徐州市大许中学2021届高三质量检测物理试卷

高三物理
一、（本题共5小题，每小题3分，满分15分。

每小题只有一个符合题意。

）
1．如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路，开关S闭合．在下列四个过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流的是（）
A．将滑动变阻器R的滑片向右移动
B．在平行板电容器中插入电介质
C．减小平行板电容器两极板间的距离
D．减小平行板电容器两极板的正对面积
2．铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热．下列说法中正确的是（）
A．管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的
B．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的
C．感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流
D．感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电
3．如图所示，水平面上的长方体物块被沿对角线分成相同的A、B两块。

物块在垂直于左边的水平力F作用下，保持原来形状沿力F的方向匀速运动，则（）
A．物块A受到4个力作用
F
B．物块A受到水平面的摩擦力为
2
C．物块B对物块A的作用力为F
D．若增大力F，物块A和B将相对滑动
4．如图所示，变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝2：1，原线圈所接交变电压u＝252sin100πt(V)，C为
电容器，L 为自感线圈，刚开始开关S 断开，下列说法正确的是（ ）
A ．开关闭合前，交流电压表示数12.5V
B ．开关闭合稳定后，灯泡比闭合前亮
C ．只增加交变电流的频率，灯泡变亮
D ．只增加交变电流的频率，电压表读数变大
5．如图所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从M 点运动到N 点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体在M 点到N 点的运动过程中动能将（ ）
A ．不断增大
B ．不断减小
C ．先减小后增大
D ．先增大后减小
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，满分16分。

每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，错选成不答的得0分）
6．2017年4月22日，我国首艘货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室完成交会对接。

若飞船绕地心做匀速圆周运动，距离地面的高度为h ，地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）
A ．根据题中条件可以估算飞船的质量
B ．天舟一号飞船内的货物处于平衡状态
C ．飞船在圆轨道上运行的加速度为2
2
)(h R gR +
D ．飞船在圆轨道上运行的速度大小为h
R g
R
+ 7．如图是等离子体发电机的示意图，原料在燃烧室中全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，等离子体以速度v 进入矩形发电通道，发电通道里有图示的匀强磁场，磁感应强度为B 。

等离子体进入发电通道后
发生偏转，落到相距为d 的两个金属极板上，在两极板间形成电势差，等离子体的电阻不可忽略。

下列说法正确的是（ ）
A ．上极板为发电机正极
B ．外电路闭合时，电阻两端的电压为Bdv
C ．带电粒子克服电场力做功把其它形式的能转化为电能
D ．外电路断开时，等离子受到的洛伦兹力与电场力平衡
8．如图所示，质量为M 的电梯底板上放置一质量为m 的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H 时，速度达到v ，不计空气阻力，下列说法错误．．
的是（ ）
A ．物体所受合力做的功等于
mgH mv +2
2
1 B ．底板对物体的支持力做的功等于2
2
1mv mgH +
C ．钢索的拉力做的功等于MgH Mv +2
2
1
D ．钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M 做的总功等于
22
1
Mv 9、如图所示，三角体由两种材料拼接而成，BC 界面平行底面DE ，两侧面与水平面夹角分别为30°和60°己知物块从A 静止下清，加速至B 匀速至D ；若该物块静止从A 沿另一侧面下滑，则有（ ）
A ．通过C 点的速率等于通过
B 点的速率 B ．AB 段的运动时间大于A
C 段的运动时间 C ．将加速至C 匀速至E
D ．—直加速运动到
E ，但AC 段的加速度比CE 段大
三、简答题：（本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，满分42分。

请将解答填在答题卡相应的位置。

）
10．（8分）某实验小组要测量电阻R x的阻值．
（1）首先选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为Ω。

（2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：电压表V（3V，内阻约3kΩ）；电流表A （20mA，内阻约2Ω）；待测电阻R X；滑动变阻器R1（0－2kΩ）；滑动变阻器R2（0－200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．
在图乙、图丙电路中，应选用图（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用（选填“R1”或“R2”）
（3）根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接．
11．（10分）某小组用图示器材测量重力加速度的大小。

