2021届湖北省黄冈市高考物理模拟试卷(三)(含答案解析).pdf

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1、2021届湖北省黄冈市高考物理模拟试卷（三）一、单 选 题（本大题共5小题，共30.0分）1.1905年在物理学史上被称为爱因斯坦的“奇迹”年，这一年他先后发表了五篇具有划时代意义的论文，其中涉及用光子说解释光电效应现象.关于光电效应，下列说法正确的是（）A.只要入射光的强度足够大，就能发生光电效应B.光电效应现象中的“光电子”就 是“光子”C.当入射光的频率低于金属的极限频率时，不能发生光电效应D.入射光的频率增大2倍，光电子的最大初动能也增加2倍2.一质量为小的小球以初动能从地面竖直向上抛出，已知上升过Eio程中受到阻力/作用，如图所示，图中两条图线分别表示小球在上 耳上+1升过程中动能、

2、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系，（以地面为零势能面，d表示上升的最大高度，图上坐标数据中的k为常数且满足0 k 0D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向YYYYYYYYY4.如图所示，理想变压器原线圈的匝数%=550匝，副线圈的匝数叫=110匝.要是副线圈两端得到出=2201/的电压，原线圈两端的电压必应是（）A.11007B.550VC.1101/D.44V5.关于平抛运动，以下说法中正确的是（）A.平抛运动是一种变加速运动B.作平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.作平抛运动的物体每秒内速度相等D.作平抛运动的物体每秒内位移相等二、多选题（本大题共3小题

3、，共18.0分）6.在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是7.如图所示，是发射嫦娥三号飞船登月的飞行轨道示意图，嫦娥三号飞船从地球上处4发射，经过地月转移轨道，进入环月圆形轨道，然后在环月圆形轨道上的B点变轨进入环月椭圆轨道，最后由环月椭圆轨道上的C点减速登陆月球，下列有关嫦娥三号飞船说法正确的是（）A.在地面出发点4附近，即刚发射阶段，飞船处于超重状态B.飞船的发射速度应大于11.2km/sC.在环绕月球的圆轨道上B处须点火减速才能进入椭圆轨道D.在环月椭圆轨道上B点向C点运动的过程中机械能减小8 .美国地球物理专家通过计算可知，因为日本的地震导致地

4、球自转快了 1.6 s（l s 的百万分之一）,通过理论分析下列说法正确的是（）A.地球赤道上物体的重力会略变小 B.地球赤道上物体的重力会略变大C.地球同步卫星的高度略调小 D.地球同步卫星的高度略调大三、填 空 题（本大题共1小题，共 4.0分）9 .图甲为一条均匀绳子两端产生的两列简谐横波P、Q 在t =2 s 时刻的波形图，图乙为横坐标是-5.5 m 处的质点M 的振动图象，则横波Q 的波速为 m/s,周期为 s；当t =s时,四、实 验 题（本大题共3 小题，共 20.0分）1 0 .某实验小组通过实验来验证碰撞过程中动量守恒，所用实验装置如图甲所示：打点计时器固定在长木板的一端，质

5、量为m i 的小车静止在长木板上，纸带固定在小车上并穿过打点计时器，调整木板一端的高度，开启打点计时器电源，轻推小车，使纸带上打出的点迹清晰且间距均匀.在木板中部放上质量为瓶2 的小车（两小车材质相同），重复实验，瓶2 上贴有粘合装置可以使两车碰撞后粘合在一起运动.某次实验该组同学打出的纸带如图乙所示，若交流电源的频率为f,则碰撞 前 系 统 的 动 量 为,碰 撞 后 系 统 的 动 量 为,若两车相碰前后的动量守恒，其表达式 可 表 示 为（用题中所给字母表示），根据纸带判断碰撞发生在_段（用纸带上所给大写字母表示）.图乙11.(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关

6、旋到“X 100”挡位，测量时指针偏转如图所示.请你补充简述接下来的测量操作过程：断开待测电阻，将选择开关旋到 挡：(填x 1k或者x 10)。将两表笔短接，调整_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _;使指针指向“0 0”；再接入待测电阻，将指针示数x 选择的倍率，即为待测电阻阻值.测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡.(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图所示.其中电压表内阻约为2 k O,电流表内阻约为0.5 0.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接.(3)如图是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程.当

