辽宁省铁岭市2021届新高考第三次大联考物理试卷含解析

辽宁省铁岭市2021届新高考第三次大联考物理试卷
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．如图所示，物体A放在斜面体B上，A恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体B静止不动．若沿斜面方向用力向下拉物体A，使物体A沿斜面加速下滑，则此时斜面体B对地面的摩擦力
A．方向水平向左B．方向水平向右
C．大小为零D．无法判断大小和方向
【答案】C
【解析】
【详解】
由题物体A恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时，斜面对物体A的作用力竖直向上，与物体A的重力平衡。

物体A对斜面的力竖直向下，斜面不受地面的摩擦力作用。

此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力。

若沿平行于斜面的方向用力F向下拉此物体A，使物体A加速下滑时，物体A对斜面的压力没有变化，则对斜面的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零。

A.方向水平向左。

与上述结论不符，故A错误；
B.方向水平向右。

与上述结论不符，故B错误；
C.大小为零。

与上述结论相符，故C正确；
D.无法判断大小和方向。

与上述结论不符，故D错误。

故选：C。

2．如图所示，从倾角为θ的斜面上的A点，以水平速度0v抛出一个小球，不计空气阻力，它落在斜面上B点，重力加速度大小为g.则A、B两点间的距离和小球落到B点时速度的大小分别为（）
C ．202tan ,cos v v g θθ
D ．202tan ,cos v v g θθ
【答案】C
【解析】
【详解】
设小球平抛运动时间为t ，则水平方向有
0x v t =
竖直方向有
212
y gt =
又 tan y x
θ= 联立解得
02tan v t g θ=，0022tan v x v t g
θ== A 、B 两点间的距离
202tan cos cos v x s g θθθ
== 落到B 点时，小球竖直方向速度
02tan y v gt v θ==
合速度大小
v v ==
A ． 202,cos v v g θ
A 错误；
B ． 202,cos v v g θ
B 错误；
C ． 202tan ,cos v v g θθ
与分析相符，故C 正确；
D ． 202tan ,cos v v g θθ
与分析不符，故D 错误； 故选：C 。

从A点由静止释放该小球(假设小球的电荷量q在运动过程中保持不变,不计空气阻力),则（）
A．小球一定不能到达B点
B．小球仍恰好能到达B点
C．小球一定能到达B点,且在B点对轨道有向上的压力
D．小球能否到达B点与所加的电场强度的大小有关
【答案】B
【解析】
不加电场时，设恰能到达轨道的最高点B的速度为v，根据机械能守恒定律有：
mg（h-2R）=1
2
mv2；…①
在最高点时，重力提供向心力，有：mg=m
2
v
R
…②
加上电场后，设能到达B点的速度为v2，根据动能定理得：1
2
mv22=（mg+Eq）（h-2R）…③
在最高点时，重力与电场力的合力提供向心力，有：mg+Eq=m
2
v
R
…④
得v2=v，故为小球仍恰好能到达B点，故B正确，ACD错误；故选B.
4．甲、乙两质点在同一条直线上运动，质点甲做匀变速直线运动，质点乙做匀速直线运动，其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15s处，图线乙为一条过原点的倾斜直线。

下列说法正确的是（）
A．t=5s时乙车的速度为2m/s，甲车的速率为2m/s
B．t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25m
C．t=0时刻甲车的速度大小为4m/s
D．甲车的加速度大为0.1m/s2
【答案】A
AD ．乙车做匀速直线运动，速度为 10m/s 2m/s 5x v t ===乙 甲车做匀变速直线运动，其图线在15s 时与横轴相切，则t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，据位移时间公式212x at =
，结合图象有 2110102
a =⨯⨯ 解得
a=0.2m/s 2
所以t=5s 时甲车的速率
0.210m/s 2m/s v =⨯=
故A 项正确，D 项错误；
B ．t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，据212
x at =，根据图象有 20m 10.21m 22.52
5x ==⨯⨯ 则t=0时刻甲、乙两车之间的距离为22.5m ，故B 项错误；
C ．t=15s 时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，则0时刻甲车的速度大小为
00.215m/s 3m/s v =⨯=
故C 项错误。

5．如图所示，两根互相平行的长直导线垂直于平面S ，垂足分别为M 、N ，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