实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A 和B、钢制小球和网兜组成。

通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度。

（1）实验时，应先（选填“释放小球”或“接通光电计时器”）；
（2）实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出h/t与r关系图象如图所示。

由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g＝，重力加速度的大小为m/s2；
（3）若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则（选填“能”或“不能”）通过上述方法测得重力加速度的大小：
（4）为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？（提出一条即可）
12．【选做题】（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3－3）（12分）
（1）下列说法正确的是
A．饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关
B．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体
C．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
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
（2）一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积（选填“>”、“＝”或“<”）在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为 U，则气体与外界之间传递的热量为。

（3）如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h ＝0.5m。

己知活塞质量m＝2kg，横截面积S＝l×l0－3m2，环境温度t＝0℃且保持不变，外界大气压强p0＝l×l05Pa，阿伏加德罗常数N A＝6×1023mor－1，标准状态下气体的摩尔体积V mol＝22.4L/mol，g＝10m/s2。

现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：
① 汽缸开口水平时，被封闭气体的体积V ；
② 汽缸内空气分子的个数（结果保留一位有效数字）。

B ．（选修棋块3－4）（12分） （1）下列说法正确的有
A ．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B ．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关
C ．声波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小
D ．在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄
（2）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P 、Q 分别位于x 1＝2m 、x 2＝4m 处，此刻Q 点的振动方向 （选填“向上”或“向下”）。

从t ＝0时刻开始计时，当t ＝15s 时质点Q 刚好第4次到达波峰，则这列波的波速为 m/s 。

（3）如图所示，半径为R 的半球形玻璃砖的下表面涂有反射膜，璃砖的折射率n ＝2。

一束单色光以45°
入射角从距离球心左侧
R 3
3
处射入玻璃转（入射面即纸面），真空中光速为c 。

求：
①单色光射入玻璃砖时的折射角； ②单色光在玻璃砖中的传播时间。

C ．（选修模块3—5）（12分）
（1）以下关于近代物理内容的表述，正确的是
A ．宏观物体的物质波波长较短，很难观察到它的波动性
B ．利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子的大小
C ．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚之后形成的电子束
D ．—束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
（2）己知质子的质量为m 1，中子的质量为m 2，碳核（126C ）的质量为m 3，则碳核（12
6C ）的比结合能为 ，碳－14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射
线中子和大气中氮核（N 14
7）起核反应产生碳－14，请写出核反应方程 。

（3）如图所示，在光滑的水平面上，小球A 速率v 0撞向正前方的静止小球B ，碰后两球沿同一方向运动，且小球B 的速率是A 的4倍，已知小球A 、B 的质量别为2m 、m 。

① 求碰撞过程中A 球对B 球冲量的大小； ② 判断该碰撞是否为弹性碰撞。

四、计算题：（本题共3小题，满分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））如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5T ，两边界间距s ＝0.1m ．一边长L ＝0.2m 的正方形线框abcd 由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R ＝0.4Ω。

现使线框以v ＝2m/s 的速度从位置I 匀速运动到位置II ．
（1）求cd 边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小． （2）求整个过程中线框所产生的焦耳热．
（3）在坐标图中画出整个过程中线框a 、b 两点的电势差U ab 随时间t 变化的图线．
14．（16分）如图所示，水平传送带上A 、B 两端点间距L ＝4m ，半径R ＝1m 的光滑半圆形轨道固于竖直平面内，下端与传送带B 相切。

传送带以v 0＝4m/s 的速度沿图示方向匀速运动，质量m ＝lkg 的小滑块由静止放到传送带的A 端，经一段时间运动到B 端，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10m/s 2。

（1）求滑块到达B 端的速度；
（2）求滑块由A 运动到B 的过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量；
（3）仅改变传送带的速度，其他条件不变，计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C 。

15，如图所示，在xOy 平面内，y 轴左侧有沿x 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E ；在0<x<L 区域内，x 轴上、下方有相反方向的匀强电场，电场强度大小均为2E ；在x>L 的区域内有垂直于xOy 平面的匀强磁场，磁感应强度大小不变、方向做周期性变化。

