江苏省2021届高三下学期新高考模拟预测卷物理试卷(三)-含解析

PAGEPAGE1江苏省2021年新高考模拟预测卷物理试卷（三）一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为eq\f(3,4)g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A．重力势能增加了eq\f(1,4)mghB．机械能损失了eq\f(1,2)mghC．动能损失了mghD．克服摩擦力做功eq\f(1,4)mgh4.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（）A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB.用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C.一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是()A．直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为eq\r(\f(Gm,L))B．直线三星系统中星体做圆周运动的周期为2πeq\r(\f(L3,5Gm))C．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2eq\r(\f(L3,3Gm))D．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为eq\f(\r(3)Gm,L2)6.电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则()A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小B．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D．当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动，开始时OAA．A球的最大速度为2eq\r(gL)B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最大C．A球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为30°D．A、B两球的最大速度之比vA∶vB＝2∶1A2VA1RSL2L1～B8.图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。灯泡L1和L2A2VA1RSL2L1～BA．电压表的示数变大B．电流表A1的示数变大C．电流表A2的示数变大D．灯泡L1的亮度变亮9.表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1＝2.4R和L2＝2.5R，则这两个小球的质量之比为eq\f(m1,m2)，小球与半球之间的压力之比为eq\f(N1,N2)，则以下说法正确的是()A.eq\f(m1,m2)＝eq\f(24,25)B.eq\f(m1,m2)＝eq\f(25,24)C.eq\f(N1,N2)＝1D.eq\f(N1,N2)＝eq\f(24,25)10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab为沿水平方向的直径，在a点分别以初速度v0(已知)、2v0、3v0沿ab方向抛出三个石子并击中坑壁，且以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以v0和3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为t1和t3，击中坑壁瞬间的速度分别为v1和v3，则()A．不可以求出t1和t3B．只能求出t1和t3的比值C．可以求出v1和v3D．不能求出v1和v3，但能求出它们的比值11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电二、非选择题:共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1＝16Ω。(1)闭合开关S时，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在________(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2－U1图象。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图象可知，电源电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω。(结果均保留2位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是________________。13.P、Q是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距30m，各自的振动图象如图中的实线和虚线所示，且P、Q之间的距离小于一个波长，求：(1)若P比Q离波源近，该波的波长；(2)若Q比P离波源近，该波的速度.14.如图所示，半径分别为R和r(R>r)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点，求：(1)两小球的质量比；(2)若ma＝mb＝m，要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能．15.如图所示，一“U型槽”滑块，由两个光滑内表面的圆孤形槽、和粗糙水平面组合而成，质量，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板，另一质量的物块从点正上方距离水平面的高度处自由下落，恰好从相切进入槽内，通过部分进入圆弧槽。已知“U型槽”圆弧的半径，水平轨道部分BC长，物块与“U型槽”水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度。(1)求物块第一次经过点对“圆弧型槽”的压力；(2)求物块从“型槽”点分离后能到达的距离水平面的最大高度；(3)当“U型槽”的速度最大时，求物块的速度，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在部分运动的总路程。16.在平面坐标系第Ⅰ、Ⅱ象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第Ⅲ象限内有M、N两个竖直平行金属板，板间的电压为U，在第Ⅳ象限内有沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近M板的S点由静止开始做加速运动，从y轴上y=-l处的A点垂直于y轴射入电场，从x=2l的C点离开电场，经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原点O处经过。