重庆市涪陵区2021届新高考第三次质量检测物理试题含解析

重庆市涪陵区2021届新高考第三次质量检测物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。

下列给出的与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（ ）
A ．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B ．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C ．图丙中，若电子电荷量用e 表示，121v v U 、、已知，由c U v -图像可求得普朗克常量的表达式为121
eU h v v =- D ．图丁中，由光电子最大初动能k E 与入射光频率v 的关系图像可知，该金属的逸出功为E 或0hv
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A 错误；
B ．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光的强度无关，选项B 错误；
C ．根据C U e h W ν=-逸出功，则由c U v -图像可得
112
U h k e νν==+ 解得
121
eU h v v =+ 选项C 错误；
D ．图丁中，根据k
E h W ν=-逸出功，由光电子最大初动能k E 与入射光频率v 的关系图像可知，该金属的逸出功为E 或0hv ，选项D 正确。

故选D 。

2．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（
94239Pu ），这种钚239可由铀239（239
92U ）经过n 次β衰变而产生，则n 为（ ）
A ．2
B ．239
C ．145
D ．92 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
衰变方程为：
94
239
2390921U Pu+e n -→ 根据电荷数守恒：
94+(1)92n ⨯-=
解得2n =。

A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3．平行板电容器C 与三个可控电阻R 1、R 2、R 3以及电源连成如图所示的电路，闭合开关S ，待电路稳定后，电容器C 两极板带有一定的电荷，要使电容器所带电荷量减少。

以下方法中可行的是（ ）
A ．只增大R 1，其他不变
B ．只增大R 2，其他不变
C ．只减小R 3，其他不变
D ．只减小a 、b 两极板间的距离，其他不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A ．只增大1R ，其他不变，电路中的电流变小，R 2两端的电压减小，根据2Q CU =，知电容器所带的电量
减小，A 符合要求；
B ．只增大2R ，其他不变，电路中的电流变小，内电压和R 1上的电压减小，电动势不变，所以R 2两端的电压增大，根据2Q CU =，知电容器所带的电量增大，B 不符合要求；
C ．只减小R 3，其他不变，R 3在整个电路中相当于导线，所以电容器的电量不变，C 不符合要求；
D ．减小ab 间的距离，根据4S C kd
επ=
，知电容C 增大，而两端间的电势差不变，所以所带的电量增大，D 不符合要求。

故选A 。

4．如图所示，从高h=1.8m 的A 点将弹力球水平向右抛出，弹力球与水平地面碰撞两次后与竖直墙壁碰撞，之后恰能返回A 点。

已知弹力球与接触面发生弹性碰撞，碰撞过程中，平行于接触面方向的速度不变，垂直于接触面方向的速度反向但大小不变，A 点与竖直墙壁间的距离为4.8m ，重力加速度g=10m/s 2，则弹力球的初速度大小为（ ）
A ．1.5m/s
B ．2m/s
C ．3.5m/s
D ．4m/s
【答案】B 【解析】
【详解】 由题意可知，小球在竖直方向做自由落体运动，则
22 1.8s=0.6s 10
h t g ⨯== 由对称性可知，小球第一次落地时的水平位移为
1 4.8m=1.2m 4
x =⨯ 则初速度
1.2m/s=2m/s 0.6
x v t == 故选B 。

5．在空间P 点以初速度v 0水平抛出一个小球，小球运动到空中A 点时，速度与水平方向的夹角为60°，若在P 点抛出的初速度方向不变，大小变为02v ，结果小球运动到空中B 点时速度与水平方向的夹角也为60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是
A ．P
B 长是PA 长的2倍
B ．PB 长是PA 长的4倍
C ．PA 与水平方向的夹角小于PB 与水平方向的夹角
D ．PA 与水平方向的夹角大于PB 与水平方向的夹角
【答案】B
【解析】
【详解】
CD ．小球到达A 点时，PA 为位移，设PA 与水平方向的夹角为θ，则1tan tan 602θ=︒，小球到达B 点时，PB 为位移，设PB 与水平方向的夹角为α，则1tan tan 602
α=
︒，因此PA 与水平方向的夹角等于PB 与水平方向的夹角，选项CD 错误； AB ．因为θα=，可知P 、A 、B 在同一直线上，假设PAB 为斜面，小球从P 点运动到A 点的时间 012tan v t g
θ= 水平位移
201012tan v x v t g
θ== 则
2012tan cos cos PA v x s g θθθ
==， 同理得
()2022tan cos PB v s g θ
θ=
因此PB 长是PA 长的4倍，选项A 错误，选项B 正确.
故选B.
6．如图所示，A B 、两金属板平行放置，
在0t =时刻将电子从A 板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。

