2021届山西省八校高三上学期理综物理第一次联考试卷含答案

 高三上学期理综物理第一次联考试卷

一、单项选择题

1.用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如下列图，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 甲、乙两种单色光的强度相同
B. 单色光甲的频率大于单色光丙的频率
C. 三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短
D. 三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小

2.M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一质子，质子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如下列图，那么以下说法正确的选项是 〔   〕 

A. M点的场强大于N点的场强                                 B. M、N之间的电场线可能是一条曲线
C. 质子在M点的加速度小于在N点的加速度            D. 电场线方向由N点指向M点

3.曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件如下列图，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，假设P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0        B. 当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0
C. 当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度等于v0    D. 当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度大于v0

4.为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1  ， 总质量为m1  ， 环绕速度为v1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为r2的圆轨道上运动环绕速度为v2  ， 周期为T2  ， 登陆舱的质量为m2  ， 引力常量为G，那么〔    〕           

A. 该星球的质量为                               B. 该星球外表的重力加速度为
C.                                                    D. 

5.如下列图，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2  ， 在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。那么〔    〕 

A. 轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关
B. 轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关
C. 轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关
D. 假设改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变

二、多项选择题

6.如下列图，A、B、C三点组成一边长为l的等边三角形。该空间存在平行于ABC平面的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的粒子仅受电场力作用依次通过A、B、C三点，通过A、C两点的速率均为v0  ， 通过B点时的速率为 ，那么该匀强电场场强E的大小和方向分别是〔   〕 

A. E=               B. E=               C. 方向垂直AC斜向上              D. 方向垂直AC斜向下

7.在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1 kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2 s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。重力加速度 ，那么可知〔   〕 

B. A，B两点的距离为2.4 m
C. 货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8 J
D. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8 J

8.我国研发的磁悬浮高速实验样车在2021年5月23日正式下线，在全速运行的情况下，该样车的时速到达600千米。超导体的抗磁作用使样车向上浮起，电磁驱动原理如下列图，在水平面上相距 的两根平行导轨间，有垂直水平面前等距离分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场的宽度都是 ，相间排列。固定在样车下方宽为 、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方，样车运行过程中所受阻力恒为 ，当磁场以速度v0向右匀速运动时，以下说法正确的选项是〔    〕 

A. 样车速度为零时，受到的电磁驱动力大小为
B. 样车速度为零时，线圈的电热功率为
C. 样车匀速运动时，克服阻力做功的功率为
D. 样车匀速运动时，速度大小为

9.图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B. 在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C. 从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D. 从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E. 质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt〔国际单位〕

三、实验题

2。 

〔1〕测得小铁块的质量m=0.50kg，那么小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=________。〔结果保存三位有效数字〕   

〔2〕以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力________。〔填“越来越大〞“越来越小〞或“不变〞〕   

〔3〕假设固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，那么至少需要________N的推力才能推动小铁块。   

11.某同学要测定电阻约为200Ω的圆柱形金属材料的电阻率，实验室提供了以下器材： 

待测圆柱形金属Rx；

电池组E〔电动势6V，内阻忽略不计〕；

电流表A1〔量程0~30mA，内阻约100Ω〕；

电流表A2〔量程0~600μA，内阻2000Ω〕；

滑动变阻器R1〔阻值范围0~10Ω，额定电流1A〕

电阻箱R2〔阻值范围0~9999Ω，额定电流1A〕

开关一个，导线假设干。

〔1〕先用螺旋测徽器测出该金属材料的截面直径，如图甲所示，那么直径为________mm，然后用游标卡尺测出该金属材料的长度，如图乙所示，那么长度为________cm。   

〔2〕将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为6V的电压表，那么电阻箱接入电路的阻值为________Ω。   

〔3〕在如图内所示的方框中画出实验电路图，注意在图中标明所用器材的代号。   

〔4〕调节滑动变阻器滑片，测得多组电流表A1、A2的示数I1、I2  ， 作出I2-I1图像如图丁所示，求得图线的斜率为k=0.0205，那么该金属材料的电阻Rx=________Ω。〔结果保存三位有效数字〕   

