2021年名校高考物理全真模拟1月卷3（新课标专用解析版）

备战2021年高考物理名校全真模拟新课标专用1月卷

第三模拟

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要

求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

14.（2020•四川成都市•高三月考）近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类

登上火星、开发和利用火星资源奠定了基础。利用引力常量G和下列有关数据，不能计算出火星质量的是

（）

A.火星的半径及火星表面重力加速度（不考虑火星自转）

B.卫星在火星附近绕火星做圆周运动的速度及周期

C.火星绕太阳做圆周运动的周期及火星与太阳球心间的距离

D.卫星绕火星做圆周运动的周期及卫星与火星球心间的距离

【答案】C

【详解】

A.不考虑火星自转，万有引力充当向心力

cMm

G-^=mg

得中心天体火星质量

M车

故A正确，不符合题意;

B.由题意有

—MmV

G——=m—

rr

T=迎

V

得中心天体火星质量

V3T

M

2兀G

故B正确，不符合题意;

C.由题意有

_Mm4万2r

G「一="?——

r2T2

M为中心天体太阳的质量，火星质量已经被消去，不能计算火星质量，故C错误，符合题意;

D.由题意有

〃Mm4"2r

G—T--m——

r2T2

得中心天体火星的质量

故D正确，不符合题意。

故选C。

15.（2020•江苏镇江市•高三期中）如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为1kg和2kg的A、B两个物

体，A、B间的最大静摩擦力为4N,现用水平力F拉B物体，使A、B以同一加速度运动，则尸的最大值

为（）

T

5—I-AF

A.3NB.6NC.9ND.12N

【答案】D

【详解】

对物体A,当有最大加速度时

ma

fm=A

对

AB的整体

F=（mA+mB）a

联立解得

F=12N

故选D。

16.（2021.全国高三专题练习）用电阻率为p、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为R的圆环，垂直圆

环面的磁场充满其内接正方形，［=°时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度3随时间「的变化关

系如图（b）所示，则在，=°到'=2%的时间内（）

图(b)

A.圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向

B.圆环所受安培力大小除'。时刻为零外，其他时刻不为零

B°R5

C.圆环中的感应电流大小为4兀人"

B『nR3s

D.圆环中产生的热量为

【答案】C

【详解】

A.根据图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向,A错误;

B.由于圆环没有在磁场中，不受安培力，B错误;

C.由闭合电路欧姆定律得

_E

=7

又根据法拉笫电磁感应定律得

石=丝=遗

△tt0

正方形的边长

jR

又根据电阻定律得

2兀/?

r—p-----

S

联立解得

"B°RS

4兀夕“

C正确;

D.圆环中产生的热量为

以R'S

。=/32，°

4兀60

D错误。

故选C。

17.（2020•天津和平区•耀华中学高三月考）如图所示，轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于粗糙水平面

上质量为，〃的小球接触但不连接。开始时小球位于。点，弹簧水平且无形变。。点的左侧有一竖直放置的

光滑半圆弧轨道，圆弧的半径为R,8为轨道最高点，小球与水平面间的动摩擦因数为必现用外力推动小

球，将弹簧压缩至A点，OA间距离为的，将球由静止释放，小球恰能沿轨道运动到最高点瓦己知弹簧始

终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是（）

A.小球在从A到O运动的过程中速度不断增大

B.弹簧恢复原长的过程中对小球的冲量大小为用/颁

C.小球通过圆弧轨道最低点时，对轨道的压力为5mg

D.小球与弹簧作用的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=25”gR+同监ro

【答案】D

【详解】

A.小球在从A到。运动的过程中，受弹力和摩擦力，由牛顿第二定律可知

k^x-/jmg-ma

物体做加速度减小的加速运动，当加速度为零的时（弹力等于摩擦力时）速度最大，接下来摩擦力大于弹力,

小球开始做减速运动，当弹簧原长时离开弹簧，故A错误；

B.小滑块恰好能到达圆弧轨道最高点5,由重力提供向心力，由牛顿第二定律得

Vg

me-m—

R

从°到B的过程中，根据机械能守恒定律可得

；〃7%=J+2mgR

联立得

小球在从A到。运动的过程中，合力对小球的冲量为

F合t=mv0—0=#5gR

故B错；

C.小球在最低点时做圆周运动，由牛顿第二定律得

v2

N-mg-m%

联立以上解得

N=6mg

故C错误；

D.从A到。根据能量守恒得

Ep+Ringx。

联立以上得

Ep=2.5mgR+/Jmgxa

故D正确。

故选D。

18.（2020•江西南昌市•南昌二中高三月考）有一金属棒成，质量为机，电阻不计，可在两条轨道上滑动，

如图所示，轨道间距为L,其平面与水平面的夹角为仇置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强

度为8,金属棒与轨道的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，回路中电源电动势为E,内阻不计（假设金属棒与

