2021年高三第十六次理科综合周考理综物理试题(5月) 含答案

2021年高三第十六次理科综合周考理综物理试题（5月） 含答案
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 C-12 N-14 Na-23 Fe-56 Cr-52 第I 卷
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求；第18~21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
14、 如图1所示，一个质量为M 的物体被两根长度为L ＝5 cm 的轻绳相连，轻绳的另一端分别与两个不计质量的轻环相连，两轻环套在粗糙的水平杆上，轻环与杆之间的动摩擦因数为μ＝0.75.在保证系统处于静止状态的情况下，若增大两轻环之间的距离，则下列说法正确的是( )
A ．轻环所受摩擦力不变
B ．杆对轻环的作用力不变
C ．两环之间的最大距离为6 cm
D ．轻绳上的最大拉力为56Mg 15、如图2所示，一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O 点无初速度释放后，先后通过P 、Q 、N 三点，已知物块从P 点运动到Q 点与从Q 点运动到N 点所用的时间相等，且PQ 长度为3 m ，QN 长度为4 m ，则由上述数据可以求出OP 的长度为( )
A ．2 m
B.98 m
C.258 m D ．3 m 16、 如图3所示，一根细线下端拴一个金属小球P ，细线的上端固定在金属块Q 上，Q 放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P ′位置)，两次金属块Q 都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是( )
图1
图2
A ．细线所受的拉力变小
B ．小球P 运动的角速度变小
C ．Q 受到桌面的静摩擦力变大
D ．Q 受到桌面的支持力变大 17．如图4所示，质量分别为m 1和m 2的两个小球A 、B ，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A 、B 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球A 、B 和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度) ( )
图4
A ．由于电场力对球A 和球
B 做功为0，故小球电势能总和始终不变
B ．由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒
C ．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小
D ．当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，系统动能最大
18、如图5所示，两根足够长的金属导轨放在xOy 坐标平面内，0～3l 为一个图形变化周期。

两导轨的直线部分平行于x 轴，长度为2l 。

两导轨的曲线部分分别满足：11=sin =-sin [(3n-)(3n+)22
≤≤y l x y l x l x l l l ，，n=1，2,3…]。

且凡相交处均由绝缘表面层相隔，两导轨左端通过电阻R 连接。

坐标平面内有垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，一根平行于y 轴的长导体棒沿x 轴匀速运动，运动过程中与两金属导轨接触良好，除R 外其余电阻都不计。

测得电阻R 在较长时间t 内产生的热量为Q ，则导体棒的速度为( )
A ．
B ．
C ．
D ．
19、 (多选)宇宙中存在一些质量相等
且离其他恒星较远的四颗星组成的四星
系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。

设四星系统中每个星体的质量均为m ，半径均为R ，四颗星稳定分布在边长为L 的正方形的四个顶点上，其中L 远大于R 。

已知万有引力常图3
图5
量为G 。

忽略星体自转效应，关于四星系统，下列说法正确的是( )
A ．四颗星圆周运动的轨道半径均为L 2
B ．四颗星圆周运动的线速度均为
Gm L ⎝⎛⎭⎫2＋24 C ．四颗星圆周运动的周期均为2π
2L 3(4＋2)Gm
D ．四颗星表面的重力加速度均为G m R
2
20．(多选)如图8所示，质量为m 、半径为R 的圆形光滑绝缘轨道放在水平面上固定的M 、N
两竖直墙壁间，圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计，在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E 的匀强电场．P 、Q 两点分别为轨道的最低点和最高点，在P 点有一质量为m ，电荷量为q 的带正电小球，现给小球一初速度v 0，使小球在竖直平面内做圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g ，则下列有关说法正确的是
( )
图8
A ．小球通过P 点时对轨道一定有压力
B ．小球通过P 点时的速率一定大于通过Q 点时的速率
C ．从P 到Q 点的过程中，小球的机械能一定增加
D ．若mg >q
E ，要使小球能通过Q 点，那么速度v 0的最小值为 5gR －5qER m
21、(多选)如图7所示，水平传送带AB 距离地面的高度为h ，以恒定速率v 0顺时针运行．甲、
乙两滑块(可视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计)，在AB 的正中间位置轻放它们时，弹簧立即弹开，两滑块以相同的速率分别向左、右运动．下列判断正确的是
( )
图7
A．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，且距释放点的水平距离可能相等
B．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定不相等
C．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，且距释放点的水平距离一定相等
D．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，但距释放点的水平距离一定不相等
第II卷
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22题～第32题为必考题，
每个试题考生都必须作答。

第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共129分）
22、（6分）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即:E=；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材:不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h（横截面面积的变化可忽略不计）。