求：(1)粒子运动到A点的速度大小；(2)电场强度E和磁感应强度B的大小；(3)带正电粒子从A运动到O经历的时间。参考答案1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小答案D解+析由题图可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态A到状态B，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变详细分析：选C玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管中射出。当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故C正确。3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为eq\f(3,4)g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A．重力势能增加了eq\f(1,4)mghB．机械能损失了eq\f(1,2)mghC．动能损失了mghD．克服摩擦力做功eq\f(1,4)mgh【答案】B加速度a＝eq\f(3,4)g＝eq\f(mgsin30°＋Ff,m)，解得摩擦力Ff＝eq\f(1,4)mg；物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故选项A错误；机械能损失了Ffx＝eq\f(1,4)mg·2h＝eq\f(1,2)mgh，故选项B正确；动能损失量为克服合外力做功的大小ΔEk＝F合外力·x＝eq\f(3,4)mg·2h＝eq\f(3,2)mgh，故选项C错误；克服摩擦力做功eq\f(mgh,2)，故选项D错误。4.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（）A.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB.用波长为325nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C.一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解+析根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项BD错误；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确。答案C5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是()A．直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为eq\r(\f(Gm,L))B．直线三星系统中星体做圆周运动的周期为2πeq\r(\f(L3,5Gm))C．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2eq\r(\f(L3,3Gm))D．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为eq\f(\r(3)Gm,L2)[答案]D[详细分析]在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由其他两星对它的万有引力的合力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有Geq\f(m2,L2)＋Geq\f(m2,2L2)＝meq\f(v2,L)，解得v＝eq\f(1,2)eq\r(\f(5Gm,L))，A项错误；由周期T＝eq\f(2πr,v)知，直线三星系统中星体做圆周运动的周期为T＝4πeq\r(\f(L3,5Gm))，B项错误；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的星体，有2Geq\f(m2,L2)cos30°＝mω2·eq\f(L,2cos30°)，解得ω＝eq\r(\f(3Gm,L3))，C项错误；由2Geq\f(m2,L2)cos30°＝ma得a＝eq\f(\r(3)Gm,L2)，D项正确。6.电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则()A．电介质插入极板间越深，电容器电容越小B．当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C．若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D．当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流详细分析：选C由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，电介质插入越深，εr越大，即C越大，A错；当传感器以恒定加速度运动时，电介质相对电容器静止，电容不变，电路中没有电流，B错；传感器向右匀速运动，突然减速时，质量块由于惯性相对传感器向右运动，弹簧压缩变短，C错；传感器由静止突然向右加速时，电介质相对电容器向左运动，εr增大，C增大，电源电动势不变，由C＝eq\f(Q,U)知，Q增大，上极板电荷量增大，即电路中有顺时针方向的电流，D对。7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动，开始时A．A球的最大速度为2eq\r(gL)B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最大C．A球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为30°D．A、B两球的最大速度之比vA∶vB＝2∶1选D支架和两小球组成的系统在转动过程中机械能守恒。A的重力势能减少，A、B的动能和B的重力势能增加。A、B角速度相等，A的线速度总是B的线速度的2倍。A球速度最大时是系统动能最大时，即两球的总重力势能最小。设OA转过角θ时A球速度最大，如图所示，则有eq\f(1,2)m(2v)2＋eq\f(1,2)·2mv2＝mg·2Lsinθ－2mgL(1－cosθ)，即3v2＝2gL(sinθ＋cosθ－1)，由数学知识可知θ＝45°时，速度最大，即vAm＝eq\f(2,3)eq\r(6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)－1))gL)，vBm＝eq\f(1,3)eq\r(6\r(2)－1gL)，选项D正确。8.A2VA1RSL2L1～B图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。灯泡L1和L2A2VA1RSL2L1～BA．电压表的示数变大B．电流表A1的示数变大C．电流表A2的示数变大D．灯泡L1的亮度变亮答案：D9.