轨道间动摩擦因数为〃），则下列说法正确的是（）

A.若R>mgsin6+4mge0s6,导体棒不可能静止

BEL

B.若R<,〃gsine+〃机geos。，导体棒不可能静止

C.若导体棒静止，则静摩擦力的方向一定沿轨道平面向上

D.若导体棒静止，则静摩擦力的方向可能水平向右

【答案】B

【详解】

AB.由左手定则可判断导体棒受到的安培力方向平行于斜面向匕根据闭合电路的欧姆定律可得

E

R

当导体棒受到的摩擦力向上且刚好静止，则根据平衡条件可得

BIL+/.imgcos0>mgsin0

联立方程解得

BEL

R<

mgsin0-/jmgcos0

当导体棒受到的摩擦力向下且刚好静止时，由平衡条件可得

BIL<jjmgcos0+mgsin6

联立方程解得

BEL

R>

mgsine+〃mgcos0

联立得

_______唯_______</?<________吧_______

mgsin3+/jmgcos0mgsin0-jjmgcos6

则电阻在上述范围时，导体棒静止，故A错误，B正确；

CD.根据AB中的受力分析可知，静摩擦力的方向可能向上，也可能向下，故CD错误。

故选B。

19.（2020.江苏南通市.高三月考）氢原子能级图如图所示，氢原子从〃之3的各个能级直接跃迁至a=2能

级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系。关于巴尔末线系，下列说法正确的有（）

n及

80

4…二二-O.S5eV

3------------------------1.51eV

2------------------------3.4eV

1-13.6eV

A.波长最长的谱线对应光子的能量为L89eV

B.大量处于〃=4能级的氢原子向基态跃迁过程，可辐射出6种处于巴尔末线系的光子

C.氢原子从〃=3能级跃迁至"=2能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应

D.若氢原子从〃=4能级跃迁至〃=2能级时辐射出的光子能使某金属发生光电效应，则光电子的最大初

动能为2.55eV

【答案】AC

【详解】

A.波长最长的谱线对应的光子能量是从〃=3能级跃迁到〃=2能级释放出的光子，其能量为

£=£—&=-1.51-（-3.4）eV=1.89eV

故A正确；

B.由于氢原子从〃之3的各个能级直接跃迁至〃=2能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系，则大量处于