〔5〕该金属材料电阻率的测量值________〔填“大于〞“等于〞或“小于〞〕它的真实值。   

12.在“用油膜法估测分子大小〞的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再参加酒精后得到250m的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面到达量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如下列图。坐标格的正方形大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是________cm2〔结果保存两位有效数字〕，由此估算出油酸分子的直径是________m〔结果保存一位有效数字〕。 

四、解答题

13.如下列图，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，磁场的磁感应强度大小为 ，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计。求： 

〔1〕粒子a从P点出发到达Q点的时间t；   

〔2〕匀强电场的电场强度E的大小。   

14.如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器．水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝2m，木板的上外表的最右端放置一个静止的小滑块P1  ， 小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.2．另有一个质量m2＝1kg的小滑块P2  ， 从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为 N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短．〔不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2  ， cos53°＝0.6〕．求： 

〔1〕求小滑块P2经过C处时的速度大小；   

〔2〕求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？   

〔3〕假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系．   

15.如下列图，导热缸体质量M=10kg，气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花板上。轻质活塞封闭一定质量的理想气体〔气体重力不计〕，环境温度为T1=300K时，被封气柱长度 cm，缸口离天花板高度h=1cm，活塞与缸壁间无摩擦，活塞横截面积S=1×10-2m2  ， 大气压强p0=1.0×105Pa且保持不变，重力加速度g=10m/s2.求： 

①环境温度降到多少时缸口恰好接触天花板；

②温度降到多少时天花板对缸体的压力等于缸体重力〔缸口与天花板接触点不完全密闭〕。

16..如下列图，一个截面为半圆的玻璃砖，O为圆心，MN是半圆的直径，它对红光和紫光的折射率分别为n1、n2  ， 与直径平行放置一个光屏AB，AB与MN的距离的为d．现有一束由红光和紫光组成的复色光从P点沿PO方向射入玻璃砖，∠PON=45°．试问： 

〔1〕.假设红光能从MN面射出，nl应满足什么条件？   

〔2〕.假设两种单色光均能从MN面射出，它们投射到AB上的光点间距是多大？   

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A、甲乙两种单色光对应的遏止电压相同，那么两种光的频率相同，但加正向电压时甲的饱和电流更大，说明甲光的光更强；A不符合题意.

B、D、由光电效应方程 和 可知遏止电压越大时，对应的光的频率越大，故 ；三种光照射同一金属，飞出的光电子的最大初动能关系为 ；B，D均错误.

C、光在同种介质中传播的速度相同，由 可得， ；C符合题意.

故答案为：C.

 
【分析】利用遏止电压可以判别光的频率大小；利用饱和电流的大小可以比较光照的强度；利用频率的大小可以比较波长的大小；利用频率的大小可以比较最大初动能的大小。

2.【解析】【解答】A．Ep一x图像斜率的变化反映了电场力的变化，所以M点的场强大于N点的场强，A项符合题意；

B．电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，电场线一定是直线，B项不符合题意；

C．因为M点场强大于N点场强，所以质子在M点受到的电场力大于N点受到的电场力，质子在M点的加速度大于在N点的加速度，C项不符合题意；

D．由M到N质子的电势能减小，所以M点电势高于N点电势，所以电场线方向由M指向N，D项不符合题意.