O 为MN 的中点，PQ 为M 、N 的中垂线，以O 为圆心的圆与 MN 、PQ 分别相交于a 、b 、c 、d 四点。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．O 点处的磁感应强度为零
B ．a 、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C ．a 、c 两点处的磁感应强度方向不同
D ．c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
【答案】D
【详解】
A ．根据右手螺旋定则，M 处导线在O 点产生的磁场方向竖直向下，N 处导线在O 点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故A 错误；
B ．M 在a 处产生的磁场方向竖直向下，在b 处产生的磁场方向竖直向下，N 在a 处产生的磁场方向竖直向下，b 处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a 、b 两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故B 错误；
C ．M 在a 处产生的磁场方向竖直向下，N 在a 处产生的磁场方向竖直向下，则a 处的合磁场方向竖直向下，M 在c 处产生的磁场方向垂直于cM 偏下，N 在c 处产生的磁场方向垂直于cN 偏下，且大小相等，由平行四边形定则可知，c 处的合磁场方向竖直向下，故C 错误；
D ．M 在c 处产生的磁场方向垂直于cM 偏下，N 在c 处产生的磁场方向垂直于cN 偏下，且大小相等，由平行四边形定则可知，c 处的合磁场方向竖直向下，同理可知，d 处的合磁场方向竖直向下，由于c 到M 、N 的距离与d 到M 、N 的距离相等，则c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故D 正确。

故选D 。

6．如图所示，一磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，圆心为O ，半径为r ，MN 是直径，一粒子发射装置S 置于M 端，可从M 端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N 端离开磁场，在磁场中运动的时间为2kB π
，其中k 为带电粒子的比荷，下列说法正确的是（ ）
A ．该粒子的速率为kr
B ，发射方向垂直于MN
B 2krB ，发射方向与MN 的夹角为45°
C ．该粒子在磁场中运动的时间最短
D ．若该粒子沿直径MN 方向射入磁场，其运动的时间为
3kB π 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC ．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为2kB
π，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从
2mv v r qB kB == 则 2v krB =
发射方向与MN 的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC 错误，B 正确； D ．根据前面的数据再画出沿MN 方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为
32arcsin 6
π≠ ，则时间不等于3kB π，D 错误．
故选B 。

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．按照十八大“五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L 、直径为D ，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上，在前后两个内侧面a 、c 固定有金属板作为电极，污水充满管
口从左向右流经测量管时，a 、c 两端电压为U ，显示仪器显示污水流量为Q （单位时间内排出的污水体积）。

则下列说法不正确的是（ ）
A ．a 侧电势比c 侧电势低
B ．若污水中正离子较多，则a 侧电势比c 侧电势高；若污水中负离子较多，则a 侧电势比e 侧电势低
C ．污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大
D ．污水流量Q 与U 成正比，与L 无关
【分析】
【详解】
AB ．污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向前表面c 偏，负离子向后表面a 偏，所以a 侧电势比c 侧低，与污水中正、负离子的数量无关，故A 正确，不符合题意；B 错误，符合题意；
C ．稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有 U q qvB
D = 解得 U v DB =
流量为
2()42D UD Q v B
ππ== 分析可知，显示仪器的示数Q 与离子的浓度无关，故C 错误，符合题意；
D ．同理可知Q 与U 成正比，与L 无关，故D 正确，不符合题意。

故选BC 。

8．如图所示为形状相同的两个劈形物体，它们之间的接触面光滑，两物体与地面的接触面均粗糙，现对A 施加水平向右的力F ，两物体均保持静止，则物体B 的受力个数可能是（ ）
A ．2个
B ．3个
C ．4个
D ．5个
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】 对A 受力分析可知，当F 与A 所受的静摩擦力大小相等时，则A 、B 之间没有弹力，当F 比A 所受的静摩擦力更大时，则A 、B 之间有弹力。

当A 对B 没有弹力时，B 受到重力和地面的支持力2个力；当A 对B 有弹力时，B 还受到重力、地面的支持力与摩擦力，共4个力，故AC 符合题意，BD 不符合题意。