分别在A B 、两板间加上下列哪一种电压时，有可能使电子到不了B 板（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】B
【解析】
【详解】
加A 图电压，电子从A 板开始向B 板做匀加速直线运动；加B 图电压，电子开始向B 板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了B 板；加C 图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向B 板运动，即电子一定能到达B 板；加D 图电压，电子的运动与C 图情形相同，只是加速度是变化的，所以电子也一直向B 板运动，即电子一定能到达B 板，综上所述可知选项B 正确。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．如图为一电源电动势为E ，内阻为r 的稳定电路。

电压表A 的内阻为5kΩ。

B 为静电计，C 1，C 2为两个理想的电容器且耐压值足够高。

在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是
A ．C 1上电荷量为0
B ．若将甲右滑，则
C 2上电荷量增大
C ．若C 1>C 2，则电压表两端大于静电计两端电压
D ．将S 断开，使C 2两极距离增大，B 张角变大
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由于电容器和静电计均为断路，故开关闭合一段时间后，电路中电流为0，故电压表两端电压为0，因此C 1上电荷量为0，故A 正确；
B ．由于整个电路中没有电流，
C 2相当于直接接在电源两端，故滑动滑动变阻器对电路没有影响，C 2上电压不变，故电荷量不变，故B 错误；
C ．电压表两端电压为0，静电计两端电压不为0，故C 错误；
D ．S 断开后，C 2上电荷量保持不变，故当两极板距离增大时，电容减小，由Q U C
=
可知，电压增大，故静电计张角变大，故D 正确；
故选AD 。

8．如图，实线和虚线分别为沿x 轴正方向传播的某简谐横波在10.2s t =和20.5s t =时刻的波形图。

已知该波的周期大于0.3s 。

以下判断正确的是________。

A ．该波的周期为0.4s
B ．该波的波速为10m/s
C ．0.7s t =时刻，7m x =处的质点位于平衡位置
D ．0.9s t =时刻，3m x =处的质点沿y 轴正方向运动
E.若该波传入另一介质中波长变为6m ，则它在该介质中的波速为15m/s
【答案】ADE
【解析】
【详解】
A ．由图象可知，波长8m λ=
213(0,1,2,)4
nT T t t n +=-=…… 而0.3s T >，解得
0.4s T =
故A 正确；
B ．根据v T λ
=得，波速
20m/s v =
故B 错误；
C ．0.7s t =时刻，即从2t 时刻再过半个周期，此时7m x =处的质点应该位于0y <的位置处，故C 错误；
D ．0.9s t =时刻，3m x =处的质点振动情况与2t 时刻完全相同，即沿y 轴正方向运动，故D 正确；
E ．波进入另一种介质后周期不变，根据v T λ=
可知，波速变为15m/s ，故E 正确。