7、转换开关S旋到位置3时，可用来测量；当S旋到位置 时，可用来测量电压，其中S旋到位置_ _ _ _ _ _ _ _ 时量程较大.12.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。已知每2500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1m L,用注射器测得每100滴这样的溶液为1 m L 把一滴这样的溶液滴入撒有琲子粉的盛水浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1 c m,则油酸膜的面积为 cm2,油酸分子直径大小d=6(保留一位有效数字)。五、简答题(本大题共2 小题，共 32.0分)13.“质子疗法”可以进行某些肿瘤治疗，质子先被加速至较高的能量，然后经磁场引向轰

8、击肿瘤，杀死其中的恶性细胞,如图所示。若质子由静止被加速长度为/=47n的匀强电场加速至u=1.0 x107m/s,然后被圆形磁场引向后轰击恶性细胞。已知质子的质量为m=1.67 x 10-27kg,电量为e=1.60 x 1019Co(1)求匀强电场电场强度大小：(2)若质子正对直径d=1.0 x IO-6 的圆形磁场圆心射入，被引向后的偏角为60。，求该磁场的磁感应强度大小；(3)若质子被引向后偏角为90。，且圆形磁场磁感应强度为10.44T,求该圆形磁场的最小直径为多大。14.一同学用手将质量为1kg物体由静止向上提起1 m,这时物体的速度为2?n/s,glGm/s2,则该过程中(1)物

9、体的重力势能变化了多少？(2)物体的动能变化了多少？(3)物体的机械能变化了多少？(4)手对物体做功多少？六、计 算 题(本大题共2 小题，共 20.0分)15.如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积SI=4S 2,下端与大气连通。粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处齐平，空气柱和水银柱长度均为 =4cm。现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管。已知大气压强为po=76cmHg。求抽气结束后细管内气体的压强；抽气过程中粗管内气体吸热还是放热？请

10、说明原因。16.如图所示，玻璃砖的截面为梯形ABC。，ZC=60,=1 0 5,此截面所在平面内的光线P0从AB边的。点入射，进人玻璃砖后直接射到BC边上时恰好能发生全反射，并垂直CD边射出。求：(结果可保留根号)玻璃砖对该光线的折射率n；5)光线P。射入AB边的入射角的正弦值。参考答案及解析1.答案：c解析：解：A C,当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应，与入射光的强度大小无关。故 A错误，C正确。8、光电效应现象中的“光电子”不 是“光子”故 B错误。D、根 据 光 电 效 应 方 程=屁-知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，入射光的频率增大2 倍

11、，光电子的最大初动能不会增加2 倍。故。错误。故选：C。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率.根据光电效应方程判断最大初动能与入射光频率的关系.解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道最大初动能与入射光频率的关系，掌握光电效应方程的内容.2.答案：C解析：(1)动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大.(2)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.质量越大，高度越高，重力势能越大.(3)机械能=动能+势能.物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能.本题首先要根据动能定理得到动能与高度的关系式，确定出图象的对应关系，再运用动能定理求解不同高度时的动能，有一定的

12、难度.解：A、根据动能定理可知上升高度越大，动能越小，重力势能越大，故 、分别表示重力势能、动能随上升高度的图象，故 A错误；B、从图线看，重力势能、动能随着高度的变化成线性关系，故合力恒定，受到的阻力大小恒定，由功能关系可知从抛出到最高点的过程中机械能的减少量等于阻力的功的大小，由图线可知：fho=Eko-鳖,且由图线根据动能定理可知&0 =(m g+f)h o,解得/二卜山。，故 8 错误；C、设九高度时重力势能和动能相等，图 线 的 函 数 方 程 为=+图线的函数方程为E p =也 令Ek=E p,及&o=(mg +/)%)和/=k m g,联立解得h=的 九 o，故 C 正确；D、当

13、上升高度九=和寸，动能为a=Ek0-(mg+f)h=Ek0-(f c +l)m5y =-m g h0,重力势能为琢=a 娉，则动能与重力势能之差为刎g如 故。错误.故选：C3.答案:B解析：该题考查霍尔效应及其应用。在霍尔元件中，移动的是自由电子，根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向，从而知道两侧面所带电荷的电性，即可知道C、。两侧面会形成电势差立D的正负.CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡推导出电势差Ue。与什么因素有关。A B,根据CC间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,则有

14、：q=qvB,1-nqvs-nqvb,贝i j：UCD=n由材料决定，故U与材料有关;U还与厚度c成反比，与宽b无关，同时还与磁场B与电流/有关，故A错误、8正确；C根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以。表面的电势高，则吹。0,故C错误；。.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时.，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过。故。错误；故选瓦4.答 案:A解析：解：根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得：生=3.外 电原线圈匝数%=550,副线圈匝数电=110.若副线圈两端要得到/=220V的正弦交变电压，所以 Ui =1100I Z故选：Ao根据理想变压器原副线圈匝数比

