2021届宁夏银川市高三(下)4月教学质量检测理综物理试题

2021届宁夏银川市高三（下）4月教学质量检测理综物理试
题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．元素周期表上已经列有超过110种不同的化学元素，各种元素所具有的各不相同的
物理、化学性质，造就了我们这个多姿多彩的、充满生命力的世界。

例如，294
118
Og（读音:ao）是第118号元素，是一种人工合成的稀有气体元素，是人类目前已合成的最重
元素，这种元素具有放射性，其原子核经过n次α衰变后的产物为258Fm
x
（读音:fei），
294
118
Og的半衰期为T，则下列说法正确的是（）
A．294
118Og衰变为258Fm
x
的反应为裂变反应
B．α衰变的次数n=8
C．294
118Og中子数比258Fm
x
的中子数多18
D．1g294
118
Og经2T时间，剩余物质的质量为0.25g
2．如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下加速运动．已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，下列判断正确的是（）
A．物体受到的摩擦力大小为F cosθ
B．物体受到的摩擦力大小为mg
μ
C．物体对地面的压力大小为mg
D．物体受到地面的支持力大小为mg-F sinθ
3．如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（）
A．在空中飞行的时间可能相等
B．飞出时的初速度竖直分量可能相等
C．撞击墙壁的速度大小可能相等
D．飞出时的初速度大小可能相等
4．如图所示，空间中a、b、c、d、e、f、a′、b′、c′、d′、e′、f′分别为两个完全一样的立方体图形的顶点（其中b、e、e′、b′为两个立方体重合面的顶点），在a′、b′、c′所在直线上放置电荷量均为Q的异种点电荷M、N，M带正电且M、N关于b′对称。

下列说法正确的是（）
A．a、d两点的电势相等
B．c、f两点的场强大小相同
C．将电子从a点移到c′点，电子的电势能增加
D．将电子从b点移到e′点，电子的电势能减少
5．嫦娥五号（chang'e5），由国家航天局组织实施研制，是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，为中国探月工程本阶段的收官之战。

已知登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落，取样后再择机返回地球。

已知探测器的质量约为8.2×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。

则此探测器（）A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s
B．悬停时受到的反冲作用力约为8.0×104N
C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒
D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度
二、多选题
6．某同学在学校科技节上自制了一个小型的交流发电机，原理如图所示，匀强磁场的
磁感应强度B=，单匝矩形线圈的面积S=0.5m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。

线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连接，A为理想电流表。

调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为4:1时，副线圈电路中标有“2.5V 2.5W”的灯泡正常发光。

以下判断正确的是（）
A．电流表的示数为4A
B．矩形线圈产生电动势的有效值为10V
C．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为
=（V）
e t
D．若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移
7．如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动其动能E k与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。

下列说法正确的是（）
A ．在0～h 0过程中，F 大小始终为mg
B ．在0～h 0和h 0～2h 0过程中，F 做功之比为4:3
C ．在0～2h 0过程中，物体的机械能不断增加
D ．在2h 0～3.5h 0过程中，物体的机械能不断减少
8．如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m ，电阻为R ，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN 和PQ 是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向垂直纸面向里。

现使金属线框从MN 上方某一高度处由静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到bc 边刚好运动到匀强磁场PQ 边界的v-t 图象，图中数据均为已知量，重力加速度为g ，不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．t 1到t 2过程中，线框中感应电流沿逆时针方向
B ．线框的边长为v 1（t 2-t 1）
C ．线框中安培力的最大功率为212
mgv v D ．线框中安培力的最大功率为221
mgv v 9．下列说法正确的是（ ）
A ．分子力减小时，分子势能也一定减小
B ．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
C ．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动
D ．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
E.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体
10．图甲为一列简谐横波在t=0时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。

下列说法正确的是（）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度为20m/s
C．从t=0到t=0.15s，这列波传播的距离为3m
D．从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm
E.t=0.10s时，P的加速度方向与y轴正方向相反
三、实验题
11．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

某物理兴趣小组用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来进行实验（装置如图乙遮光条未画出），步骤如下：
a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B（包括遮光条）
b.调整气垫导轨，使导轨处于水平
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上
d.按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1和t2（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图丙所示；则挡光片的宽度为d=______mm；
（2）针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论。

①若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
②该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证A 、B 两物体弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）
12．利用如图所示的电路可以进行多个物理量的测量。

实验室提供的器材有:两个相同的待测电源内阻（r ≈1Ω），电阻箱R 1
（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R 2（最大阻值为999.9Ω），电压表V （内阻约为2kΩ），流表A （内阻约为2Ω），灵敏电流计G ，两个开关S 1、S 2。

