；

故选:CD。

当秋千在最高点时，沿切线方向向下做加速运动，人下蹲重心下降使得摆长变长，使得下摆过程的

高度差更大，下摆过程更多的重力势能转化成动能；而当秋千在最低点时，人起立重心上升使得摆

长变短，使得上摆过程的角度更大，获得比最低点更高的高度差，即可分析；

本题主要考查曲线运动中的能量问题，注意在最低点时由于人从蹲到站立，人需要消耗化学能转变

为重力势能，机械能不守恒。

8.答案：CD

解析：试题分析：当将4板缓慢向下平移一小段距离2时，平行板之间的距离为d-x变小，由公式C=

上邑得，ey知电容C随x增大而增大,但不是成正比变化，故A图错误；由题意知电

领城’电颊弑一蹴

容器的带电量不变,由Q=CU可知,得U随％的增大成线性减小;由U=

E(d—x),所以感=丁一=一：=-21知,E不变，由于C点到B板的距离不变，故C8之间

磷一笳母1-礴展举

的电压不变，故C点的电势不变，既鹳；=.翻0=一含嘴胭,鹦j不变与x无关，故B图错误；由

得U随x的增大成线性减小应选C选项正确,正电荷在C点的电势能蟒'=解魄"

知电势能不随%变化，。选项正确。

考点：电容器电容匀强电场电场强度与电势差的关系电势电势能

9.答案：滤光片；单缝；双缝;1.179-1.181；4.8x10-4

解析：解：(1)该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元

件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏.注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线

上.根据=知，增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距，可以增加相邻亮纹(暗纹)间

的距离.

(2)螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01x18.0mm=0.180rmn,所以最终读数

为1.179〜1.181加.

根据△x=得，A=――=15x0,3f°mm=4.8x10-4mm.

aLiJ.xj.u

故答案为：(1)滤光片、单缝和双缝；(2)1.179-1,181,4.8x10-4.

(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，通过条纹

的间距公式△x=求出波长的大小，根据该公式可得出增加条纹间距的方法.

(2)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读.根据条纹的间距公式

求出波长.

解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式△%=勺丸

10.答案:5.00/V

解析：解：用力的图示法根据平行四边形定则作出合力并量出其大小，作图如下:

故答案为：5.00N；

根据平行四边形定则先作出尸2与尸1的合力，根据所选的标度求出合力；

解决该题的关键是熟记平行四边形定则，知道用图解法作图求解合力的原理;

11.答案：⑴50.15；(2)220；(3)B,C,F；(4)电路图如图所示.

解析：解：(1)游标卡尺的固定刻度读数为50mm,游标尺上第3个刻度游标读数为0.05X3nun=

0.15mm,所以最终读数为：50mm+0.15mm=50.15mm；

(2)该电阻的阻值约为22.0X10/2=2202

(3)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：/2=擀=短4=0-。184=18巾4所以

电流表应选A2;直流电源E的电动势是4V,电压表选用匕.为方便实验操作，滑动变阻器应选长,故

答案为：B,C,F.

(4)由于满足黄〉方，所以电流表应用外接法，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器

采用分压接法，即电路应是分压外接法，如图所示：

故答案为：

(1)50.15；(2)220；(3)8,C,F；(4)电路图如图所示.

(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；

(2)用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率.

(3)BCF、(4)通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知.变阻

器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节：根据满足号＞箓可知，电流表应用外接法.

游标卡尺时应分成整数部分和小数部分两部分来读，注意游标卡尺的分度；对于电学实验器材的选

择，应根据电源电动势大小或待测电阻的额定电压来选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电

流来选择电流表的量程；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应选外接法；当滑动变阻器

最大阻值远小于待测电阻值时或要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式；当实验要求电流从零

调或要求测得多组数据或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻

值小的变阻器以方便调节.

12.答案：3耳

〈npNA

解析：解：水银的摩尔体积v=R水银分子的体积％=2,把水银分子看成球形，据球体体积公

PNA

式可得力=；兀。3

得水银分子直径：层。

故答案为：3层。

77rpM4

根据阿伏加德罗常数求出水银分子的体积，再根据球体的体积公式求出水银分子直径。

本题关键明确阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁，明确摩尔体积和摩尔质量间

的关系。

13.答案：解：(1)M棒匀速时，有：m^gsin37°=cos370+BIL...(J)

因为

E=BLv0...②

根据欧姆定律有：/=言…③

因为/?总=%+墨…④

棒从开始到达虚线位置，根据能量守恒有：+纲】可+总…⑤

Mmigdsin370=^migdcos37°Q

M棒、N棒、电阻R产生的焦耳热之比为：QM：QN：QR=8：1：l...@

QM=正＜?总“•⑦

由①〜©式解得：QM=0.48;

(2)对M棒由动量定理有：Oigsin37-n^gcos370-B1L')t=m^o…⑧

q=〃=丁…⑨

R总

△。=BLd…⑩

联立解得：t=1.5s

对、棒碰撞过程，根据动量守恒以及能量守恒有：

(3)MNm1vQ=m1v1+m2v2...@

111

2ml诏=2mivi+］血2谚…⑫

碰后对棒有：四

N2m2gcos370-m2gsin37=m2a2...⑬

v2=Q2to•••®

碰后对棒有：

Mmrgsin37+cos370+BfL—F=m1a1...⑮

根据欧姆定律有：/'=

B"尸息"…⑰

t0=2.5s...⑱

由⑪〜⑱式解得...F=0.96-0.08t(t<2.5s)。

答：(1)M、N相碰前，M上产生的焦耳热为0.48J；

(2)M、N相碰前M运动的时间为1.5s；

(3)M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F,使M、N同时匀减速到

零，M棒在减速到零的过程中作用力产的大小随时间变化的表达式为F=0.96-0.08t(t<2.5s)。

解析：(1)M棒匀速时，合力为零，根据平衡条件以及欧姆定律和E=求解匀速运动的速度大小，

再根据能量守恒求解总热量，最后根据电阻的大小关系求解M棒产生的热量；

(2)对M棒由动量定理以及电荷量的求解公式分析求解M、N相碰前M运动的时间；

(3)对M、N棒碰撞过程，根据动量守恒以及能量守恒求解碰撞后的速度大小，根据牛顿第二定律以

及欧姆定律分析求解M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。

解决该题需要掌握用能量守恒求解系统产生的焦耳热，掌握用动量定理求解变加速运动过程的运动

时间，掌握碰撞过程的相关知识。

14.答案：解：(1)物体从A到B一直加速则时间最短，有击

代入数据解得：ti=J|=2V3s；

(2)若要使物体能4从B到，力尸作用时间最短，则要求物体应先加速，后减速，到达B点速度减为0,

令物体加速运动末速度为V,

加速运动位移X]=:，

2Q]

„2

减速运动位移%2=—，

整个过程L=+冷，联立解得：v=20m/s,

则物体加速最短时间即是力产作用的最短时间t=F=蛋=2s；

0-11U

答：(1)使物体从4到B的最短时间为2gs；

(2)要使物体能从4到达B,则力产作用的最短时间为2s；

解析：当力作用时间最短时，物体先加速后立即减速到零，已知匀加速阶段和匀减速阶段的加速度

大小，抓住匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，初末速度皆为零，运用运动学公式求出

最短时间。

本题主要考查了运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确进行运动过程分析，抓住位移之间

的关系求解，难度适中。

15.答案：解：①初状态封闭气体的压强pi=p0+3=1.1xl05pa,

当密闭气体的温度为B时，活塞稳定后重物对地面的压为恰好为零，此封闭气体的压强P2=