15、等于电压比即可求解.本题主要考查了变压器原副线圈匝数比与电压比之间的关系，难度不大，属于基础题.5.答案：C解析：解：4、B、平抛运动只受重力，故根据牛顿第二定律，加速度的大小和方向都不变，是一种匀变速曲线运动，故A错误、B也错误；C、由于平抛运动的加速度恒定，故速度每秒的增加量相同，大小为1 0 m/s,方向为竖直向下，故C正确；。、平抛运动水平分运动为匀速运动，竖直分运动为自由落体运动，有x=vot1 2y=29 t故合位移为S =J(%t)2+Gg t 2)2,每秒增量不等，故。错误；故选：C o平抛运动初速度水平，只受重力；将平抛运动沿着水平和竖直方向正交分解，其水平分运动为匀速直线运

16、动，竖直分运动为自由落体运动。本题关键是将小球的运动沿着水平和竖直方向正交分解，然后根据运动合成的平行四边形定则得到合速度、加速度、位移的情况。6.答案：BC解析：解：4、若电子向右运动，则受到电场力向左，洛伦兹力向下，合力跟初速度方向不在同一直线上，故A错误；B、若电子向右运动，则受到电场力向左，不受洛伦兹力，合力跟初速度方向在同一直线上，故B正确；C、若电子向右运动，则受到电场力向上，洛伦兹力向下，当电场力等于洛伦兹力时，电子向右匀速运动，故C正确；。、若电子向右运动，则受到电场力向上，洛伦兹力向上，合力跟初速度方向不在同一直线上，故。错误；故选：BC.电子做直线运动，要求粒子受到得合力与

17、初速度方向在同一直线上，逐项分析电子的受力情况即可解答.本题主要考查了电子在电场和磁场中受力情况的分析，要使电子做直线运动，则要求粒子受到得合力与初速度方向在同一直线上，难度不大，属于基础题.7.答案：AC解析：解：4、在地面出发点4附近，即刚发射阶段，飞船加速上升，是超重，故A正确.8、地球的第二宇宙速度是11.2k m/s,达到此值时，卫星将脱离地球的束缚，绕太阳运动，故飞船的发射速度不可能大于11.2k m/s,故8错误.C、飞船在环绕月球的圆轨道上B处须点火减速才能做向心运动，进入椭圆轨道，故 C 正确.。、嫦娥三号在环月椭圆轨道上B点向C点运动的过程中，引力做正功，机械能增加，即B上

18、的机械能小于C上的机械能.故。错误.故选：AC.物体具有向上的加速度时是超重，具有向下的加速度时是失重；卫星的速度达到11.2km/s,将脱离地球束缚，绕太阳运动；万有引力大于需要的向心力时，做向心运动.本题要掌握卫星的变轨原理，高轨道卫星，减速做近心运动才能进入低轨道运行，低轨道卫星加速，做离心运动，才能进入高轨道运行.8.答案：AC解析：解：力、B据题，日本的地震导致地球自转快了 1.6 s,地球自转的周期变小。以赤道地面的物体来分析：由于地球自转的周期变小，在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而“向心力”等 于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力”，万有引力的大小不变，所

19、以必然是地面对物体的支持力减小。地面对物体的支持力大小等于物体受到的“重力”，所以是物体的“重力”减小了。故 A 正确，B 错误。C、。、对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期。地球自转的周期7变小了，由开普勒第三定律鸟=k 可知，卫星的轨道半径R减小，卫星的高度要减小些，故 C 正确，。错误。T2故选：ACo日本的地震导致地球自转快了 1.6 s,即地球自转的周期变小了，根据向心力公式知道在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而万有引力的大小不变.对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期，由开普勒第三定律可以得出卫星的高度的变化.本题是信息题，我们要从题目中找

20、出与所求解问题相关的物理信息，再根据物理知识解答.9.答案：1.5 0解析：解：由图甲知横波P 的波长 即=6m,Q的波长;l 5 1 20。R x，即之 为大电阻，采用电流表内接法，误差较小.如图所示.(3)由图(c)所示可知，当转换开关S旋到位置3 时，电源与两并联电阻串联，构成欧姆表，可测量电阻;当S旋到位置5、6 时，电流表与电阻串联，组成电压表，可用来测量电压，其中S旋到位置6 时，串联电阻阻值较大，电压表量程较大.1 2.答案：4 0 1 x 1 0-9解析：解：面积超过正方形一半的正方形的个数为4 0 个,则油酸膜的面积约为S=4 0 x (l c m x l c m)=4 0