用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．用游标卡尺测长度时如下图，右图是左图的放大图（放大快对齐的那一部分），读数是。

以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为: E = ．
23、（8分）某同学用如图甲所示的电路测量欧姆表的内阻和电动势（把欧姆表看成一个电源）。

实验器材及规格如下:
电流表A1：量程为200μA,内阻为300Ω电流表A2：量程为30mA,内阻为5Ω
定值电阻R0：阻值为9700Ω, 滑动变阻器R:阻值为0～50Ω
①闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2。

多次改变滑动触头的位置，得到的数据见下表。

在图乙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标，画出所对应的I1－I2曲线；
②利用所得曲线求得欧姆表的电动势E= V，欧姆表内阻r= Ω；
③将该欧姆表两个表笔短接，通过欧姆表的电流为I= A。

24、（13分）飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图10所示，航空母舰的水平跑道总长l＝180 m，其中电磁弹射器是一种长度为l1＝120 m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵．一架质量为m＝2.0×104kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推＝1.2×105 N．考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍．飞机离舰起飞的速度v＝100 m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点．请你求出(g取10 m/s2，计算最终结果均保留两位有效数字)：
图10
(1)飞机在后一阶段的加速度大小；
(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小；
25、（20分）如图11所示，在坐标系xOy的第一、四象限有沿x轴正方向的匀强电场，在第
二、三象限有沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量
为m、电荷量为q的带电微粒从y轴上P点沿与y轴正方向成45°角的初速度进入第三象限，初速度的大小为v0，微粒在第三象限内做匀速直线运动，进入第二象限后微粒做匀速圆周运动，并以与y轴负方向成45°角进入第一象限，在第一、四象限里运动后恰好能到达P点，第一、四象限内的电场强度与第二、三象限内的电场强度大小相同，求：
图11
(1)P点的坐标及磁感应强度的大小；
(2)微粒从P点出发再回到P点所用的时间；
(3)若微粒在磁场中运动到某时刻时撤去磁场，结果微粒能连续两次通过y轴的某一点，求微粒从P点出发到第二次通过y轴所用的时间．
（二）选考题（共45分）
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B
铅笔在答题卡上把所选题目的题号后的方框涂黑。

注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。

如果多做则每学科按所做的第一题计分。

33、【物理选修3-3】（15分）
（1）（5分）某气体在两种不同温度下的分子速率分布图像如果所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率。

可见________（选填“大于”“小于”），温度升高，分子的平均速率___________,（选填“增大”“减小”）。

（2）（10分）在一密封的啤酒瓶中，下方为溶有的啤酒，上方为纯气体。

在20℃时，溶于啤酒中的的质量为，上方气体状态的质量为，压强为一个标准大气压。

当温度升高到40°时，啤酒中溶解的的质量有所减少，变为，瓶中气体的压强上升到。

已知，啤酒的体积不因溶入而变化，且不考虑容器体积的啤酒体积随温度的变化。

又知对同种气体，在体积不变的情况下与m成正比。

试计算等于多少标准大气压（结果保留两位有效数字）。

34、【物理选修3-4】（15分）
（1）（5分）如图所示，、为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，、在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实现所示。

P是振动加强区域中的一点，从图中可看出_______.
A、P点到两波源的距离差等于
B、的传播速度大于的传播速度
C、P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱
D、两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间
（2）（10分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图所示。

设工事壁厚d=，孔的宽度L=20cm，孔内嵌入折射率n=的玻璃砖。

①嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少：（注：最大张角是指左右两边边缘的入射光线所形成的夹角）
②要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？
35、【物理选修3-5】（15分）
（1）（5分）核能作为一种新能源在现代社会中已经不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题，核泄漏中的钚是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部，骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。

已知钚的一种同位素，的半衰期为24100年，其衰变方程为，下列有关说法正确的是_______
A、X原子核中含有143个中子
B、100个经过24100年后一定还剩余50个
C、由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程中总质量增加
D、衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力
（2）（10分）如图所示，在光滑水平面向右的直线上有均可视为质点的A、B、C三个弹性小球，其质量分别为m A=2m、m B=m、m C=3m，其中A、B之间用一弹簧相连。