主要实验步骤如下:
①按图连接好电路，调节电阻箱R 1和R 2至最大，闭合开关S 1和S 2，再反复调节R 1和R 2，使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 、电阻箱R 1电阻箱R 2的示数分别为I 1、r 1、r 2；
②反复调节电阻箱R 1和R 2（与①中的电阻值不同），使电流计G 的示数为0，读出电流表A 电压表V 的示数分别为I 2、U 2。

回答下列问题:
（1）若在实验前的检测过程中，发现电压表的量程过小，则需______（填“串”或“并”）联一个电阻，以增大该电压表的量程；
（2）电流计G 的示数为0时，电路中A 和B 两点的电势A ϕ和B ϕ的关系为______； （3）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______；
（4）电源的电动势E 为______，内阻r 为______。

四、解答题
13．汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一．设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F 0时，安全气囊爆开．某次试验中，质量m 1=1 600 kg 的试验车以速度v 1 = 36 km/h 正面撞击固定试验台，经时间t 1 = 0.10 s 碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开．忽略撞击过程中地面阻力的影响．
（1）求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小；
（2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2 =1 600 kg、速度v2 =18 km/h同向行驶的汽车，经时间t2 =0.16 s两车以相同的速度一起滑行．试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开．
14．如图所示，平面直角坐标系xOy被三条平行的分界分为Ⅰ､Ⅱ､Ⅲ､Ⅳ四个区域，每条分界线均与y轴平行，区域Ⅰ､Ⅱ分界线为y轴，区域I中有方向垂直纸面向里､磁感应强度大小为B的匀强磁场；区域Ⅱ宽度为d，其中有方向沿y轴负向的匀强电场；区域Ⅲ为真空区域；区域Ⅳ中有方向垂直纸面向外､磁感应强度大小为3B的匀强磁场。

现
有不计重力的两粒子，粒子1带正电，以速度大小v1从点M，0），与x轴正方向夹角为60°射入磁场区域I；粒子2带负电，以一定大小的速度，在N点沿v1反方向射入磁场区域I，两粒子初速度方向沿同一条直线两粒子恰在同一点P（图中未画出）垂直分界线进区域Ⅱ；随后粒子1以与y轴负向夹角为30°方向进入区域Ⅲ；粒子2以与y轴正方向夹角为60°进入区域Ⅲ，最后两粒子均在第二次经过区域Ⅲ､Ⅳ分界线时在同一点Q（图中未画出）被引出。

不计两粒子之间的作用力。

求：
（1）MN两点间距离；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子1与粒子2在区域Ⅱ中的运动时间之比t1：t2；
（4）求区域Ⅲ宽度S。

15．图示为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，下管足够长，图中管的截面积分别为S1=3m2、S2=1cm2，管内水银长度为h1=h2=2cm封闭气体长度L=10cm，大气压强为p0=76cmHg，气体初始温度为300K。

若缓慢升高气体温度，试求：
（1）当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；
（2）当气体温度为510K时；水银柱上端距玻璃管底部的距离。

16．如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形ABC，其中∠A=60°，AB=9cm。

现有两细束平行且相同的单色光a、b，分别从AC边上的D点E点以45°角入射，且均能从AB边上的F点射出，已知AD=AF=3cm。

求:
（1）玻璃砖的折射率；
（2）b光在玻璃砖中的通行距离。

参考答案
1．C
【详解】
A ．是属于α衰变，不是裂变反应，故A 错误；
B ．4
2He ,则 29425894
n -=
= 故B 错误；
C ．294118Og 的种子数为 294118=176-
而258Fm x 的中子数为
258100158-=
294
118Og 中子数比258
Fm x 的中子数多
17615818-=
故C 正确；
D ．剩余的294
118Og 的质量为0.25g ，但衰变过程中会产生新核，故剩余物质的质量大于0.25g ，故D 错误。

故选C 。

2．D
【详解】
CD ．对物体受力分析，如图所示
在竖直方向根据受力平衡可知物体受到的支持力大小
sin N mg F θ=-
由牛顿第三定律知，物体对地面的压力与地面对物体的支持力是一对相互作用力，所以物体对地面的压力大小为
'sin N mg F θ=-
故C 错误，D 正确；
AB ．物体受到的滑动摩擦力为
(sin )f N mg F μμθ==-
由于物体做加速运动，故摩擦力与拉力的分力大小不相等，故AB 错误。

故选D 。

3．D
【详解】
A ．将乒乓球的运动逆过程处理，即为平抛运动，两次的竖直高度不同，两次运动时间不同，A 项错误；
B ．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，B 项错误；
C ．两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，则两次撞击墙壁的速度不同，C 项错误；
D ．竖直速度大的，其水平速度就小，根据速度的合成可知飞出时的初速度大小可能相等，D 项正确。

