辽宁省朝阳市凌源市2021届高三下学期物理3月尖子生抽测试卷(解析版)

辽宁省凌源市2021届高三下学期物理3月尖子生抽测试卷
一、单选题
1.下列关于近代物理学的现象中描述正确的是（）
A. 紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象揭示了光具有波动性
B. a粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构
C. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小
D. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
2.背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。

如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为（）
A. 2m/s
B. 5m/s
C. 8m/s
D. 11m/s
3.A、B两质点在同一平面内同时向同一方向做直线运动，它们的位移时间图像如图所示，其中①是顶点过原点的抛物线的一部分，②是通过（0，3）的一条直线，两图像相交于坐标为（3，9）的P点，则下列说法不正确是（）
A. 质点A做初速度为零，加速度为2m/s2的匀加速直线运动
B. 质点B以2m/s的速度做匀速直线运动
C. 在前3s内，质点A比B向前多前进了6m
D. 在前3s内，某时刻A，B速度相等
4.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）
A. 在t从0到2 s时间内，弹簧振子做加速运动
B. 在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大
C. 在t1＝3 s和t2＝5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反
D. 在t2＝5 s和t3＝7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同
5.如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧。

二者圆心在同一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好于等高处平衡。

已知θ=37°，且sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为（）
A. 3：4
B. 3：5
C. 4：5
D. 1：2
6.如图所示，在直角三角形abc区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a=60°，∠b=90°，边长ac=L，一个粒子源在a点将质量为3m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）
A. qBL
6m B. qBL
4m
C. √3qBL
6m
D. qBL
2m
7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=10∶1；b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R=10Ω。

从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）
A. 当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2A
B. 当S与a连接后，t=0.01s时理想电流表示数为零
C. 当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的2倍
D. 当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25Hz
二、多选题
8.空间有一水平匀强电场，范围足够大，场中有一粒子源，某时刻释放出速度大小相同的同种带电粒子，速度方向沿垂直于电场的竖直面内各方向，粒子的重力不计，如图所示，则（）
A. 同一时刻所有粒子的动量大小相等
B. 同一时刻所有粒子的位移相同
C. 同一时刻所有粒子到达同一等势面上
D. 同一时刻所有粒子到达同一水平面上
9.2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”．如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动．已知地球、
月球和“鹊桥”的质量分别为M
e 、M
m
、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，
不计“鹊桥”对月球的影响，则（）
A. “鹊桥”的线速度大于月球的线速度
B. “鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度
C. x满足M e
(R+x)2+M m
x2
=M e
R3
(R+x) D. x满足M e
(R+x)2
+M e
x2
=M e
R3
(R+x)
10.如图甲所示，轻弹簧放在水平面上，左端与固定挡板相连接，右端与质量为1kg的物块连接，弹簀处于原长。

现给物块施加一个向左、大小为5N的恒定推力F，物块在向左运动过程中，加速度随运动的位移关系如图乙所示（g取10m/s2，弹簧弹性势能E= 1
2
kx2，k为劲度系数，x为弹簧压缩量）则（）
A. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.1
B. 弹簧的劲度系数为80N/m
C. 物块向左运动的最大速度为√10
5
m/s D. 弹簧具有的最大弹性势能为0.4J
三、实验题
11.某同学用如下方法测量重力加速度g．
⑴用游标卡尺测量“工”字型挡光片的宽度L1和两挡光片之间的距离L2；
⑵自由释放“工”字型挡光片，用光电计时器测出光线被挡光片挡住的时间t1、t2；
⑶若L1<<L2，则当地的重力加速度g=________；由于挡光片有一定的宽度，导致重力加速度g的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．
12.图中电源E（电动势为3V，内阻较小）、电压表V（量程3V，内阻1kΩ），A
（量程250mA，
2
内阻约2Ω）。

（1）用如图所示的电路粗测R x时，S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________。