故答案为：A

 
【分析】利用斜率大小可以比较场强的大小；由于电荷在电场力作用下运动所以轨迹是直线；利用场强的大小可以比较加速度的大小；利用电势能的大小结合电性可以判别电场线的方向。

3.【解析】【解答】AB．当OP与OQ垂直时，设∠PQO=θ，此时活塞的速度为v，将P点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度；将活塞的速度v分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度，那么此时v0cosθ=vcosθ，即v=v0  ， A符合题意，B不符合题意；

CD．当OPQ在同一直线时，P点沿杆方向的速度为零，那么活塞运动的速度等于0，CD不符合题意；

故答案为：A

 
【分析】利用速度的分解结合P的速度大小可以求出活塞的速度大小。

4.【解析】【解答】由 和

A．该星球的质量为

A不符合题意；

B．由

星球的半径R未知，不能求解其外表的重力加速度，B不符合题意；

C．由表达式可知

C不符合题意；

D．由表达式可知

D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度、周期的比值及该星球的质量；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小。

5.【解析】【解答】ABC．以物体A、B及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得

解得

再隔离对B分析，根据牛顿第二定律得

解得

那么知绳子的拉力与斜面倾角 无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量m1和m2有关，C符合题意，AB均错误；

D．假设改用F沿斜面向下拉连接体，以物体A、B及轻绳整体为硏究对象，根据牛頓第二定律得

解得

再隔离对A分析，根据牛顿第二定律得

解得

可知轻绳拉力的大小改变，D不符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】利用整体的牛顿第二定律结合B的牛顿第二定律可以求出拉力的大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】AB.据题意可知AC为该匀强电场的等势线，因从A到B电场力对粒子做负功，且粒子带正电，可知电场方向垂直AC斜向上，据动能定理可得

解得 ，A不符合题意B符合题意。

CD. 据题意可知AC为该匀强电场的等势线，因从A到B电场力对粒子做负功，且粒子带正电，可知电场方向垂直AC斜向上，C符合题意D不符合题意。

故答案为：BC

 
【分析】利用动能定理结合等势线可以求出电场强度的大小；利用电场力做功结合粒子的电性可以判别电场的方向。

7.【解析】【解答】A、在 时间内，货物的速度小于传送带速度，货物受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律有 ，由图乙可得 ，货物加速到与传送带速度相等后，在 时间内，货物速度大于传送带速度，故有 ，由图乙可得 ，联立解得 ， ，A符合题意；

B、v–t图象与t轴所围的面积表示位移，货物的位移等于传送带的长度，由图乙可知传送带的长度为 ，B不符合题意；

C、货物受到的摩擦力为 ， 时间内的位移为 ，对货物受力分析知摩擦力沿传送带向下，摩擦力对货物做正功， ，同理  时间内，货物的位移为 ，摩擦力沿传送带向上，对货物做的负功为 ，所以整个过程，传送带对货物做功的大小为12 J–0.8 J=11.2 J，C不符合题意；

D、货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对路程， 时间内，传送带的位移为 ， 时间内，传送带的位移为 ，总相对路程为 ，货物与传送带摩擦产生的热量为 ，D符合题意。

故答案为：AD

 
【分析】利用牛顿第二定律结合加速度大小可以求出动摩擦力因素的大小；利用面积可以求出位移的大小；利用摩擦力乘以位移可以求出传送带做的功；利用相对位移可以求出摩擦生热的热量大小。

8.【解析】【解答】A．当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时，线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势

由闭合电路欧婿定律可知，线框中的感应电流

样车受到的安培力即电磁驱动力

联立解得

A符合题意；

B．样车速度为零时，线圈的电热功率

B不符合题意；

CD．设样车匀速运动的速度为当样车以速度v匀速运动时，线框前后边切割磁感线的速度为v0-v，产生的总感应电动势

由闭合电路欧姆定律可知，线框中的感应电流

样车受到的安培力即电磁驱动力

由平衡条件有

联立解得

克服阻力做功的功率

D不符合题意，C符合题意。

故答案为：AC。

 
【分析】利用动生电动势的表达式结合安培力的表达式可以求出电磁驱动力的大小；利用功率的表达式可以求出电功率的大小；利用平衡条件结合功率的表达式可以求出匀速运动的阻力功率的大小及速度的大小。

9.【解析】【解答】A．由y－t图象可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，A不符合题意；

C．由y－t图象可知，波的振动周期T＝0.2 s，由y－x图象可知λ＝8 m，故波速v＝ ＝40 m/s，

根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，那么波在0.10 s到0.25 s内传播的距离Δx＝vΔt＝6 m，

