2021届四省八校高三上学期第二次质检理综物理试题

2020届四省八校高三上学期第二次质检理综物理试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．在平直公路上有甲、乙两汽车同向行驶，两车在0~t 2时间内的v-t 图像如图所示。

已知两车在t 1时刻并排行驶，下列说法正确的是
A ．甲车的加速度越来越小
B ．在0~t 2时间内，甲车的平均速度等于
122
v v + C ．在0时刻，甲车在乙车后面
D ．在t 2时刻，甲车在乙车前面
2．如图（俯视图），在竖直向下、磁感应强度大小为2T 的匀强磁场中，有一根长0.4m 的金属棒ABC 从中点B 处折成60°角静置于光滑水平面上，当给棒通以由A 到C 、大小为5A 的电流时，该棒所受安培力为
A ．方向水平向右，大小为4.0N
B ．方向水平向左，大小为4.0N
C ．方向水平向右，大小为2.0N
D ．方向水平向左，大小为2.0N
3．如图，质量为m =2kg 的物体在θ=30°的固定斜个面上恰能沿斜面匀速下滑。

现对该物体施加水平向左的推力F 使其沿斜面匀速上滑，g=10m/s 2，则推力F 的大小为（ ）
A N
B N
C ．
D ．N 3
4．如图，劲度系数为400N/m 的轻弹簧一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块的顶端O
处，另一端拴一质量为m 的小球。

当楔形滑块以大小为a =3g 的加速度水平向右运动时，弹簧的伸长量为（取g=10m/s 2）（ ）
A B C ．1.25cm D ．2.5cm 5．用波长为187.5nm 的光照射阴极材料为钨的光电管，测量得到遏止电压为2.09V 。

已知普朗克常量为6.63×
10-34J·s ，真空中的光速为3×108m/s ，e=1.6×10-19C ，氢原子能级示意图如图所示。

保持反向电压为2.09V ，改用处于基态（n =1）的氢原子激发后辐射出的光子照射，为了使光电流不为零，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A ．4.54eV
B ．6.63eV
C ．10.20eV
D ．12.09eV
二、多选题 6．卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。

若已知引力常量，下列说法正确的是（ ）
A ．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度
B ．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量
C ．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度
D ．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度
7．如图所示，两条平行的光滑导轨水平放置(不计导轨电阻)，两金属棒垂直导轨放置在
导轨上，整个装置处于竖在向下的匀强磁场中．现在用水平外力F 作用在导体棒B 上，使导体棒从静止开始向有做直线运动，经过一段时间，安培力对导体棒A 做功为1W ，导体棒B 克服安培力做功为2W ，两导体棒中产生的热量为Q ，导体棒A 获得的动能为k E ，拉力做功为F W ，则下列关系式正确的是
A ．1k W E =
B ．21k W W E =+
C ．2k W Q E =+
D ．F k W Q
E =+ 8．如图，从倾角为45°的足够长斜面顶端垂直于斜面向上抛出一质量为m 的物体（可视为质点），物体初速度大小为v ，受到水平向右、大小与物体重力相等的水平风力作用，重力加速度为g ，不计空气阻力，从抛出开始计时，下列说法正确的是
A ．物体距斜面的最远距离为2
2g
B ．以抛出点所在水平面为零势能面，物体重力势能的最大值为2
4
mv
C ．经过时间g
，物体回到斜面
D
9．下列关于热学现象的说法，正确的是 。

A ．在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈
B ．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象
C ．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力
D ．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面 E.同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小
10．下列关于振动和波的说法，正确的是。

A．声波在空气中传播时，空气中各点有相同的振动频率
B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动
C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射
D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大
E.为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光
三、实验题
11．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。

(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足M m。

(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码
的总质量较小时，可能不满足M m的情况，此时加速度a与1
M
的关系图像正确的是
___________。

A．B．C．
D．
12．为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。

(1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为___________mm，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示，为___________cm。

(2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与________有关，并且电阻率随该物理量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。