A.最左端
B.最右端
C.正中间
（2）图中，当A
的示数为150.0mA时，V的示数为2.52V，则R x的真实值最接近________。

2
A.5Ω
B.15Ω
C.25Ω
D.35Ω
（量程25mA，内阻5Ω）、定值电阻R0（阻值为100Ω）可供选择，为（3）若还有电流表A
1
更精确地测量R x的阻值，请将设计的电路画在方框中。

四、解答题
13.如图所示，长为L=16m，倾角为37°的传送带，速度v=10m/s逆时针转动，动摩擦因数μ= 0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5kg的物块.已知sin37°=0.6，cos37°= 0.8，g=10m/s2.求：
（1）物块刚放上皮带时，物块的加速度；
（2）物块从顶端A滑到底端B的时间。

14.如图所示，绝热汽缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，汽缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。

初始时，封闭气体温度为T，活塞距离汽缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。

已知水银密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，重力加速度为g。

（1）求U形细管内两侧水银柱的高度差；
（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。

15.如图甲所示，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一竖直面（纸面）内，其上端接一阻值为R的电阻，在两导轨间OO′下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。

现使长为l、电阻为r、质量为m的金属棒ab由静止开始自OO′位置释放，向下运动距离d后速度不再变化（棒ab与导轨始终保持良好的接触且下落过程中始终保持水平，忽略空气阻力，导轨电阻不计）。

（1）求棒ab在向下运动距离d过程中回路产生的总焦耳热；
，求此时刻的速度大小；
（2）棒ab从静止释放经过时间t0下降了d
2
（3）如图乙所示，在OO′上方区域加一面积为S的垂直于纸面向里的匀强磁场B′，棒ab由静止开始自OO′上方某一高度处释放，自棒ab运动到OO′位置时开始计时，B′随时间t的变化关系B′=kt，式中k为已知常量；棒ab以速度v0进入OO′下方磁场后立即施加一竖直外力使其保持匀速运动。

求在t时刻穿过回路的总磁通量和电阻R的电功率。

答案解析
一、单选题
1.【答案】B
【考点】光电效应，核裂变与核聚变，氢原子光谱，α粒子的散射
【解析】【解答】A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象为光电效应现象，揭示了光具有粒子性，A不符合题意；
B．a粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构，B符合题意；
C．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大，C不符合题意；
D．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，D选项错误。

故答案为：B。

【分析】光电效应揭示了光具有粒子性；a粒子散射实验说明原子具有核式结构；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变。

2.【答案】B
【考点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心
mv2=mgℎ；解得：v=√2gℎ=√26m/s≈升高高度约为：ℎ≈1.3m，根据机械能守恒定律可知：1
2
5m/s，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B
【分析】结合人上升的距离，对人的运动过程应用动能定理求解此时的速度。

3.【答案】C
【考点】S-t图象
【解析】【解答】A、质点A的图象是抛物线，说明质点A做匀变速直线运动，将（0，0）、（3s，9m）
代入公式，x=v0t+1
2
at2，解得：v0=0，a=2m/s2．即质点A做初速度为零加速度为2m/s2的匀加速直线运动；A不符合题意.
B、质点B做匀速直线运动，速度为：v B=Δx
Δt =9−3
3
=2m/s，B不符合题意.
C、在前3s内，质点A前进位移为9m，质点B前进位移为6m，所以质点A比B向前多前进3m，C错误，符合题意.
D、根据x-t图象的斜率等于速度，知在3s前某时刻质点A、B速度相等，D不符合题意.
故答案为：C.
【分析】利用位移方程结合坐标可以判别A的运动情况；利用斜率可以求出B匀速运动的速度大小；利用初末坐标可以比较位移的大小；利用斜率大小可以找出AB速度相等的时刻。

4.【答案】D
【考点】简谐运动
【解析】【解答】A．在t从0到2 s时间内，弹簧振子所受的回复力增大，说明位移在增大，振子做减速运动，A不符合题意；
B．t＝2 s时刻弹簧振子所受的回复力最大，振子的速度为零，则回复力做功的功率为零，B不符合题意；C．从图中可以看出，在t1＝3 s和t2＝5 s时，振子所受的回复力大小相等，可知振子的速度大小相等，方向相同，C不符合题意；
D．在t2＝5 s和t3＝7 s时，回复力大小相等，方向相同，则有弹簧振子的位移大小相等，方向相同，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】简谐运动回复力与位移成正比，根据回复力情况得到位移变化的情况，并进一步判断。