〃=4能级的氢原子向基态跃迁过程，只有“=4—〃=2和〃=3-〃=2两种跃迁辐射出的两种光子的谱

线符合巴尔末线系，故B错误；

C.氢原子从八=3能级跃迁至〃=2能级时，其能量为1.89eV,小于2.55eV,辐射出的光子不能使逸出

功为2.25eV的金属发生光电效应，故c正确；

D.若氢原子从〃=4能级跃迁至〃=2能级时辐射出的光子能量为

S'=E4-E2=-0.85-（-3.4）eV=2.55eV

使某金属发生光电效应，根据

可知，由于%大于零，则光电子的最大初动能小于2.55eV,故D错误。

故选ACo

20.（2020・四川成都市•高三月考）在匀强电场中有一个正六边形区域abcdhf,电场线与六边形所在平面平

行，如图所示。已知“、氏/I三点的电势分别为7V、11V、-5V,带电荷量为e的粒子（重力不计）以16

eV的初动能从b点沿不同方向射入abcdhf区域,当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的

是（）

A.粒子带负电

B.粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域

C.粒子经过了点时动能为24eV

D.粒子可能从方点射出该区域

【答案】AD

【详解】

如下图所示，连接b/?,ah,过点作初的垂线交于与的延长线交于m点。

h

A.由几何关系易得，a=30,夕=6°,Nbah=9U,网垂直附。

因为丸=7V,<Pb=HV,%=-5、故有

。“产12V—16V4=4V

，，

因为mh—2mb=Ama,则

=8=4V

故有

<P,n=例,

则成，为等势线，因为/机初1=90,故电场线方向为由旭点指向力点。当粒子沿bd方向射入时恰能经过

。点，可知粒子向下偏转，则粒子带负电，故A正确；

B.当该粒子沿附方向运动时，恰不能从八点处射出，故B错误；

,3,,

bn=—bh

C.由几何知识得4且〃点与/点等电势点，则

3

Uhf=Uhn=-Uhh=\?N

从b点运动到了点，由动能定理得

4一EM,=Whf=eUhf

E=?6eV

解得，粒子经过f点时动能为蛆，故C错误；

D.当粒子沿油方向运动时，粒子先向〃点方向减速为零，再反向加速从〃点射出，故D正确。

故选AD»

21.（2020•河南高三月考）如图所示，质量为，"的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，弹簧下端

固定在地面上，小球甲和质量为4m的物体乙用轻绳连接，且跨过光滑的定滑轮。开始时用手托住物体乙，

让轻绳刚好被拉直但没有力，此时小球甲静止于尸点，轻绳与水平方向的夹角为。=53°,现将物体乙由静

止释放，经过一段时间小球甲运动到。点，。。两点的连线水平，°°=",且尸、。两点处弹簧弹力的大

小相等。己知重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6o下列说法正确的是（）

mg

A.弹簧的劲度系数为d

B.小球甲位于。点时的速度大小为V3

C.从物体乙由静止释放到小球甲到达。点的过程中，小球甲和物体乙的机械能之和先减小后增大

D.从物体乙由静止释放到小球甲到达。点的过程中，物体乙重力的瞬时功率先增大后减小

【答案】BD

【详解】

A.儿Q两点处弹簧弹力的大小相等，则由胡克定律可知P点的压缩量等于Q点的伸长量，由几何关系知

4

PQ=dtan530=丁

则小球位于P点时弹簧的压缩量为

I?

x=-PQ=-d

对P点的小球由力的平衡条件可知

mg-kx

解得

3mg

k

~2d

故选项A错误；

B.当小球运动到。点时，假设小球甲的速度为v,此时物体乙的速度为零，又小球甲、物体乙和弹簧组成

的系统机械能守恒，则由机械能守恒定律得

[cos53°一"）一mgdtan53°=1mv2

解得

故选项B正确；

C.小球由P到。的过程，弹簧的弹性势能先减小后增大，则小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，

故选项C错误；

D.由于小球在尸点和。点处，物体乙的速度均为零，则物体乙重力的瞬时功率先增大后减小，故选项D

正确；

故选BD。

22.（6分）

（2020•陕西西安市•长安一中高三月考）（1）如图所示的游标卡尺，它的游标卡尺为19mm长20等分，它

的读数为cm。

123cm

01（）2（）

（2）某同学研究小车的匀变速直线运动。他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一

条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出）。即=3.59cm,X2=4.41cm,

X3=5.19cm,X4=5.97cm,X5=6.78cm,X6=7.64cmo则小车的加速度a-m/s2（要求充分利用测量的

数据），打点计时器在打B点时小车的速度以尸m/s。（结果均保留2位有效数字）

J-A""BCDEFG）

\•••••••\

lit।।।।

ill।।।।

H»———

【答案】1.4500.800.40

【详解】

（1）游标卡尺的读数1.4cm+0.05mmx10=1.450cm

（2）每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为7=5x0.02=0.1s；

根据逐差法可知，物体的加速度为：

了4+毛+4—王—々—七7.64+6.78+5.97—3.59—4.41—5.19

x102m/s2=0.80m/s2

9T29x0.12

8点的速度等于AC段的平均速度，则有:

_%2+%3.59+4.41_„.