故选AC 。

9．下列说法正确的是______
A ．水池中水的温度相同，水底一小气泡因扰动而上升时一定吸热
B ．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
E.压缩汽缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力
【答案】ABD
【解析】
【详解】
A ．气泡上升过程压强不断减小，气泡逐渐胀大，就要对外做功，然而温度还不变，于是它肯定不断吸热．所以A 正确．
B ．悬浮在液体中的颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞击的分子数越小.布朗运动微粒大小在10-6m 数量级,液体分子大小在10-10m 数量级,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因此,布朗运动越明显.B 正确．
C ．同一容器中同种气体所有的分子运动速率不一定相等，C 错误．
D ．按机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．熵增加原理的内容：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．如果过程可逆，则熵不变；如果过程不可逆，则熵增加． 从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展．所以D 正确．
E ．分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间的距离而发生变化．当0r r <时，合力表现为斥力，当0r r >时，合力表现为引力．E 错误．
所以选择ABD ．
10．如图所示，从S 处发出的电子经加速电压U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子向下极板偏转。

设两极板间电场的电场强度大小为E ，磁场的磁感应强度大小为B 。

欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（ ）
A ．适当减小电场强度大小E
B ．适当减小磁感应强度大小B
C ．适当增大加速电场两极板之间的距离
D ．适当减小加速电压U
【答案】BD
【解析】
【详解】
电子通过加速电场的过程，有
qE qvB =
而电子流向下极板偏转，则
qE qvB <
故应增大E 或减小B U 、，故BD 正确，AC 错误。

故选BD 。

11．在粗糙水平桌面上，长为l=0.2m 的细绳一端系一质量为m=2kg 的小球，手握住细绳另一端O 点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。

细绳始终与桌面保持水平，O 点做圆周运动的半径为r=0.15m ，小球与桌面的动摩擦因数为=0.6μ，210m/s g =。

当细绳与O 点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（ ）
A ．小球做圆周运动的向心力大小为6N
B ．O 点做圆周运动的角速度为42rad/s
C ．小球做圆周运动的线速度为2m/s
D ．手在运动一周的过程中做的功为6πJ
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A ．由几何关系可知小球做圆周运动的轨道半径
220.25m R r l =+=
小球做圆周运动，根据牛顿第二定律
n cos F T θ=
sin T mg θμ=
其中
0.153
tan r
θ===
n 16N F =
选项A 错误；
B ．由于
2n F mR ω=
解得 42rad /s ω=
O 点做圆周运动的角速度和小球一样，所以选项B 正确；
C ．由于
2
n v F m R
= 解得
2m/s v =
选项C 正确；
D ．手在运动一周的过程中做的功等于小球克服摩擦力做的功，故
26J W mg R =⋅=μππ
选项D 正确。

故选BCD 。

12．如图所示，一根水平横杆上套有A 、B 两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是
A ．杆对A 环的支持力逐渐增大
B ．杆对A 环的摩擦力保持不变
C ．杆对B 环的支持力保持不变
D ．细绳对B 环的拉力逐渐增大
【答案】CD
【解析】
【分析】
环的支持力N F ，力图如图所示，根据平衡条件得：
2N F Mg =
可得： 12N F Mg = 可见，水平横梁对铁环的支持力N F 不变，故A 错误、C 正确；
B. 以A 环为研究对象，竖直方向：
sin αN F F =
水平方向：
cos αf F F =
联立解得：
tan α
N f F F = α减小时，f F 变大，故B 错误；
D. 设与B 环相连的细绳对水杯的拉力为T ，根据竖直方向的平衡条件可得：
2cos θT mg =
由于绳子与竖直方向的夹角θ增大，则cos θ变小，绳子拉力变大，故D 正确．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。

用6V 。

50Hz 的打点计时器打出的一条纸带如图甲所示，O 为重物下落的起点，选取纸带上连续打出的A 、B 、C 、D 、E 、F 为测量点，各测量点到O 点的距离h
已标在测量点下面。

打点计时器打C 点时，重物下落的速度c v =__________m/s ；分别求出打其他各点时的速度v ，作2v h -关系图像如图乙所示，根据该图线，测得本地的重力加速度g =__________2m/s 。

（结果保留三位有效数字）
【答案】1.56 9.70~9.90
【解析】
【分析】
【详解】
[1]．由2BD c x v T
＝可知 0.15710.0947 1.56m/s 0.04
c v -=＝ [2]．根据v 2=2gh ，由图象求斜率得2g ，所以 221 4.9m/s =9.80m/s 220.25k g =
=⨯ 。

14．某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O 的正上方A 点，另一端系绳套1和绳套2。

(1)实验步骤如下：
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O 点，记下弹簧测力计的示数F ； ②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O 点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F 1；
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F 1′=________；
④比较________________，即可初步验证力的平行四边形定则。

(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O
点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________。