5.【答案】A
【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析
【解析】【解答】由于两个圆的圆心在一条竖直线上，补全右边的圆的圆心位置如图所示，
根据几何关系可得ℎ=Rsinθ=0.6R
则cosα=R+ℎ
2R
=0.8
故α=37°
根据平衡条件可知，两小球的重力沿绳子方向的分力相等，即m a gcosθ=m b gsinα
解得m a
m b
=sinα
cosθ
=3
4
故答案为：A。

【分析】根据几何知识求得α角度，再根据平衡求得小球a、b质量之比。

6.【答案】A
【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】粒子运动时间最长，则要求圆心角最大；速度最大，则要求运动半径最大，所以粒子沿ab边进入磁场时满足条件，轨迹如图：
根据几何关系可知四边形abdO为正方形，所以粒子运动半径r=Lcos60°=1
2
L
洛伦兹力提供向心力qvB=3m v2
r
解得v=qBL
6m
故答案为：A。

【分析】根据粒子在磁场中运动轨迹求出粒子运动的最大半径，再结合万有引力提供向心力求得速度的最大值。

7.【答案】A
【考点】变压器原理
【解析】【解答】AB．S与a连接后，由U1
U2
= n1n
2
又知U1= √2
2
V=220V
解得U2=22V
则理想电压表的示数为22V，又知定值电阻R=10Ω，可得理想电流表示数为电流的有效值I= U2
R
=2.2A A符合题意，B不符合题意；
C．S由a拨到b后n1∶n2=5∶1
则U1∶U2′=5∶1
得U2′=2U2
据P= U2
R
得功率变为原来的4倍，C不符合题意；
D．输出电压频率不变，仍为50Hz，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据理想变压器电压与匝数的关系求出副线圈的电压，根据欧姆定律求出电流的有效值，根据功率公式求出输入功率；变压器不改变电压频率。

二、多选题
8.【答案】A,C
【考点】平抛运动，电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A．粒子在电场中做类平抛运动，所有粒子初速度大小相等，则在同一时刻，所有粒子动量大小相等而方向不同，粒子动量不同，A符合题意；
B．粒子在电场中做类平抛运动，同一时刻所有粒子位移大小相等但方向不同，粒子位移不同，B不符合题意；
CD．粒子在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在相等时间内所有粒子在水平方向位移相等，所有粒子同时到达与电场垂直的同一竖直面内，所有粒子不会同时到达同一水平面，匀强电场等势面是与电场垂直的平面，由此可知，在同一时刻所有粒子到达同一等势面，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AC。

【分析】根据类平抛运动的规律可以知道粒子的动量关系，根据速度的合成与分解，可以判断粒子运动的位移关系，再结合匀强电场等势面与电场关系，判断粒子位置。

9.【答案】A,C
【考点】天体的匀速圆周运动的模型
【解析】【解答】A．根据题意可知，“鹊桥”与月球运动的角速度相等，“鹊桥”中继星绕地球转动的半径比月球绕地球转动的半径大，根据线速度υ=ωr可知，“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球转动的线速度大，A符合题意；
B．根据向心加速度a=ω2r可知，“鹊桥”中继星绕地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度大，B不符合题意；
CD．中继卫星的向心力由月球和地球引力的合力提供，则有GM e m
(R+x)+GM m m
x
=mω2(R+x)
对月球而言，则有GM e M m
R2=M
m
ω2R
两式联立可解得
M
e
(R+x)2
+M m
x2
=M e
R3
(R+x)
C符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】根据线速度和角速度关系判断线速度的大小，根据向心加速度与角速度的关系判断出向心加速度的关系根据合力提供向心力求出X满足的条件。