表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1＝2.4R和L2＝2.5R，则这两个小球的质量之比为eq\f(m1,m2)，小球与半球之间的压力之比为eq\f(N1,N2)，则以下说法正确的是()A.eq\f(m1,m2)＝eq\f(24,25)B.eq\f(m1,m2)＝eq\f(25,24)C.eq\f(N1,N2)＝1D.eq\f(N1,N2)＝eq\f(24,25)详细分析：选B先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力m1g、绳子的拉力T和半球的支持力N1由平衡条件得知，拉力T和支持力N1的合力与重力m1g设OO′＝h，根据三角形相似得：eq\f(T,L1)＝eq\f(m1g,h)＝eq\f(N1,R)，同理，对右侧小球，有：eq\f(T,L2)＝eq\f(m2g,h)＝eq\f(N2,R)，解得：m1g＝eq\f(Th,L1)，①m2g＝eq\f(Th,L2)②N1＝eq\f(m1gR,h)③N2＝eq\f(m2gR,h)④由①∶②得：m1∶m2＝L2∶L1＝25∶24，由③∶④得：N1∶N2＝m1∶m2＝L2∶L1＝25∶24，故A、C、D错误，B正确。10.10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab为沿水平方向的直径，在a点分别以初速度v0(已知)、2v0、3v0沿ab方向抛出三个石子并击中坑壁，且以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以v0和3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为t1和t3，击中坑壁瞬间的速度分别为v1和v3，则()A．不可以求出t1和t3B．只能求出t1和t3的比值C．可以求出v1和v3D．不能求出v1和v3，但能求出它们的比值详细分析：选C做平抛运动的物体在任意时间的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。如图1所示，做平抛运动的物体在任意位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为φ，则有tanθ＝2tanφ。以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等，说明竖直分位移相等，设分别落在A、B点，如图2所示。以3v0抛出的石子其运动轨迹与AB延长线的交点在b点的正下方。根据几何关系有AB＝eq\f(1,3)ab。对于落在A点的石子，设ab＝2R，根据几何关系可求得竖直位移与水平位移之比，根据上述推论求竖直分速度与水平分速度之比，从而求出竖直分速度，再合成求出v1，由公式vy＝at求t1。以3v0抛出的石子落在c点，根据数学知识可写出其轨迹方程和圆方程，再求得c点的坐标，与落在A点的石子下落位移比较，可求得落在c点时的竖直分速度，从而求出v3。由公式vy＝at求t3。故C正确，A、B、D错误。11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电详细分析：选C无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，故A错误；当给充电设备通以恒定直流电时，充电设备不会产生交变磁场，即不能正常充电，故B错误；接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同，故C正确；被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，则产生感应电动势，那么普通手机由于没有金属线圈，所以不能够利用无线充电设备进行充电，故D错误。12.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1＝16Ω。(1)闭合开关S时，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在________(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2－U1图象。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图象可知，电源电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω。(结果均保留2位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是________________。解+析(1)若ab间断路，V2表无示数。若bc间断路，V1表有示数。若cd间断路，满足题意。(2)所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分居两侧，极个别点相距较远应舍弃。(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U2＋eq\f(U1,R1)(R1＋r)，得出U2＝－eq\f(R1＋r,R1)U1＋E，图线纵截距等于电动势E＝6.0V，斜率k＝－eq\f(R1＋r,R1)＝－1.5，得出r＝8.0Ω。(4)由于电压表V1分流，表达式E＝U2＋eq\f(U1,R1)(R1＋r)中eq\f(U1,R1)表示干路电流存在系统误差。答案(1)cd(2)见解+析图(3)6.0(5.9～6.1均正确)8.0(7.9～8.1均正确)(4)电压表V1分流13.P、Q是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距30m，各自的振动图象如图中的实线和虚线所示，且P、Q之间的距离小于一个波长，求：(1)若P比Q离波源近，该波的波长；(2)若Q比P离波源近，该波的速度.答案(1)40m(2)30m/s解+析(1)若P比Q离波源近，波由P传到Q，则PQ间的距离为：Δx＝(n＋eq\f(3,4))λ＝30m(n＝0,1,2…)因P、Q之间的距离小于一个波长则n取0，则得：λ＝40m(2)若Q比P离波源近，则有：Δx＝(n＋eq\f(1,4))λ′＝30m(n＝0,1,2…)因P、Q之间的距离小于一个波长，则n取0，则得：λ′＝120m又T＝4s解得v＝eq\f(λ′,T)＝30m/s.14.如图所示，半径分别为R和r(R>r)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点，求：(1)两小球的质量比；(2)若ma＝mb＝m，要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能．答案(1)eq\r(\f(r,R))(2)5mgR解+析(1)a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点时的速度分别为：va′＝eq\r(gR)vb′＝eq\r(gr)由动量守恒定律知：mava＝mbvb由机械能守恒知：eq\f(1,2)maveq\o\al(2,a)＝eq\f(1,2)mava′2＋mag·2Re