2021-2021学年高三物理12月联考试题

2019-2020学年高三物理12月联考试题考生注意:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共120分。考试时间100分钟。2.请将各题答案填在答题卡上。3.本试卷主要考试内容:高考全部内容。第Ⅰ卷(选择题共31分)一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分。每小题只有一个选项符合题意。1.如图所示,AC为斜面的斜边,B为斜边上的一点,甲、乙两小球在A点的正上方。现先后以不同的水平速度抛出甲、乙小球,它们均落到了B点。已知甲球的质量是乙球质量的两倍,不计空气阻力。下列说法正确的是A.甲球的加速度是乙球加速度的两倍B.两小球做平抛运动的时间相等C.甲球的初速度小于乙球的初速度D.整个过程中甲球的速度偏转角小于乙球的速度偏转角2.某一电子设备所加正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则A.交流电的频率为50HZB.交流电压的有效值为100QUOTEVC.交流电压瞬时表达式为u=100cos25t(V)D.此交流电压不可以直接加在耐压值为80V的电容器两端3.一小球在空中从t=0时刻开始做自由落体运动,如图所示。以地面为参考平面,关于小球速率v、重力的瞬时功率P、小球的动能Ek和重力势能Ep随时间t变化的图象正确的是ABCD4.现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场,穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空室空间内就产生感应涡旋电场,电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示(上图为侧视图、下图为真空室的俯视图),若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动,当电磁铁绕组通有图中所示的电流时A.电子在轨道上顺时针运动B.保持电流的方向不变,当电流减小时,电子将加速C.保持电流的方向不变,当电流增大时,电子将加速D.被加速时电子做圆周运动的周期不变5.某科学小组研制了一种探测器,其速度大小可随运动情况进行调节。如图所示,在某次实验中,该探测器从原点一直沿x轴正向运动,且其速度与位移成反比。已知探测器在A、B两点的速度分别为4m/s和2m/s,O点到B点的位移为2m,则探测器从A点运动到B点的时间为A.QUOTEs B.QUOTEs C.QUOTEs D.QUOTEs二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分。6.2017年6月15日11时00分,中国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭,成功发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”,并在GW170817引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区。已知“慧眼”在距离地面550km的圆轨道上运行,则其A.线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.运行周期小于同步卫星的运行周期C.角速度小于近地卫星的角速度D.向心加速度小于静止在地球赤道上某一物体的向心加速度7.如图左边为一带正电的小球,右边为一金属圆环,外壳接地,电场线的分布如图所示,则下列说法正确的是A.a点的电势高于b点的电势B.c点的电场强度大于d点的电场强度C.若将一负试探电荷由c点移到d点,其电势能减少D.若将一正试探电荷沿金属环的外表面移动半圈,电场力不做功8.图示为一水箱水量检测工作原理图。水箱内液面升、降情况可通过浮球的运动转换为改变电路中接入电阻的大小,最终由水量表来显示水箱中的储水量。控制电路中有一磁敏传感器A,当通过磁敏传感器A的磁通量高于设定的上限时触发电磁铁接通,电动机工作,对水箱进行补水(水路部分未画出);当通过磁敏传感器A的磁通量低于设定的下限时电磁铁断开,电动机停止工作。下列对该原理图分析正确的有A.液面下降时,变阻器R接入电路的电阻变大B.液面下降到一定高度时,通过磁敏传感器A的磁通量会增加至设定上限,触发电磁铁接通,电动机工作C.水箱中存储的水越多,通过水量表的电流越大D.水箱中存储的水越多,电池E的效率越高9.如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上的转轴O上,另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球(可视为质点)相连,A点到水平面的高度为h,直杆的倾角为30°,OA=OC,B为AC的中点,OB等于弹簧原长,小球从A处由静止开始下滑,第一次经过B处的速度为v,运动到C处速度为零;然后小球获得一初动能Ek由C处沿直杆向上滑行,恰好能到达出发点A。已知重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是A.Ek=2mghB.小球下滑过程中,AB段与BC段摩擦力做功相等C.弹簧具有的最大弹性势能为QUOTEmv2D.撤去弹簧,小球可以在直杆上处于静止状态第Ⅱ卷(非选择题共89分)三、简答题:本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。【必做题】10.(8分)某兴趣小组在探究木板与滑块之间动摩擦因数的活动中,利用图甲所示的实验装置进行实验,在水平地面上放一长木板,右端用一垫木抬高,将电磁打点计时器固定在木板右上端,接通电源,让滑块从木板上端靠近打点计时器的位置由静止加速滑下。图乙是打出的纸带上比较清晰的一段。(1)已知所用交流电的频率为50Hz,在纸带上每隔一个点取一个点作为计数点,并依次记为A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。纸带所反映的加速度a=m/s2(结果保留三位有效数字)。