C符合题意；

B．t＝0.25s时，波形图如下列图，

此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，B符合题意；

D．由Δt＝0.15 s＝ T，

质点P在其中的 T内路程为20 cm，在剩下的 T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，D不符合题意；

E．由y－t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为y＝0.10·sin t〔m〕＝0.10sin 10πt〔m〕，

选项E符合题意．

故答案为：BCE

 
【分析】利用振动图像可以判别Q的运动方向；利用图像信息可以求出波长和周期、波速的大小；利用质点的运动时间和周期的大小可以判别质点的位置及运动的方向和路程大小；利用运动时间和波速可以求出传播的距离；利用振幅和周期可以求出简谐运动的表达式。

三、实验题

10.【解析】【解答】(1)由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力 ，由 解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.204.(2)由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。(3)由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力

所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。

 
【分析】〔1〕动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因素的大小；
〔2〕利用摩擦力大小与速度无关可以判别摩擦力大小不变；
〔3〕利用最大静摩擦力大小可以判别需要的推力大小。

11.【解析】【解答】(1)根据螺旋测微器读数规那么，固定刻度读数为9mm，可动刻度局部读数为20.3×0.01mm，所以金属材料的直径为d=9mm+0.203mm=9.203mm；根据游标卡尺读数规那么，金属材料的长L=10.4cm+0.005cm=10.405cm。(2)改装后电压表量程为U=6V，由I2g〔r2g+R2)=U

解得R2=8000Ω即电阻箱接入电路的阻值为8000Ω。(3)由于待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，所以需要设计成滑动变阻器分压接法，将电阻箱与电流表A2串联后并联在待测电阻两端，由于改装后的电压表内阻，所以采用电流表外接法。

；(4)由并联电路规律可得I2〔r2g+R2)=(I1-I2〕Rx

变形得

由

解得金属材料的电阻Rx=209Ω。(5)由于测量电路无系统误差，金属材料的电阻测量值等于真实值，可知金属材料的电阻率测量值等于真实值。

 
【分析】〔1〕利用螺旋测微器及游标卡尺结构可以读出对应的读数；
〔2〕利用表头的参数结合串联电路的特点可以求出串联的电阻大小；
〔3〕由于改装后的电压表知道内阻大小所以电流表A1使用外接法；滑动变阻器使用分压式接法；
〔4〕利用并联的欧姆定律结合图像斜率可以求出电阻的大小；
〔5〕利用电表没有分流可以判别测量值等于真实值。

12.【解析】【解答】2滴溶液中含有纯油酸的体积

观察油膜，大于或等于半格的算一格，小于半格的舍弃，数出小方格个数为60，乘以小方格面积2cm×2cm=4cm2  ， 可估算出油膜面积为S=60×4cm2=2.4×102cm2把油膜视为单分子油膜，油膜厚度为分子直径，由V=dS得出油酸分子的直径d=8×10-10m

 
【分析】利用表格格数可以求出外表积大小；利用体积除以外表积可以求出分子的直径。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律结合圆心角的大小可以求出运动的时间；
〔2〕利用类平抛的位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小。

14.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律可以求出速度的大小；
〔2〕利用动能定理结合平抛运动的位移公式可以求出水平距离和竖直距离的大小；
〔3〕利用动量守恒和机械能守恒定律结合摩擦力和相对位移的大小及质量的关系可以判别热量和质量之间的关系。

15.【解析】【分析】〔1〕利用理想气体的等压变化可以求出温度的大小；
〔2〕利用初态的平衡方程结合末态的平衡方程可以求出气体压强的大小，结合理想气体的状态方程可以求出温度的大小。

16.【解析】【分析】〔1〕当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时，光线会发生全反射，结合临界条件求出折射率；
〔2〕〔1〕根据不同频率的光对应的折射率，利用折射定律求解各自的折射角，进而求出光点间距。