21、c m2=4 0 x 1 0-4m；每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为:联 磊 X 嬴神=4 X 1 0-6 就,=4 X IL2m3；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为:V 4 x 1 0-1 2d=“八 7 17 n =1 x 1 0 9mS 4 0 x 1 0-4故答案为：4 0 2；1 x 1 0-9。根据浓度按比例算出纯油酸的体积；采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由

22、d=(求出油酸分子直径。本实验的模型是不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行了。1 3.答案：解：(1)质子在加速电场中加速过程中，根据动能定理可得：解得：E=1.3 x 1 05/V/C；(2)根据题意得到质子运动轨迹如图所示,解得粒子在磁场中运动半径为：=而 篇;=1喘 右=4 x K F 2mNX 32根据洛伦兹力提供向心力可得：eB.v=my解得：B i =1 2.1 7；(3)若质子被引向后偏角为90。，质子运动轨迹如图所示：根据洛伦兹力提供向心力可得：响”喏解得质子轨迹半径为：r =0.0 1 m根据数学知识可得圆

23、形磁场区域的最小直径为d =y2r。1.4 X 1 0-2 加答：(1)匀强电场电场强度大小为1.3 x 1 05N/C：(2)该磁场的磁感应强度大小为1 2.1 7；(3)该圆形磁场的最小直径为1.4 x 1 0-2m o解析：(1)质子在加速电场中加速过程中，根据动能定理求解电场强度；(2)根据数学知识求解质子运动的轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度；(3)根据洛伦兹力提供向心力求解质子的轨迹半径，根据数学知识求解圆形磁场区域的最小直径。本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运

24、动的周期、半径的公式是解决本题的关键。1 4 .答案：解：(1)重力做功为：HZ =-m g h=-1 x 1 0 x 1 7=-1 0 J,物体的重力势能增加1 0/；(2)物体的动能变化为 Ef e=i m v2-0 =|xlx227=2 7;(3)物体的动能增加2/,重力势能增加了 1 0/,所以物体的机械能增加量 E=Ek+Ep=1 0/+2/=1 2/；(4)根据动能定理有必+W ZG=Ek解得手对物体做功必=Ek-Wc=2J-(-1 0 7)=1 2/；答：(1)物体的重力势能增加1 0/;(2)物体的动能增加2/；(3)物体的机械能增加1 2/；(4)手对物体做功1 2/；解析：

25、根据动能定理求解手对物体做功和合外力做功。物体的高度上升，重力做负功。本题考查常见的几对功能关系的理解：合力做功等于动能的变化，除重力以外的力做功等于机械能的变化。1 5 .答案：解：缓慢抽气过程中，粗管内气体的温度不变。设抽气后粗管内气体压强为p i，细管内气体压强为P2，由玻意耳定律可得：p2=Pi +q九+2%)由式联立解得：P2=5 8(c m Hg).缓慢抽气过程中，粗管内气体的温度不变，气体内能不变，(/=()；气体体积增大，对外做功，W 0,粗管内的气体吸热。答：抽气结束后细管内气体的压强为5 8c m Hg；抽气过程中粗管内气体吸热，是由于气体对外做功，同时内能不变，所以会吸收

26、热量。解析：根据体积不变，求出水银柱恰好一半进入粗管中时，水银柱的高度，根据理想气体状态方程求解时封闭气体的压强，再根据平衡条件知细管里气体压强；抽气过程，封闭气体发生等温变化，根据热力学第一定律可以判定是吸热还是放热。此题考查气体的理想气体状态方程和热力学第一定律，分析气体状态时先找不变的量，再看变化的量，再选合适的公式，可以使问题简单化。1 6.答案：解：心 光线P。在玻璃砖内的光路如图所示，一4/设光线P。在B C边发生全反射时的临界角为6,由几何关系有：9=AC=6 0 由光的折射定律有：sind=解得：九=也35)由几何关系可知，光线P。在4 8边发生折射的折射角为：r=4 5。设光线尸。射入4 8边的入射角为i,由光的折射定律有：n=里stnr解得：si献=3答：0)玻璃砖对该光线的折射率是平；(4)光线P。射入4 8边的入射角的正弦值是当。解析：(i)画出光路图，根据光的折射定律可求得玻璃砖对该光线的折射率；(it)由几何关系求得光线P。在4 B边发生折射的折射角，再由折射定律可求得入射角的正弦值。本题考查了折射现象中的全反射问题，关键要画出光路图，运用几何知识求解相关角度。