(3)若把该金属导体与一阻值为4.0Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V 、内阻为1.0Ω的电源两端，该金属导体的热功率为___________W 。

（保留两位有效数字）
四、解答题
13．如图，在xOy 平面直角坐标系中，第一象限有一垂直于xOy 平面向里的匀强磁场，第二象限有一平行于x 轴向右的匀强电场。

一重力可忽略不计的带电粒子，质量为m ，带电荷量为q ，该粒子从横轴上x =－d 处以大小为v 0的速度平行于y 轴正方向射入匀强电场，从纵轴上y =2d 处射出匀强电场。

(1)求电场强度的大小；
(2)已知磁感应强度大小0mv B qd
，求带电粒子从x 轴射出磁场时的坐标。

14．如图，滑块A 和木板B 的质量分别为m A =1kg 、m B =4kg ，木板B 静止在水平地面上，滑块A 位于木板B 的右端，A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.5，木板与地面间的动摩擦因数
μ2=0.1.长L=0.9m的轻绳下端悬挂物块C，质量m C=1kg，轻绳偏离竖直方向的角度 =60°。

现由静止释放物块C，C运动至最低点时恰与A发生弹性正碰，A、C碰撞的同时木板
B获得3m/s、方向水平向右的速度，碰后立即撤去物块C，滑块A始终未从木板B上
滑下。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.不计空气阻力，A和C
可视为质点，求：
(1)C与A碰撞前瞬间轻绳的拉力；
(2)木板的最小长度；
(3)整个运动过程中滑动摩擦力对滑块A做的功及A、B间因摩擦产生的热量。

15．一U形管竖直放置，管内横截面积处处相等，左管绝热且上端封闭，右管导热且用活塞封闭。

活塞a、b、c为厚度可忽略的光滑轻活塞，a隔热，b、c导热，a、b活塞下方为水银，上方为空气（可视为理想气体）。

初始时，两空气柱和环境温度均为27℃，管内水银柱和空气柱长度如图所示。

缓慢向下推动活塞c，直至a、b活塞处于同一高度为止。

测量发现左侧空气柱温度升高5℃。

已知大气压强p0=76.0cmHg。

（计算结果保留一位小数）
(1)求温度升高后左侧空气柱的压强；
(2)求c活塞向下推动的距离。

16．如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°．一束光线平行于
底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．
（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A ．根据v-t 图象的斜率表示加速度，知甲车的加速度越来越大，故A 错误；
B ．在0～t 2时间内，甲车的位移大于初速度为v 1、末速度为v 2的匀减速直线运动的位移，则甲车的平均速度大于122
v v +，故B 错误； C ．根据v-t 图象的面积等于位移，在0-t 1时间内，x 甲＞x 乙，两车在t 1时刻并排行驶，则在0时刻，甲车在乙车后面，故C 正确；
D ．在t 1-t 2时间内，x 乙＞x 甲，则在t 2时刻，甲车在乙车后面，故D 错误。

故选C 。

2．D
【详解】
金属棒的有效长度为AC ，根据几何知识得L =0.2m ，根据安培力公式得
F=BIL =2×5×0.2=2N
根据左手定则可判定安培力水平向左，故ABC 错误，D 正确；
故选D 。

3．C
【详解】
无F 时，恰能沿斜面下滑，有
mg sinθ=μmg cosθ
则有
tan θμ== 有F 时，沿下面匀速上滑，对物体进行受力分析如图所示
有
F cosθ=mg sinθ+μ（mg cosθ+F sinθ）
F （cosθ-μsinθ）=2mg sinθ
解得
2sin
cos sin mg F θθμθ
=
=- 故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

4．D
【详解】 当小球和斜面间的弹力为零时，设此时的加速度大小为a 0，则由牛顿第二定律，有
0tan mg ma θ
=
代入数据得 a 0=g
故当滑块以a =3g 的加速度水平向右运动时，由a ＞a 0，知小球此时离开斜面，根据受力分析，结合力的合成与分解，可得
F ==
根据胡克定律有
F=kx
联立代入数据得
x =2.5×10-2m=2.5cm
故ABC 错误，D 正确；
故选D 。