(2)为获得动摩擦因数,在下列物理量中,还需要测量的有(填前面的字母)。

A.木板的质量m1B.滑块的质量m2C.木板的长度LD.垫木的高度hE.木板的右端距水平地面的高度H(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=(用所测物理量表示,重力加速度用g表示)。

(4)本实验中动摩擦因数的测量值相比真实值偏大,请写出你认为可能的原因:。

11.(10分)为了测定某电池的电动势和内阻,设计了图甲所示的电路。(1)根据图甲电路,请在图乙中用笔画线代替导线,连接好实物图。(2)先将滑动变阻器的滑片P调到(填“a”或“b”)端;再将S2接到图甲中的1位置;合上开关S1,滑动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,作出U-I图象,为图丙中一直线A或B,则电池内阻的测量值(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

(3)为了准确地测出该电池的电动势和内阻,将S2接到图甲中的2位置,重复(2)中的过程,作出U-I图象,为图丙中一直线A或B。已知直线A、B与两轴的截距分别为UA、IA、UB、IB,则该电池电动势的真实值为,内阻的真实值为。

12.【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A、B两小题评分。A.【选修3-3】(12分)(1)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是A.在r=r0时,分子势能为零B.在r>r0阶段,若两分子间距离增大,则分子势能先减小后增加C.在r>r0阶段,若两分子间距离增大,则分子势能增加D.在r<r0阶段,若两分子间距离减小,则分子势能增加(2)某日中午,我市空气相对湿度为50%,将一瓶水倒去一部分,拧紧瓶盖后的一小段时间,瓶内水的上方形成饱和汽,单位时间内进入水中的水分子数(选填“多于”“少于”或“等于”)从水面飞出的分子数。此时空气中水蒸气的压强与瓶中水蒸气压强的比值(选填“大于”“小于”或“等于”)0.5。

(3)空气能热水器采用“逆卡诺”原理,即使在南极也有良好表现,高效节能。如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。在完成一次循环的过程中气体对外做功10J。若已知在A→B过程吸收热量12J,则在C→D过程放出多少热量?B.【选修3-4】(12分)(1)在下面的几种说法中,对现象与规律的描述正确的有A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的B.光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性,还说明了光是横波C.当观察者远离波源运动时,接收到的波的频率减小,但波源自身的频率不变D.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场(2)各种颜色的光通过玻璃棱镜后,发生色散时的偏折角度是不同的,其中紫光的偏折角度比红光的偏折角度大。因此,玻璃对紫光的折射率(填“大于”或“小于”)玻璃对红光的折射率;紫光在玻璃中的传播速度(填“大于”或“小于”)红光在同一玻璃中的传播速度。

(3)一列横波沿x轴正方向传播,在t1=0时刻的波形图如图中实线所示,在t2=1.0s时刻的波形图如图中虚线所示。已知这列波的周期大于1.0s,求这列波传播的波速。C.【选修3-5】(12分)(1)下列说法正确的是A.一重原子核放出一个α粒子后成为一新原子核,衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能B.α粒子散射实验中,α粒子大角度偏转的主要原因是α粒子与电子的碰撞造成的C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构D.放射性原子核发生α衰变、β衰变后产生的新核处于高能级,它向低能级跃迁时产生γ射线,因此γ射线经常伴随α射线和β射线产生(2)光照射某金属产生光电效应时,实验测得光电子的最大初动能与照射光频率的图象如图所示,其中图线与横轴交点坐标为ν0,则该金属的逸出功为。用一束波长范围为λ1~λ2(λ1<λ2)的光照射该金属时发生光电效应,则光电子的最大初动能为。(已知普朗克常量为h,光在真空中传播速度为c)