一电荷量为q 、质量为m 的带正电粒子（粒子重力不计），由坐标为（－L ，
2
L
）的A 点静止释放。

（1）求粒子第一次通过y 轴时速度大小； （2）求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度；
（3）控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻，实现粒子能沿一定轨道做往复运动，求磁场的磁感应强度B 大小取值范围。

答案
—、单项选择题：
1．D 2．D 3．B 4．A 5．C 二、多项选择题：
6．CD 7．ACD 8．AC 9．BD 三、简答题：
10．（8分）（每空2分） （1）140
（2）丙，R 2（3）如下图所示
11．（10分）（1）接通光电计时器（2分）
（2）2k （2分）9.60－9.80（2分）（3）能（2分）
（4）AB 间距离尽可能大 钢球体积尽可能小等（2分） 12．【选做题】
A ．（选修模块3—3）（12分）
（1）AD （4分，漏选得2分） ⑵ < W －∆U （各2分） （3）①根据平衡条件得：
Pa S
mg
p P 501102.1⨯=+
= （1分） 由玻意耳定律有：
P 1V 1＝p 0V 解得V ＝6×l0－
3m 2 （1分）
②汽缸内空气分子的个数 23
233
310210610
4.22106⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯=--A mol N V V N 个（2分） B ．（选修模块3－4）（12分） C ．（选修棋块3－5）（12分） （1）AD （4分，漏选得2分）
（2）12
)66(2321c m m m -+ ，H C N n 1
114614710+→+（每空2分）
（3）由动量守恒得2mv 0＝2mv A ＋mv B 且v B ＝4v A 得v B ＝
34v 0，v A ＝31v 0，I ＝3
4
mv 0（2分） 碰撞前：2
20221mv mv E k =⨯=
碰捶后：20
222
1221mv mv mv E B A k =+⨯=' E k ＝E'k 是弹性碰撞（2分） 四、计算题： 13．（15分） （1）F ＝5×10－
2N
（2）0.01J （3）如下图所示
14．（16分）
⑴滑块在传送带上先向右做加速运动，设当速度v ＝v 0时已运动的距离为x
02
1
2
0-=mv mgx μ （2分）
得x ＝1.6m<L ，所以滑块到达B 端时的速度为4m/s （2分） ⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t ，则v 0＝μgt （1分） 滑块与传送带之间产生的热量Q ＝μmg(v 0t －x ） （2分） 解得Q ＝8J （2分）
⑶设滑块通过最高点C 的最小速度为v C
经过C 点：根据向心力公式mg ＝R
mv C
2 （2分）
从B 到C 过程：根据动能定理2
22
1212B C mv mv R mg -=⋅- （2分） 解得经过B 的速度v B ＝50m/s
从A 到B 过程：若滑块一直加速，根据动能定理02
12
-=
m mv mgL μ （2分）
解得v m ＝40m/s 由于速度v m <v B ，所以仅改变传送带的速度，滑块不能通过圆轨道最高点 （
1分） 15．⑴根据动能定理qEL ＝02120-mv （2分） m
qEL v 20= （1分） ⑵进入偏转电场作类平抛运动
L ＝v 0t （1分） 2221t m
E q y ⨯⨯=∆（1分） t m qE v y 2= （1分） ∆y ＝L 2
1 v y ＝v 0 第一次射入磁场时的位置坐标为（L ，L ） （1分）
速度大小m
qEL v v v y 4220=+=，方向与x 轴正方向成45°角斜向上 （2分） ⑶在磁场中，粒子做匀速圆周运动
根据向心力公式 qvB ＝R
mv 2
（1分） 轨道半径 R ＝qB
mv （1分） 由对称性可知，射出磁场后必须在x 轴下方的电场中运动，才能实现粒子沿一定轨道做往复运动，如图所示。

（1分）
当2
32221L L L L CC =++=时，轨道半径R 最小，对应的磁感应强度B 最大，粒子紧贴x 轴进入y 轴左侧的电场。

（1分）
由R 2＋R 2＝CC 12 （1分）
得最小半径R ＝L 423，磁感应强度的最大值B max ＝qL
mEqL qR mv 324= （1分） 磁惑应强度大小取值范围为：0<B<qL
mEqL 324 （1分）。