故选D 。

4．C
【详解】
A ．由等量异种点电荷的电场线及等势面分布特点可知，面bb′e e′为电势为零的等势面，则a
点电势为正，d 点电势为负，且两点分别到M 、N 的距离也不相等，故电势绝对值也不相等，
故A 错误；
B ．由电场叠加可知，由于c 点到M 、N 的距离较近，f 点到M 、N 的距离较远，故c 点场强大于f 点的场强，故B 错误；
C ．由于面bb′e e′为电势为零的等势面，则a 点电势为正，c ′点电势为负，则0ac U '>，根据W qU =可知，将电子从a 点移到c ′点，电场力做负功，电势能增加，故C 正确。

D ．由于面bb′e e′为电势为零的等势面，则将电子从b 点移到e ′点，电场力不做功，则电子
的电势能不变，故D 错误。

故选C 。

5．D 【详解】
根据星球表面重力等于万有引力，有
2
Mm
mg G
R = 则有
2
2g M R g M R =月月地
月
地地 解得
2221
3.79.8m /s 1.66m /s 81
g =
⨯⨯≈月 A ．根据自由落体速度公式22v gh =，可得探测器在着陆前的瞬间，速度大小约为
3.6m /s v =≈
故A 错误；
B ．探测器在离月面4m 高处悬停，则悬停时受到的反冲作用力约为
348.210 1.66N 1.410N F mg ==⨯⨯≈⨯月
故B 错误；
C ．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，发动机反冲力做负功，机械能减少，故C 错误；
D ．根据v =
故在近月圆
轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度，故D 正确。

故选D 。

6．BD 【详解】 A ．副线圈电流
12
1A P
I U =
= 由于
12
21
I n I n = 可得电流表的示数
10.25A I =
A 错误；
B ．原线圈两端电压的有效值就等于矩形线圈产生电动势的有效值，根据
11
22
U n U n = 可得矩形线圈产生电动势的有效值
110V U =
B 正确；
C ．感应电动势的最大值
m U BS ω==
可得
=40ωπ
因此从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为
40(V)e t π=
C 错误；
D ．若矩形线圈的转速增大，感应电动势的有效值增大，因此为使灯泡仍能正常发光，应减小副线圈的匝数，将P 适当上移，D 正确。

故选BD 。

7．BC 【详解】 略 8．ABD 【详解】
A ．金属线框刚进入磁场时，磁通量增加，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针方向，故A 正确；
B ．由图象可知，金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为v 1，匀速运动的时间为t 2-t 1，故金属框的边长为
121()L v t t =-
故B 正确；
CD ．在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得
mg BIL =
又有
1
BLv I R
=
联立解得
221
B L v mg R
= 线框仅在进入磁场和离开磁场过程中受安培力，进入时安培力等于重力，离开时安培力大于重力，开始减速，故开始离开磁场时安培力最大，功率最大，为
m 2P F v =安
又有
222
B L F v R
=安 联立解得
22
m 1
mgv P v =
故C 错误，D 正确。

故选ABD 。

9．BDE 【详解】 略 10．ABC 【详解】
A ．由图乙知从0时刻开始，Q 质点从平衡位置朝y 轴正方向振动，根据“逆向波形法”可判断知该简谐波沿x 轴正方向传播，故A 正确；
B ．由图像可知，该波的波长为4m λ=，周期为0.2s T =，故该波的传播速度为
20m/s v T
λ
=
=
故B 正确；
C ．由20m/s v =可知，在t ＝0到t ＝0.15s 内该波的传播距离为
3m x vt ==
故C 正确；
D ．t ＝0.10s 到t ＝0.15s 内，质点P 不是由平衡位置或者最大振幅处开始运动，故14
T 内的路程不等于振幅10cm ，故D 错误；
E ．t ＝0.10s 时，即从0时刻开始，经过二分之一周期，P 质点将在平衡位置下方，由于加速度方向指向平衡位置，所以P 的加速度方向与y 轴正方向相同，故E 错误； 故选ABC 。

11．0.618（0.615~0.619） 221211()()22P A B d d E m m t t =+ 12
()()A B d d
m m t t = 【详解】
（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm ，挡光片的宽度为
0.5mm 11.80.01mm 0.618mm d =+⨯=（0.615mm~0.619mm ）
（2）[2]弹簧弹开两滑块后，两滑块分别经过光电门，瞬时速度为
1A d v t =
，2
B
d
v t = 弹簧储存的弹性势能全部转化为两滑块的动能，有
22
22P 12
1111()()2222A A B B A B d d E m v m v m m t t =
+=+ [3]弹簧弹开两滑块的过程，系统的外力为零，满足动量守恒，有
0A A B B m v m v =-
代入速度的表达式整理可得
12
()()A B d d
m m t t =
12．串 A B ϕϕ=
11111U r I r U - 121
U r I - 211221I U I U I I -- 2121U U I I --
【详解】
由本电路的连接特点可知左、右两个电源间的路端电压相等，干路电流相同.根据部分电路欧姆定律可分别求解电压表与电流表的内阻；在不同状态下采集数据，根据闭合电路欧姆定律列式求解电源的电动势E 和内阻r. （1）改装电压表应串联电阻。