5．C
【详解】
由光电效应方程
eU c =E Km =hγ-W 0…①
又
hγ0=W 0…②
又
hc
γλ
＝
…③
由①②③式代入数据可得
hγ0=4.54eV
则光子的能量值最小为4.54eV+2.09eV=6.63eV ，用处于基态（n =1）的氢原子激发后辐射出的光子照射，电子只需要从基态跃迁到n =2的能级即可，所以为了使光电流不为零，最少应给氢原子提供的能量
E min =E 2-E 1=-3.40eV-（-13.60eV ）=10.20eV ．
故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

6．ACD 【详解】
A ．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知
2 GMm
mg R
＝ 解得
G
gR M 2
= 34M g
V RG
ρπ=
＝
可以求出火星密度，故A 正确；
B ．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B 错误；
C ．金星绕太阳公转
222()Mm G
m r r T
π= 解得太阳的质量
23
2
4r M GT π=
太阳半径R 已知，则表面重力加速度
232224GM r g T R
R π==
故C 正确；
D ．月球绕地球做匀速圆周运动
222()Mm G
m r r T
π= 可求解地球的质量M ，地球表面重力加速度g 已知，根据黄金代换式GM=gR 2，可以求出地球半径R ，根据
v =可以求出地球的第一宇宙速度，故D 正确。

故选ACD 。

7．AC 【解析】 【详解】
导体棒A 在水平方向上只受到安培力作用，故根据动能定理可得1k W E =，A 正确；设B 棒的动能变化量为'k E ，则对B 分析，由动能定理可得2'F k W W E -=①，将两者看做一个整体，由于安培力是内力，所以整体在水平方向上只受拉力作用，根据能量守恒定律可得
'F k k W E E Q =++②，联立①②解得2k W Q E =+，由于'F k k k W E E Q Q E =++>+，所
以C 正确BD 错误． 8．BD 【详解】
AC ．根据题意可知，物体受竖直向下的重力和与重力等大的水平向右的风力，则物体受到的合外力沿着斜面向下，与初速度方向相互垂直，物体做类平抛运动，无法落在斜面上，并且离斜面的距离越来越远，故AC 错误； B ．物体在竖直方向上上升的最大高度为
22sin45=24()v v h g g
︒＝
则重力势能的最大值为
2
4
mp mv E mgh ＝＝ 故B 正确；
D ．物体重力势能最大时，竖直方向的速度为0，所用时间为
sin 4522v t g g
＝
＝
水平方向的速度为
cos45x v v gt =︒+
所以水平风力的瞬时功率为
x P Fv ==
故D 正确。

故选BD 。

9．BDE 【详解】
A ．在加热时发现花椒粉在翻滚，该运动是由水的翻滚引起的，不是布朗运动，故A 错误；
B ．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象，故B 正确；
C ．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是因为玻璃板受到水分子的分子引力，故C 错误；
D ．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面，只是飞离液面的分子数与进入液面的分子数相等，故D 正确；
E ．干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度 小于干泡所示的温度。

干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，表明该环境相对湿度越小，空气越干燥。

故E 正确。

故选BDE 。

10．ACE 【详解】
A ．声波在空气中传播时，根据波的形成原理可知，空气中各点有相同的振动频率，故A 正确；
B ．水波在水面上传播时，水面上各点不会随着波传播方向而移动，故B 错误；
C ．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生明显的衍射现象，故C 正确；
D ．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某点相遇时，则该质点位移此时最大，然后会变小，当平衡位置相遇时，则位移为零，故D 错误；
E ．根据干涉条纹间距公式d
x L
λ∆＝，可知，为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光，即波长变长，故E 正确。