--------------xlOn/2=0.40m/s

2T2x0.1

23.（9分）

(2019,浙江吴兴区•湖州中学高三期中)在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，小灯泡标称

“2.5VQ.3A"，电流表内阻约为。5。。电压表内阻约为3kC,滑动变阻器总阻值为5C,回答下列问题。

(1)如图1所示为开关闭合前的实物连接图，其中有两个不合理的地方，请指出其中的一处：。

图2

(2)改进后，移动滑动变阻器的滑片，观察到电表相继出现如图2甲、乙的示数，则产生这种现象的原因

可能是__________

A.电压表短路B.电压表断路C.小灯泡短路D.小灯泡断路

(3)排除故障后，通过实验得到图3所示小灯泡的伏安特性曲线，若将小灯泡接在电动势为2V,内阻为

1°。的直流电源上，求出灯泡的实际功率约为w

(4)若将小灯泡从电路中单独取出，用多用电表的欧姆档测量其阻值，选择开关和指针位置如图4所示,

读数明显小于额定电压下发光时的阻值，对这一结果解释最合理的是

A.多用电表只能粗测阻值，测出的阻值很不准确

B.由于指针偏角过大，应换X10倍率，欧姆调零后重新测量阻值

C.多次测量取平均值有可能会接近额定电压发光时的阻值

D.多用电表测的是常温下的灯泡阻值，而小灯泡在额定电压下发光时温度较高，阻值更大

【答案】“电流表量程选择错误，应选S6A”或“滑片位置错误，应置于最左端”D0.075D

【详解】

(1)小灯泡的额定电流为0.3A,但是电流表选择的是3A的量程，导致电流表测量误差比较大，应该选择

0.6A的量程；闭合开关前，应该保证灯泡两端电压位于最小值，这样可以更好的保护灯泡不被损坏，所以

滑片应该位于最左端；

（2）AB.若电压表短路或者断路，则电压表的示数应该为0,观察甲乙两图可以发现，移动滑片过程中，

电压表示数不为0,故A、B错误；

C.当灯泡发生短路，则电压表示数应该为0,电流表有示数，而观察甲乙两图可以发现电流表有示数，故

C错误；

D.当灯泡发生断路时，电流表示数为0,电压表示数随着滑动变阻器滑片的移动而变化，故D正确。

故选D。

（3）画出电源的路端电压与电路的图像如图所示

两条图像的交点就是灯泡实际工作时的电压和电流，根据功率的公式

P=UI

解得

P=0.075W

（4）多用电表测的是常温下的灯泡阻值，而小灯泡在额定电压下发光时温度较高，阻值更大。故选D.

24.（14分）

（2020•河南省实验中学高三期中）具有我国自主知识产权的“歼-10”飞机的横空出世，证实了我国航空事

业在飞速发展。而航空事业的发展又离不开风洞试验，简化模型如图〃所示，在光滑的水平轨道上停放相距

s0=l°m的甲、乙两车，其中乙车是风力驱动车。在弹射装置使甲车获得％=40m/s的瞬时速度向乙车运

动的同时，乙车的风洞开始工作，将风吹向固定在甲车上的挡风板，从而使乙车获得了速度，测绘装置得到

了甲、乙两车的n-f图象如图〃所示，设两车始终未相撞。

（1）若风对甲、乙的作用力相等，求甲、乙两车的质量比；

（2）求两车相距最近时的距离。

叫_1

【答案】(I)叱3；(2)4.0m

【详解】

(1)由题图匕可知：甲车的加速度大小

v-v30

%1=-()--=—

hA

乙车的加速度大小

v-010

因为

叫,%=m乙a乙

解得

加甲_1

叱3

(2)在次时刻，甲、乙两车的速度相等，均为u=10m/s,此时两车相距最近，对乙车有

丫=叼

对甲车有

V=otfl(0.4-rl)

可解得

6=0.3s

到速度相等时甲车的位移

V+Vru

s甲=—o^—=7.5m

乙车的位移

v,「

s乙=—r,=1.5m

两车相距最近的距离为

s*=S0+,%一.际=4001

25.(18分)

(2020•江苏南通市•高三月考)一台质谱仪的工作原理如图所示。甲、乙两种比荷不同的带电粒子从容器A

下方的狭缝吊飘入电势差为Uo的加速电场，其初速度几乎为0,然后经过狭缝S3沿着与磁场垂直的方向进

入磁感应强度为8的匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知带电粒子从狭缝S3进入磁场时与垂直磁场边

界方向存在一个很小的散射角仇所有粒子均打在底片的MN区域内。甲粒子能打在底片上的最远点为

乙粒子能打在底片上的最近点为N,点M、N到狭缝S3的距离分别为为“、回。忽略带电粒子的重力及相互

间作用力。

4中

（1）求甲粒子的比荷咻；

（2）求乙粒子在磁场中运动的最长时间”