故选ADE 。

9．如图，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a 、b 、c 、d 、e 为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是( )
A ．M 带负电荷，N 带正电荷
B ．M 在b 点的动能小于它在a 点的动能
C ．N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能
D ．N 在从c 点运动到d 点的过程中克服电场力做功
【答案】ABC
【解析】
试题分析：由粒子运动轨迹可知，M 受到的是吸引力，N 受到的是排斥力，可知M 带负电荷，N 带正电荷，故A 正确．M 从a 到b 点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b 点的动能小于在a 点的动能，故B 正确．d 点和e 点在同一等势面上，电势相等，则N 在d 点的电势能等于在e 点的电势能，故C 正确．
D 、N 从c 到d ，库仑斥力做正功，故D 错误．故选ABC
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．
10．图甲为一列简谐横波在t ＝0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x ＝1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝4.0 m 处的质点；图乙为质点Q 的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A ．在t ＝0.10 s 时，质点Q 向y 轴正方向运动
B ．在t ＝0.25 s 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同
C ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴负方向传播了6 m
D ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cm
E.质点Q 简谐运动的表达式为y ＝0.10sin 10πt （国际单位）
【答案】BCE
【解析】
【详解】
A ．由y －t 图象可知，t ＝0.10 s 时质点Q 沿y 轴负方向运动，选项A 错误；
C ．由y －t 图象可知，波的振动周期T ＝0.2 s ，由y －x 图象可知λ＝8 m ，故波速
v ＝T
＝40 m/s ， 根据振动与波动的关系知波沿x 轴负方向传播，则波在0.10 s 到0.25 s 内传播的距离
Δx ＝vΔt ＝6 m ，
选项C 正确；
B ．t ＝0.25s 时，波形图如图所示，
此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；D．由
Δt＝0.15 s＝3
4
T，
质点P在其中的1
2
T内路程为20 cm，在剩下的
1
4
T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于
10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；E．由y－t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为
y＝0.10·sin 2
0.2
π
t（m）＝0.10sin 10πt（m），
选项E正确．
11．下列说法中正确的是_______．
A．饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关
B．气体在等压变化过程中，若其温度升高，则容器内每秒钟单位面积上气体分子碰撞的平均次数将减少C．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，是因为油脂使水的表面张力增大的缘故
D．分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子势能不一定减小
E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大．
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
饱和汽压只与温度有关，与饱和汽的体积无关，故A正确；气体在等压变化过程中，若其温度升高，分子平均作用力变大，由于压强不变，所以容器内每秒钟单位面积上气体分子碰撞的平均次数将减小，故B 正确；水对油脂表面是不浸润的所以成水珠状，水对玻璃表面是浸润的，无法形成水珠，表面张力是一样的，故C错误；分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，但是分子势能不一定减小，关键要看分子
力做正功还是负功，故D正确；气体的温度升高时，根据理想气体的状态方程：PV
C
T
=由于体积不知
如何变化，所以气体的压强不一定增大；故E错误；故选ABD
12．下列说法正确的是（ ）
A ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B ．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
C ．一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减小
D ．1kg 的0℃的冰比1kg 的0℃的水的内能小些
E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越大，相对湿度越小
【答案】CDE
【解析】
【详解】
A ．摩尔体积除以阿伏伽德罗常数算出的是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，故A 错误；
B ．第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，即自发的热现象具有方向性，故B 错误；
C ．因气体绝热膨胀，故气体对外做功，没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故C 正确；
D ．1kg 的0C ︒的冰熔化成1kg 的0C ︒的水的内能时，要吸收热量，则知1kg 的0C ︒的冰比1kg 的0C ︒的水的内能小些，故D 正确；
E ．干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，故E 正确。

故选CDE 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图所示是“验证动量守恒定律”实验中获得的频闪照片，已知A 、B 两滑块的质量分是在碰撞1.5kg A m =，1kg B m =，拍摄共进行了四次。

第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞墙之后。

B 滑块原来处于静止状态，并且A 、B 滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在10cm 至105cm 这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据频闪照片（闪光时间间隔为0.5s ）回答问题。

(1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________cm 刻度处；
(2)A 滑块碰撞后的速度A v '=__________，B 滑块碰撞后的速度B v '=_____，A 滑块碰撞前的速度A v =__________。

(3)根据频闪照片分析得出碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是___kg m/s ⋅；碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是____kg m/s ⋅。

本实验中得出的结论是______。

【答案】30 0.4m/s 0.6m/s 0.8m/s 1.2 1.2 两滑块组成的系统在相互作用过程中动量
守恒
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由碰撞前A 、B 位置可知碰撞发生在30cm 处；
(2)[2][3][4]碰后A 的位置在40cm ，60cm ，80cm 处，则
2
2010m/s 0.4m/s 0.5
A v -⨯'== 碰后
B 的位置在45cm ，75cm ，105cm 处，则
2
..3010m/s 06m/s 05
B v -⨯'== 由碰撞前A 、B 位置可知碰撞发生在30cm 处，碰后B 从30m 处运动到45cm 处，经过时间
2
(4530)10s 0.25s 0.6
t --⨯== 碰前A 从10cm 处运动到30cm 处用时
0.5s 0.25s 0.25s t '=-=
则碰前
2
3010)10m/s 08m/s 0..5
(2A v --⨯== (3)[5]碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和
1.2kg m/s A A B B m v m v +=⋅
[6]碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和
1.2kg m/s A A B B m v m v ''+=⋅
[7]本实验中得出的结论是两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒
14．在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。