A．逐渐增大B．先增大后减小
C．逐渐减小D．先减小后增大
【答案】3
F F1与F1′的大小 D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)③[1]根据力的平行四边形定则，计算绳套1的拉力
1
3 tan30
3
F F F
=︒=
④[2]比较F1和F2的大小，即可初步验证力的平行四边形器定则；
(2)[3]保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下
故绳套1的拉力先减小后增加，故ABC错误，D正确。

故选D。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为l A＝40 cm，右管内气体柱长为l B＝39 cm．先将开口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：
①A端上方气柱长度；
②稳定后右管内的气体压强．
【答案】①38cm；②78cmHg
【解析】
试题分析：①稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4cm ，则A 管内气体的压强为P A1=(76+4) cmHg 由公式：P 0V A0=P A1V A1，
代入数据得：L A1=38cm
②设右管水银面上升h ，则右管内气柱长度为l B -h ，气体的压强为12P gh ρ-；
由玻意尔定律得：01(2)()B B P l P gh l h ρ=--
解得：h=1cm
所以右管内气体压强为21278P P h cmHg =-=
考点：气体的状态方程.
16．如图所示，一长为11m L =的水平传送带，以04m/s v =的速率逆时针转动。

把一质量为1kg m =的物块A 以速度大小0v 推上传送带的右端，同时把另一质量为2kg M =的物块B 以速度大小8m/s v =推上传送带的左端。

已知两个物块相撞后以相同的速度在传送带上运动，两个物块与传送带间的动摩擦因数均为0.2μ=，重力加速度210m/s g =，物块可视为质点且碰撞时间极短。

求：
(1)经多长时间两个物块相撞；
(2)相撞后两个物块再经多长时间相对传送带静止；
(3)物块B 与传送带因摩擦产生的热量Q 。

【答案】 (1)1s(2)
10s 3(3)796J 9
【解析】
【详解】 (1)由题意知物块A 随传送带一起做匀速直线运动，设物块B 做加速度大小为a 的匀减速直线运动，则由牛顿第二定律有
Mg Ma μ=
设经时间t 两个物块相撞，则有
2012
v t vt at L +-= 解得
1s t =或者11s t =（舍去）
(2)规定向右为正方向，两个物块相撞后瞬间的速度为1v ，则有
01()()M v at mv M m v --=+
以两个物块为系统，经时间t '两个物块相对传送带静止，由动量定理得
01()()()M m gt M m v M m v μ'-+=-+-+
解得 10s 3t '= (3)设物块B 在与物块A 相撞之前与传送带因摩擦产生的热量为1Q ，由能量守恒定律有
221011()22
Q Mv M v at Mg v t μ=--+⋅ 设碰撞之后物块B 与传送带因摩擦产生的热量为2Q ，由能量守恒定律有
2200121
122
Mg v t Mv Mv Q μ'⋅=-+ 物块B 与传送带因摩擦产生的热量
12Q Q Q =+
解得
796J 9
Q = 17．2018年8月美国航空航天科学家梅利莎宣布开发一种仪器去寻找外星球上单细胞微生物在的证据，力求在其他星球上寻找生命存在的迹象。

如图所示，若宇航员在某星球上着陆后，以某一初速度斜面顶端水平抛出一小球，小球最终落在斜面上，测得小球从抛出点到落在斜面上点的距离是在地球上做完全相同的实验时距离的k 倍。

已知星球的第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍，星球的半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，求：
（1）星球表面处的重力加速度；
（2）在星球表面一质量为0m 飞船要有多大的动能才可以最终脱离该星球的吸引。

【答案】（1）202tan cos v g l θθ'
'= （2）0m gR k 【解析】
【详解】
（1）设斜面倾角为θ，小球在地球上做平抛运动时，有
212
y gt = 0x v t =
tan y x
θ= 设斜面上的距离为l ，则
cos x l θ
= 联立解得
202tan cos v g l θθ
= 小球在星球上做平抛运动时，设斜面上的距离为l '，星球表面的重力加速为g '，同理由平抛运动的规律有
202tan cos v g l θθ'
'= 联立解得星球表面处的重力加速度
g g k
'= （2）飞船在该星球表面运动时，有
212v GMm m R R
= 近地有
2GMm mg R
'= 联立解得飞船的第一宇宙速度
1v =一质量为0m 的飞船要摆脱该星球的吸引，其在星球表面具有的速度至少是第二宇宙速度，所以其具有的动能至少为
220kmin 001212m gR E m v m v k
===。