开始时A、B、C
都处于静止状态，弹簧处于原长，且C距B足够远，现给A一个瞬间冲量使A获得一个水平向右的初速度v0。

当B与C发生碰撞时，时间极短且无机械能损失。

（弹簧始终处于弹性限度内）
⑴由于B与C相碰时弹簧的形变未知，试分析计算B与C相碰前弹簧弹性势能E p的范
围。

⑵B以最大速度与C相碰后，弹簧所具有的最大弹性势能大小E p´。

益阳市箴言中学xx届高三第16次综合周考物理学科答案及评份标准
14、C15、C16、C17．( D )18、 ( D )19、CD20． (CD )21．( AC )．
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分
（一）必考题
22、（6分）答：8.94mm；
23、（8分）①如图所示
②1.50(1.48～1.51); 15.0(14.0~16.0)
③0.1(0.09~0.11)
24、答案(1)4.0 m/s2(2)6.8×105 N
解析(1)设后一阶段飞机加速度为a2，平均阻力为F f2＝0.2mg，则F推－F f2＝ma2，得：a2＝4.0 m/s2.
(2)设电磁弹射阶段飞机加速度为a 1、末速度为v 1，
平均阻力为F f1＝0.05mg ，
则v 21＝2a 1l 1，v 2－v 21＝2a 2(l －l 1)
得：a 1≈39.7 m/s 2
由F 牵＋F 推－F f1＝ma 1 得F 牵≈6.8×105 N
(或由动能定理：F 牵l 1＋F 推l －F f1l 1－F f2(l －l 1)＝12
m v 2 得F 牵≈6.8×105 N ．)
25、答案 (1)2mg q v 0 (2)(4＋π)2v 02g (3)(12＋π)2v 04g
解析 (1)微粒在第三象限受电场力和重力作用，重力与电场力平衡，微粒做匀速直线运动，即qE ＝mg
微粒进入磁场后做匀速圆周运动，由于微粒进入第一象限时速度方向与y 轴负方向成45°角，由几何关系可知，微粒在第二象限中做圆周运动的轨迹是半圆，设P 点的坐标为(0，－b )，由几何关系可知，微粒在磁场中做圆周运动的半径为
R ＝22
b 由牛顿第二定律知q v 0B ＝m v 20R
微粒由y 轴进入第一象限时，速度与电场力与重力的合力垂直，因此微粒在第一、四象限里做类平抛运动，由几何关系知
2b ＝v 0t 3
2b ＝12at 23
a ＝2g
解得b ＝v 20g
因此P 点的坐标为(0，－v 20g
) 求得B ＝2mg q v 0
(2)微粒在第三象限内运动的时间t 1＝2b v 0＝2v 0g
在磁场中运动时间t 2＝12T ＝πm qB ＝2πv 02g
在第一、四象限内运动时间t 3＝2b v 0＝2v 0g
因此运动的总时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝(4＋π)2v 02g
(3)撤去磁场后微粒做匀速直线运动，经过y 轴后还能从同一点经过y 轴，则微粒经过y 轴后做直线运动，即微粒经过y 轴后速度方向与电场力与重力的合力平行．
由此可知，微粒运动的轨迹如图，微粒在磁场中运动的时间为
t 2′＝14T ＝2πv 04g
撤去磁场后在第二象限中运动时间t 3′＝
2b v 0＝2v 0g 进入第一象限后做类上抛运动，
运动的时间t 4＝2v 02g
＝2v 0g 因此运动的总时间t ′＝t 1＋t 2′＋t 3′＋t 4＝
(12＋π)2v 04g .
33、【物理选修3-3】
【答案】；增加
（2）【答案】1.6标准大气压
【解析】
试题分析：在40℃时，溶入啤酒的CO 2的质量为…①
因质量守恒，在40℃时气态CO 2的质量为…②
由题设，…③
由于对同种气体，体积不变时，与m 成正比，可得…④
由以上各式解得标准大气压…⑤
34、【物理选修3-4】
（1）【答案】D （2）【答案】①②
35、【物理选修3-5】
（1）【答案】AD
精品文档
实用文档 （2）解：⑴当弹簧处于原长时，弹性势能最小 ………1′
当A 、B 两小球速度相等为时，弹性势能最大为
由动量守恒有 ………2′
由能量守恒 ………2′
解之得 = ………1′
………1′
⑵设碰前B 的最大速度为,此时A 的速度为，B 与C 碰后的速度为 C 的速度为
B 与
C 相碰前；由动量守恒 ………1′
B 的速度最大时弹簧处于原长，由能量守恒有
………1′
解之得 ………1′
………1′
B 与
C 相碰后：动量守恒 ………1′
能量守恒 ………1′
解之得 ………1′
………1′
当A 、B 相互时，速度相等，弹性势能取最大
…………………………………………………………1′
22max 1112(2)222
P A B E mV mV m m V ''=⨯+-+共………………………………1′ ………………………………2′40294 9D66 鵦33235 81D3 臓|21626 547A 呺\+mq5e33320 8228 舨40017 9C51 鱑22242 56E2 团238678 9716 霖。