故选ACE 。

11．需要 不需要 D 【详解】
(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；
(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M ≫m ，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；
(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m 不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M ≫m 的情况时，虽然控制F 不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a 与
1
M
的图象斜率减小，故ABC 错误，D 正确。

12．0.600 2.060 温度 增大 0.45 【详解】
(1)[1]．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为
d =0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm
[2]．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为
L =20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm
(2)[3][4]．由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大； (3)[5]．电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，有
U =E -I （R +r ）=3.0-（4.0+1.0）I =3-5I
在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I 图象，两图象的交点坐标值为：U =1.5V ，I =0.3A 灯泡功率为
P=UI =1.5V×0.3A=0.45W
13．(1)2
2mv E qd
＝；(2)（2d ，0）
【详解】
(1)在第一象限内，y 方向匀速直线运动，x 方向匀加速运动，则
2d =v 0t
21
2
d at ＝
根据牛顿第二定律有
qE=ma
解得
202mv E qd
＝
(2)粒子出电场时
v x =at =v 0
0v
令v 与y 轴正方向的夹角为α
tan 1x
v v α＝
＝ α=45°
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
2v qvB m r
＝
r d
如图
根据几何知识可知带电粒子射出磁场时
x =2d
所以带电粒子从x 轴射出磁场时的坐标为（2d ，0）。

14．(1)20N ；(2)2.4m ；(3)-4J ，12J 。

【详解】
(1)C 下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
2
11cos602
C C
C m g v L m -︒=
（） A 、C 碰撞前，对C ，由牛顿第二定律得
2C C
C T m g m v L
-= 代入数据解得
T =20N
(2)A 、C 发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
m C v C =m C v C ′+m A v A
由机械能守恒定律得
2'22
111 222
C C C C A
A v m v m m v +＝ 由牛顿第二定律对A ：
μ1m A g=m A a A
对B
μ1m A g +μ2（m A +m B ）g =m B a B
A 、
B 共速前B 一直向右做匀减速直线运动，A 先向左匀减速，再向右匀加速，共速后二者不再发生相对滑动，以向右为正方向； 对A
21
2
A A A x v t a t =-+
v =-v A +a A t
对B
21
2
B B B x v t a t =-
v=v B -a B t
木板最小长度为
L =x B -x A
代入数据解得
L =2.4m
(3)滑动摩擦力对A 做功
W f =-μ1m A x A
代入数据解得
W f =-4J
A 、
B 间因滑动摩擦产生的热量为
Q =μ1m A gx 相对=μ1m A gL
代入数据解得
Q =12J
15．(1)116.6cmHg ；(2)8.5cm 【详解】
(1)左管内气体初状态：p 1=86cmHg ，V 1=20cm•S ，T 1=300K a 、b 活塞等高时状态：p 1′=？，V 1′=15cm•S ，T 1′=305K 由理想气体状态方程得
111111 p V p V T T ''='
解得
p 1′≈116.6cmHg
(2)右管内气体初状态：p 2=76cmHg ，V 2=10cm•S a 、b 活塞等高时状态：p 2′=p 1′≈116.6cmHg ，V 2′=？ 根据玻意耳定律得
p 2V 2=p 2′V 2′
解得
V 2′≈6.5cm•S
故活塞下降的距离为
h =10-（6.5-5）=8.5cm
16．（1（2）sin i ' 【详解】
（1）光路图及相关量如图所示．光束在AB 边上折射，由折射定律得
sin sin i
n α
=…………① 式中n 是棱镜的折射率．由几何关系可知
α+β=60°…………②
由几何关系和反射定律得
=30B ββ'=∠=︒…………③
联立①②③式，并代入i =60°得
n =
（2）设改变后的入射角为i '，折射角为α'，由折射定律得
sin sin i n α'
'
=…………⑤ 依题意，光束在BC 边上的入射角为全反射的临界角c θ，且
c sin 1
n
θ=
…………⑥ 由几何关系得
c '30αθ=+︒…………⑦
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为
sin i '…………⑧。