（3）若考虑加速电压有波动，在（Uo-AU）到（Uo+AU）之间变化，要使甲、乙两种粒子在底片上没有

重叠，求应满足的条件。

'

匚WS3

B

4

。甲—84（4+20）x1B尤jcos0-x1

----------------------------:---------------（J

［答案］（］）"MB；（2）8U0cos0；（3）AUvUcos0+xN

【详解】

（1）甲粒子打在底片上的最远点M,对应甲粒子在磁场中偏转了半个圆周，即

r41=2

又

2

U^q>P=2mqiv甲

阳口Vip

Bq甲v甲二中

解得

夕甲_8-0

恤XMB

（2）乙粒子打在底片上的最近点N,对应乙粒子以散射角。进入磁场，即

2r乙COSO=XN

乂

£

Ihqz=2乙u乙2

叱上2

Bq3乙=%

乙粒子在磁场中偏转角为（兀+28）时，运动的时间最长，即

rz,（兀+26）=v

解得

_（1+2。冰8

2

8t/0cos0

（3）要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，即甲粒子打在底片上距离狭缝S3的最小距离比乙粒子打在底

片上距离狭缝S3的最大距离大，故

2ri|i>2rz,cos0

（U0-△〃）。甲=5引1|"甲2

、12

（Uo+kU）q乙=3相乙v乙2

r--产甲2_机乙V乙2

Bq甲Bq乙

解得

△UV会喙4〃

xMcos0+xN

（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作•答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.【选修3-3]（15分）

（1）（5分）

（2020•黑龙江大庆市・大庆实验中学高三月考）下列有关热现象和内能的说法中正确的是。（填

正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变

B.物体吸热温度就会上升，所以温度越高的物体含有的热量就越多

C.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的

D.分子间引力和斥力相等时，分子势能最大

E.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得快

【答案】ACE

【详解】

A.把物体缓慢举高，其机械能增加，但是没有机械能转化为物体的内能，则物体的内能不变，选项A正确；

B.改变物体内能的方式有做功和热传递。热量是过程量，只存在于热传递的过程中，不能说物体含有多少

热量，故B错误。

C.电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的，选项C正确；

D.分子间引力和斥力相等时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项D错误；

E.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得快，选项E正确。

故选ACE«

(2)(10分)

(2020•陕西西安市•长安一中高三月考)如图所示，导热性能良好的U形管竖直放置，左右两边长度相同。

左端封闭，右端开口，左管被水银柱封住了一段空气柱。室温恒为27C,左管水银柱的长度团=10cm,右

管水银柱长度/i2=7cm,气柱长度L=15cm；将U形管放入117℃的恒温箱中，U形管放置状态不变，状态

稳定时h\变为7cm。

(1)求放入恒温箱中稳定时左端被封闭的空气柱的压强；

(2)若将U形管移出恒温箱，仍竖直放置，冷却到室温后把右端开口封住。然后把U形管缓缓转动90。,

从而使得两管在同一个水平面内，左右两管中气体温度都不变，也没有气体从一端流入另一端，求稳定后左

端液柱小变为多长。

【答案】(1)78cmHg；(2)3

【详解】

(1)设大气压强为po,对于封闭的空气柱

初态：pi=po+/?2-/?i(cmHg),V\=-LS,Ti=300K

末态：P2=po+h}-hi(cmHg),Vj=(L+Ai-fe)S,?2=390K

由理想气体状态方程得

PMPET

T2

联立解得

po=75cmHg

/?2=78cmHg

(2)假设左右两管中都有水银，稳定后原左管中的水银柱长变为〃，对左管气体

初态：pzi=〃()+心也(cinHg)=72cmHg,Vzi=LS

末态：P3待求，Vz2=(L+hi-h)S

根据玻意耳定律有

pz\Vz\=p?.Vzi

对右管气体

初态：〃yi=po=75cm〃g,Vn=(L+/71-/12)S

末态:小待求，Vn=(L+/z))S-(A2+A1-A)S

根据玻意耳定律有

PYIVYI=P^VY2

联立解得

31

/?=3cm</j|+/z2

31

说明左右两管中都有水银，所以状态稳定后处变为3cm。

34.【选修3-4](15分)

(1)(5分)

(2020•四川成都市•高三月考)一列简谐横波在r