(3)如图所示,两个质量都是1kg的物体,沿同一直线运动,速度分别为v1=3m/s、v2=2m/s,它们发生碰撞后仍在同一直线运动,速度分别为v1'和v2',求:①当v1'=2m/s时,v2'的大小;②在各种可能的碰撞中,系统机械能损失最大时v1'和v2'的大小。四、计算题:本题共3小题,共计47分。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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。13.(15分)2017年9月13日,苹果在乔布斯剧院正式发布旗下三款iPhone新机型,除了常规的硬件升级外,三款iPhone还支持快充和无线充电。图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图,已知线圈匝数n=100、电阻r=1Ω、横截面积S=1.5×10-3m2,外接电阻R=7Ω。线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示。求:(1)t=0.01s时线圈中的感应电动势E;(2)0~0.02s内通过电阻R的电荷量q;(3)0~0.03s内电阻R上产生的热量Q。14.(16分)如图所示,竖直平面内,固定一半径为R的光滑圆环,圆心为O,O点正上方固定一根竖直的光滑杆。质量为m的小球A套在圆环上,上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B一起套在杆上,小球A和滑块B之间再用长为2R的轻杆通过铰链分别连接。当小球A位于圆环最高点时,弹簧处于原长;当小球A位于圆环最右端时,装置能够保持静止。若将小球A置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,到达圆环最右端时小球A的速度vA=QUOTE(g为重力加速度)。不计一切摩擦,A、B均可视为质点。求:(1)此时滑块B的速度大小;(2)此过程中,弹簧对滑块B所做的功;(3)小球A滑到圆环最低点时,弹簧弹力的大小。15.(16分)某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面中部各有一狭缝(沿OP方向的狭长区域),带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示),当带电粒子每次进入两极板间时,板间电势差为U(下极板电势高于上极板电势),当粒子离开两极板后,极间电势差为零;两细虚线间(除开两极板之间的区域)既无电场也无磁场;其他部分存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、电荷量为q(q>0)的离子,由静止开始被电场加速,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为D,到出射孔P的距离为4D。已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设如果离子打到器壁或离子源外壁则即被吸收。忽略相对论效应,不计离子重力。求:(1)磁感应强度可能的最小值;(2)调节磁感应强度大小为B1=QUOTE,计算离子从P点射出时的动能;(3)若将磁感应强度在(QUOTE,QUOTE)范围内调节,写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值;并计算磁感应强度B2=QUOTE时,离子在磁场中运动的时间。

高三物理考试卷参考答案1.C2.D3.B4.C5.A6.BC7.CD8.BD9.ABC10.(1)2.94~3.29(2分)(2)CE(2分)(3)QUOTE(2分)(4)纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦阻力(其他合理说法亦可)(2分)11.(1)如图所示(有一根线接错即不得分)(2分)(2)a(2分)小于(2分)(3)UA(2分)QUOTE(2分)12A.(1)CD(4分,漏选得2分)(2)等于(2分)等于(2分)(3)由热力学第一定律有:ΔU=Q+W(1分)完成一次循环气体内能不变,即ΔU=0(1分)又W=-10J,故吸收的热量Q=-W=10J(1分)A→B过程吸收热量12J,所以C→D过程中放出热量2J。(1分)12B.(1)AC(4分,漏选得2分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)根据题意有:QUOTET=1.0s解得:T=QUOTEs(1分)由波形图可知波长λ=8m(1分)根据v=QUOTE(1分)解得:v=6m/s。(1分)12C.(1)CD(4分,漏选得2分)(2)hν0(2分)hQUOTE-hν0(2分)(3)①由碰撞过程动量守恒有:mv1+mv2=mv1'+mv2'(1分)解得:v2'=3m/s。(1分)②当两者速度相等时,系统损失机械能的最大,有mv1+mv2=2mv1'(1分)解得:v1'=v2'=2.5m/s。(1分)13.解:(1)由图乙可知,t=0.01s时刻QUOTE=4T/s(1分)根据法拉第电磁感应定律E=nQUOTE=nQUOTE(2分)解得:E=0.6V。(2分)(2)0~0.02s内,I=QUOTE=0.075A(1分)电量q=IΔt(2分)解得:q=1.5×10-3C。(2分)(3)0~0.02s内,E1=0.6V,I1=0.075A,根据焦耳定律可得,回路中产生的焦耳热为:Q1=9×10-4J(1分)0.02s~0.03s内,E2=1.2V,I2=0.15A,根据焦耳定律可得,回路中产生的焦耳热为:Q2=1.8×10-3J(1分)所以Q总=Q1+Q2=2.7×10-3J而:Q=QUOTEQ总(1分)解得:Q=2.3625×10-3J。(2分)14.解:(1)由于此时A、B速度方向都是竖直向下的,即此时它们与轻杆的夹角大小相等,又因为A、B沿轻杆方向的分速度大小相等,所以此时滑块B的速度大小为:vB=vA=QUOTE。(4分)(2)对系统,由最高点→图示位置有:(WGA+WGB)+W弹=(QUOTEmAQUOTE+QUOTEmBQUOTE)-0(2分)其中:WGA=mAg·ΔhA=mgR(1分)WGB=mBg·ΔhB=mg·(3R-QUOTER)(1分)解得:W弹=(QUOTE-3)mgR。(2分)(3)图示位置系统能够保持静止,对系统进行受力分析,如图所示kx1=(mA+mB)g(2分)x1=ΔhB=(3-QUOTE)R小球A滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为:x2=2R(2分)所以在最低点时,弹簧的弹力大小为:F弹=kx2解得:F弹=QUOTE。(2分)15.解:(1)设离子从O点射入磁场时的速率为v,有:qU=QUOTEmv2(1分)设离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r,有:qvB=mQUOTE(1分)若离子从O点射出后只运动半个圆周即从孔P射出,有:r=2D(1分)此时磁感应强度取得最小值,且最小值为:Bmin=QUOTE。(2分)(2)若