10.【答案】A,C
【考点】动能定理的综合应用，胡克定律，牛顿第二定律 【解析】【解答】A ．由图乙可知 F −μmg =ma 1
a 1=4m/s 2
解得 μ=0.1 A 项正确；
B ．当弹簧压缩 0.1m 时，物块的加速度为零，则 F =μmg +kx 1 解得 k =40N/m B 项错误；
C ．根据动能定理 (F −μmg)x 1−1
2kx 12=1
2mv m 2
解得 v m =√10
5m/s
C 项正确；
D ．设弹簧的弹性势能最大时，弹簧的压强量为 x 2 ，则 (F −μmg)x 2−1
2kx 2
2
=0 解得 x 2=0.2m
因此弹簧具有的最大弹性势能 E p =1
2kx 2
2
=0.8J D 项错误。

故答案为：AC 。

【分析】根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，再结合加速度为零的点平衡求出弹簧的劲度系数，根据动能定理求出最大速度和最大弹性势能时的形变量，从而求得最大弹性势能。

三、实验题 11.【答案】g =
L 12(t 12−t 22)2t 12t 22L 2
；偏大
【考点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】“工”字型挡光片经过光电门时的速度分别为： v 1=L 1t 1
； v 2=
L 1t 2
；根据 v 22−v 12=2gL 2
解得 g
=
v 22−v 1
22L 2
=
(L
1t 2)2−(L 1t 1
)2
2L 2
=
L 12(t 12−t 22)2t 12t 22L 2
；由于挡光片有一定的宽度，则实际上“工”字型挡光片下落的高度大
于L 2 ， 则导致重力加速度g 的测量值与真实值相比偏大．
【分析】求出经过光电门的速度，结合匀变速直线运动的公式求出当地重力加速度，再和真实值相比较。

12.【答案】（1）A
（2）B
（3）
【考点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端，这样闭合的瞬间，R x上的电压为零，然后移动滑片，电压逐渐增大。

−R A2
（2）根据R x=U I
2
代入数据R x=14.8Ω
所以选B。

的内阻已知为5Ω，同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能（3）因为电流表A
1
减小或避免测量R x阻值的系统误差和偶然误差，为更精确地测量R x的阻值，实验电路如图所示。

【分析】滑动变阻器的分压式接法，刚开始滑片要处在最左端，要让测量部分为零；为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能减小和避免测量阻值的系统误差。

四、解答题
13.【答案】（1）解：传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mgsin37°+μcos37°=ma1
代入数据得a1=10m/s2
加速度a1方向沿斜面向下
=1s （2）解：设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1，位移为x1，则有t1=v a
1
x1=1
2
a1t2=5m<L=16m
当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有mgsin37°>μcos37°
则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力—摩擦力发生突变.
设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得a2=
mgsin37°−μmgcos37°
m
代入数据得a2=2m/s2
位移x2=L−x1=(16−5)m=11m
又因为x2=vt2+1
2
a2t22
则有10t2+t22=11
解得t2=1s（t2=−11s舍去）
所以有t总=t1+t2=2s
【考点】传送带模型
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律结合受力分析求出物块的加速度；
（2）根据速度位移公式求出物块和传送带速度相等时所经历的时间，则根据分析下一刻物体运动状态发生变化，根据牛顿第二定律求出变化后的加速度，从而求出整个过程所用的时间。

14.【答案】（1）解：封闭气体的压强为p，对活塞分析，根据平衡条件有p0S=pS+Mg
用水银柱表达气体的匀强为p=p0−ρgΔℎ
解得到Δℎ=M
Sρ
（2）解：加热过程中气体变化是等压变化ℎ0S
T0=(ℎ0+Δℎ0)S
T
解得到T=ℎ
+Δℎ
ℎ
T0
气体对外做功为W=pSΔℎ
0=(p0S−Mg)Δℎ
则内能的变化ΔU=Q−W=Q−(p0S−Mg)Δℎ0
【考点】理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）以活塞为对象，利用平衡方程结合液面的压强公式可以求出水银的高度差；（2）加热过程其气体发生等压变化，利用理想气体的状态方程可以求出温度，结合热力学第一定律可以求出内能的变化。