（2）电流计G 的示数为0时，由欧姆定律知，G 的电压为零，说明A 、B 两点的电势相等。

（3）由于电流计G 的示数为0，在步骤1中，通过电压表的电流1
11
V U I I r =-
，电压表的内阻为111
111
V V U U r R I I r U =
=-；左、右两个电源两极间的电压相等，112()A U I r R =+，得电流表内阻为1
21
A U R r I =
-。

（4）根据闭合电路欧姆定律得E=U 1+I 1r ，E=U 2+I 2r ，解得2112
21
I U I U E I I -=-，2121U U r I I -=-。

13．（1）I 0 = 1.6×104 N·s ， 1.6×105 N ；（2）见解析 【详解】
（1）v 1 = 36 km/h = 10 m/s ，取速度v 1 的方向为正方向，由动量定理有 －I 0 = 0－m 1v 1 ①
将已知数据代入①式得 I 0 = 1.6×104 N·s ② 由冲量定义有I 0 = F 0t 1 ③
将已知数据代入③式得 F 0 = 1.6×
105 N ④ （2）设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v ，由动量守恒定律有 m 1v 1+ m 2v 2 = (m 1+ m 2)v ⑤
对试验车，由动量定理有 －Ft 2 = m 1v －m 1v 1 ⑥ 将已知数据代入⑤⑥式得
F = 2.5×104 N ⑦ 可见F ＜F 0，故试验车的安全气囊不会爆开 ⑧ 14．（1
）；（2
；（3）1：1；（4
2
d
- 【详解】
（1）因为粒子1和粒子2在同一点垂直分界线进入区域Ⅱ，所以粒子1在区域Ⅰ运动半径为
12cos30R L =
=︒
粒子2在区域I 运动半径为R 2，由几何关系知
21
21sin 30sin 30R R R R =++
︒︒
26R L =
21
tan 30tan 30R R MN =
-=︒︒
（2）两粒子进入电场中都做类平抛运动，区域Ⅱ的宽度为d ，出电场时，对粒子1沿电场方向的运动有
1
31tan 30y v v =
=︒
，
1111
q E d
m v =
⋅ 又
2
1111
2v q v B m L
=
1112q v m BL =
1
E d
=
（3）粒子2经过区域Ⅱ电场加速获得的速度大小为
2
42tan 303
y v v =︒=
对粒子2在电场中运动有
2222
q E d m v =⋅ 又
2
2
222
6v q v B m L
= 所以
2226q v m BL
= 所以
21v v =
又
11
d t v =
，22d
t v = 所以
1211
t t =
（4）粒子1经过区域Ⅲ时的速度大小为
1
312sin 30v v v =
=︒
23
1313
3v Bq v m R =
343
L R =
粒子2经过区域Ⅲ时的速度大小为
22
4cos303
v v =
=
︒ 有
2
4
2424
3v Bq v m R =
4R =
两粒子要在区域Ⅳ运动后到达同一点引出，O 3圆对应的圆心角为60°，O 4圆对应的圆心角为120°
34342
2sin 60tan30tan 60222y y v v S S
d d R R v =︒=
++⋅+⋅︒︒
所以
2
d
S =
- 15．（1）340K ；（2）30cm 【详解】
（1）设全部进入细管水银长度为x ，则有
11222=V h S h S xS +=液
解得
1122
2
8cm h S h S x S +=
=
1012()72cmHg p p h h =-+= 2068cmHg p p x =-=
由理想气体状态方程，可得
1122
12
p V p V T T = 代入数据，解得
221
211
340K p V T T p V =
= （2）从T 2=340K 到T 3=510K ，经历等压过程，则有
3
223
V V T T = 设水银上表面离粗细管接口处的高度为y ，则有
131121
22
()()18cm L h T S L h T S y T S +-+=
=
所以水银上表面离玻璃管底部的距离为
h =L +h 1+y =30cm
16．（1
（2）15cm 【详解】
（1）光路如图所示
由于AD =AF ，∠A =60°，则入射光a 经AC 边的折射角
r =30°
折射率
sin sin 45sin sin 30i n r ︒
=
==︒
（2）设光在玻璃中发生全反射的临界角为C ，则有
1sin
2C n =
==
解得
C =45°
由图可知，b 光经AC 边折射后，在BC 边上的入射角为60°，此光线在G 点发生全反射，由几何知识可知，四边形DEGF 是平行四边形，由于∠BFG =60°，AF =3cm ，则
BF =AB -AF BF =FG cos60° FG =12cm
所以b 光在玻璃砖中的通行距离为
EG +GF =15cm。