实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s ，挡光片经过光电门的速度为v ，钩码的质量为m ，（重力加速度为g ，摩擦可忽略）
（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；
（2）该同学作出了v2—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__ （选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。

【答案】钩码质量远小于滑块质量无滑块质量
【解析】
【详解】
（1）[]1设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度
a=
mg M m
+
隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力
F T=Ma=
1
Mmg mg
m
M m
M
=
++
要保证绳子的拉力F T等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有F T mg
≈；（2）[]2滑块的加速度a=
2
2
v
s
，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；
[]3因为a与F成正比，则有：2
2
v mg
s M
=，则2
2gs
v m
M
=，结合图线的斜率可以求出滑块的质量M。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB＝BC＝l0，且此时A、C端等高．平衡时，管内水银总长度为l0，玻璃管AB内封闭有长为l0/2的空气柱．已知大气压强为l0汞柱高．如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动到BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度为不变．
【答案】022l 【解析】
【分析】
【详解】 因BC 长度为0l ，故顺时针旋转至BC 水平方向时水银未流出．设A 端空气柱此时长为x ，管内横截面积为S,对A 内气体：
10P l = 012
l V S = ()200P l l x x =--= 2V xS =
对A 中密闭气体，由玻意耳定律得：00
2l l S x xS ⋅=⋅ 联立解得：022
l x = 即：022l P =(汞柱高) 16．一个横截面为梯形的玻璃砖，如图所示，22AB EF L ==，∠A=∠B=60°，该玻璃砖的折射率n=1.5，一束光从距A 点为
4
L 的G 点垂直AB 射入玻璃砖。

光在真空中的传播速度为c ，不计光路逆向的来回反射情形。

(1)请完成光路图；
(2)该束光从G 点进入起，到刚射出玻璃砖经历的时间t 。

【答案】 (1)；(2)934L c
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设光发生全反射的临界角为C ，可知
1s n 23
i C n == 光由G 点垂直进入玻璃砖，由几何关系可知光在H 点的人射角
60i C =︒>
故入射光线射到AF 面会发生全反射，同理在FE 、EB 面也发生全反射，光路图如图所示
(2)由c n v
=，解得 23v c = 根据几何关系可得光在玻璃砖内传播的路程为：
332tan 6022cos3042L L L s GH HI IJ JM =+++=⨯
︒+⨯⨯︒= 光束在玻璃砖内传播的时间为 34s L t v c
== 17．如图所示，倾角为37︒的斜面体固定在水平面上，斜面上,A B 两个位置之间的距离为2 m ，第一次用沿斜面向上、大小为6N F =的力把质量为0.5kg 的物体由静止从A 处拉到B 处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大小为10N F '=的力作用在物体上，物体仍由A 处从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B 处时速度刚好减为零。

已知sin 370.6,cos370.8︒︒
==，不计物体大小，重力加速度210m /s g =。

求:
（1）物体与斜面间的动摩擦因数;
（2）物体第二次从A 运动到B 的过程，水平力F'的作用时间。

(结果可保留根式
)
【答案】（1）0.25（2）
410s 513
【解析】
【详解】 （1）设,A B 间的距离为L ，当拉力沿着斜面向上时，加速度为0a ，加速运动的时间为0t
根据运动学公式
20012
L a t = 沿斜面向上运动的加速度
2020
24m /s L a t == 根据牛顿第二定律
0sin cos F mg mg ma θμθ--=
0sin 0.25cos F mg ma mg θμθ
--== （2）物体先加速运动，撤去外力后，减速运动，当运动到B 位置速度恰减为零时作用时间最短。

设加速运动时加速度大小为1a ，加速运动的时间为1t 沿着斜面方向
N 1cos sin F mg F ma θθμ'--=
垂直斜面方向
N sin cos 0F mg F θθ'+-=
联立解得215m /s a =
设减速运动时加速度大小为2a ，根据牛顿第二定律
2sin cos mg mg ma θμθ+=
解得228m /s a =
匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，设这一速度为
22
1222v v L a a +=
解得/s v = 作用时间
11v t t a ===。