15.【答案】（1）解：对闭合回路I=Blv m
R+r
由平衡条件可知mg=BIl
解得v
m =mg(R+r)
B2l2
由功能关系mgd=1
2mv
m
2+Q
解得Q=mgd−m3g2(R+r)2
2B4l4
（2）解：由动量定理可知(mg−BIl)t0=mv 即mgt0−Blq=mv
又q=ΔΦ1
r+R =Bl
d
2
r+R
解得v=gt0−B2l2d
2m(R+r)
（3）解：因为Φ=Blv0t+ktS
由法拉第电磁感应定律可得E=ΔΦ
Δt
=Blv0+kS
I=
E R+r
P=I2R
解得P=(Blv0+kS
R+r
)2R
【考点】动能定理的综合应用，欧姆定律，法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据闭合回路欧姆定律求出感应电流的大小，再结合平衡求出最大速度，根据功能关系求出产生的焦耳热；
（2）根据动量定理求出下降了后的速度；
（3）根据法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律和功率公式求出电阻R的功率。

坚持希望
一天，一个瞎子和一个瘸子结伴去寻找那种仙果，他们一直走呀走，途中他们翻山越岭。

历经千辛万苦，头发开始斑白。

有一天，那瘸子对瞎子说：“天哪！这样下去哪有尽头？我不干了，受不了了。

“老兄，我相信不远了，会找到的，只要心中存有希望，会找到的。

”瞎子却说。

可瘸子执意要留在途中的山寨中，瞎子便一个人上路了。

由于瞎子看不见，不知道该走向何处，他碰到人便问，人们也好心地指引他，他身上捉襟见肘，遍体鳞伤，可他心中的希望未曾改变。

终于有一天，他到达了那座山，他全力以赴向上爬，快到山顶的时候，他感觉自己浑身充满了力量，像年轻了几十岁，他向身旁摸索，便摸到了果子一样的东西，放在嘴里咬一口，天哪！他复明了，什么都看见了，绿绿的树木，花儿鲜艳，小溪清澈。

果子长满了山坡，他朝溪水俯身看去，自己竞变成了一个英俊年轻的小伙子！
准备离去的时候，他没有忘记替同行而来的瘸子带上两个仙果，到山寨的时候，他看到瘸子拄着拐棍，变成了一个头发花白的老头，瘸子认不出他了，因为他已是一个年轻的小伙子。

可当他们相认后，瘸子吃下那果子，却丝毫未起任何变化，他们终于知道，只有自己的行动，才能换来成功和幸福。

所谓成功，我们要心存希望，要勇往直前，要坚持，要有毅力，那么，成功早晚属于你。

一饭千金
帮助汉高祖打平天下的大将韩信，在未得志时，境况很是困苦。

那时候，他时常往城下钓鱼，希望碰着好运气，便可以解决生活。

但是，这究竟不是可靠的办法，因此，时常要饿着肚子。

幸而在他时常钓鱼的地方，有很多漂母（清洗丝棉絮或旧衣布的老婆婆）在河边作工的，其中有一个漂母，很同情韩信的遭遇，便不断的救济他，给他饭吃。

韩信在艰难困苦中，得到那位以勤劳克苦仅能以双手勉强糊口的漂母的恩惠，很是感激她，便对她说，将来必定要重重的报答她。

那漂母听了韩信的话，很是不高兴，表示并不希望韩信将来报答她的。

后来，韩信替汉王立了不少功劳，被封为楚王，他想起从前曾受过漂母的恩惠，便命从人送酒菜给她吃，更送给她黄金一千两来答谢她。

这句成语就是出于这个故事的。

它的意思是说：受人的恩惠，切莫忘记，虽然所受的恩惠很是微小，但在困难时，即使一点点帮助也是很可贵的；到我们有能力时，应该重重地报答施惠的人才是合理。

【感恩小结】
感恩，是结草衔环，是滴水之恩涌泉相报。

感恩，是一种美德，是一种境界。

感恩，是值得你用一生去等待的一次宝贵机遇。

感恩，是值得你用一生去完成的一次世纪壮举。

感恩，是值得你用一生去珍视的一次爱的教育。

感恩，不是为求得心理平衡的喧闹的片刻答谢，而是发自内心的无言的永恒回报。

感恩，让生活充满阳光，让世界充满温馨……。