2021届江西省景德镇市高三下学期理综物理第二次质检试卷含答案

 高三下学期理综物理第二次质检试卷

一、单项选择题

1.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 某放射性物质的质量越大，其半衰期越大
B. β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子
C. 在α、β、 这三种射线中，α射线的穿透能力最强， 射线的电离能力最强
D. 原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量

2.物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J，那么物块回到斜面底端时的动能为〔  〕 

A. 10J                                       B. 20J                                       C. 30J                                       D. 40J

3.一台小型发电机的原理如下列图，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为1Ω，外接标有灯泡的交流电压表，那么以下说法正确的选项是〔  〕 

A. 电压表的示数为220V                                 B. 线圈转到如甲图所示位置时感应电动势为零
C. 当 时线圈中的磁通量最小为零   D. 当 时线圈中的磁通量最大，为

abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B  ，  ， ，边长 。一个粒子源在b点将质量为m  ， 电荷量为q的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是〔  〕 

A.                                  B.                                  C.                                  D. 

5.中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2021年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕〞、“落〞和“巡〞的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知〔  〕           

B. 探测器在地球外表受到的引力比在火星外表的引力小
C. 火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍
D. 在火星外表发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度

二、多项选择题

6.在粗糙水平桌面上，长为l=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 ， 。当细绳与O点做圆周运动的轨迹相切时，那么以下说法正确的选项是〔  〕 

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
C. 小球做圆周运动的线速度为                     D. 手在运动一周的过程中做的功为

7.在如下列图的电路中，灯泡L的电阻小于电源的内阻r  ， 闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，以下结论正确的选项是〔  〕 

A. 灯泡L变亮                                                           B. 电流表读书变小，电压表读数变大
C. 电源的输出功率变小                                           D. 电容器C上电荷量增多

8. L1、L2两水平线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场高度为h  ， 竖直平面内有质量为m  ， 电阻为R的梯形线框，上、下底水平且底边之比5:1，梯形高2h。该线框从如图位置由静止下落，AB刚进入磁场时和AB刚穿出磁场时的重力等于安培力，在整个运动过程中，说法正确的选项是〔  〕 

A. AB边是匀速直线穿过磁场
B. AB边刚穿出到CD边刚要进入磁场，是匀速直线运动
C. AB边刚穿出到CD边刚要进入磁场，此过程的电动势为
D. AB边刚进入和AB边刚穿出的速度之比为4:1

9.分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，以下说法正确的选项是〔  〕           

A. 物体吸收热量同时对外做功，内能可能不变
B. 布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规那么性
C. 荷叶上的小露珠呈球形是由于液体外表张力的作用
D. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E. 两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大

x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，经过0.2s，M点第一次到达波谷，那么以下判断正确的选项是〔  〕 

A. 质点P的振动频率                              B. 该波的传播速度v=1m/s
C. M点的起振方向沿y
 

三、实验题

11.某同学在?探究弹力和弹簧伸长关系?的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的钩码，测得数据如下表：

〔1〕每根弹簧的原长为________cm，每根弹簧的劲度系数为________N/m；   

〔2〕假设将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。           

A.25N/m            
           

 

12.如图甲所示的一黑箱装置、盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端 

〔1〕为了探测黑箱，某同学进行了以下测量           

a、b间的输出电压
a、b间的电阻  你认为这个同学以上测量中有不妥的有______〔选填字母〕；

〔2〕含有电源的黑箱相当于一个“等效电源〞，a、b是等效电源的两级，为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节电阻箱的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在如下列图的方格纸上建立U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如下列图，并由图求出等效电源的内阻r’=________Ω；由于电压表有分流的作用，采用此测量电路，测得的等效电源的内阻，与真实值相比________〔选填“偏大〞、“偏小〞或“不变〞〕；   

〔3〕现探明黑箱中的电源和电阻如图丙所示，探出电阻R1=1.5Ω、R2=2Ω；推算出黑箱内电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω   

四、解答题

13.高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。男、女演员质量分别为M、m  ， 女演员的出发点与最低点的高度差为 ，重力加速度为g，不计空气阻力，男、女演员均视为质点   

〔1〕求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小；   

〔2〕假设两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？   

14.如下列图，一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里，其边界是以坐标原点O为圆心、半径为R的圆．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小v0、沿x轴正方向射入磁场，恰能从M点离开磁场．不计粒子的重力． 

〔1〕求匀强磁场的磁感应强度大小B；   

〔2〕假设带电粒子从P点以速度大小v0射入磁场，改变初速度的方向，粒子恰能经过原点O  ， 求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向；   

〔3〕在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场，如下列图，与O点相等距离处的电场强度大小相等，方向指向原点O ． 带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场，改变初速度的大小，粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点，求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差U． 

15. A气缸截面积为500cm2  ， A、B两个气缸中装有体积均为104cm3、压强均为105Pa、温度均为27℃的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M，细管容积不计。现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为105Pa，当推力F=1×103N时，求 

①活塞N向右移动的距离是多少；

②B气缸中的气体升温到多少。

R的玻璃板球，O点是半球的球心，虚线OO’表示光轴〔过球心O与半球底面垂直的直线〕。玻璃的折射率为 ，现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出〔不考虑被半球的内外表反射后的光线， 〕求： 

①从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

②距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；

B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；

C．在α、β、 这三种射线中，α射线的电离能力最强， 射线的穿透能力最强，故C错误；

D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。

应选D。

 
【分析】半衰期和物体的质量无关；衰变是来源于原子核内的电子；射线穿透性最强；射线电离性最强。

2.【解析】【解答】由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热40J，所以物块回到斜面底端时的动能为20J。故B正确，ACD错误。

应选B。

 
【分析】利用能量守恒定律可以判别摩擦力做功的大小；结合能量守恒定律可以求出末动能的大小。

3.【解析】【解答】A．根据正弦交流电的有效值等于峰值除以 ，可知感应电动势的有效值为220V，电压表测的是路端电压，由于电源有内阻，所以路端电压和电动势不相等，所以电压表的示数不为220V，故A错误；

B．线圈转到如甲图所示位置时，感应电动势最大，故B错误；

CD．由乙图可知t=0.01s时，感应电动势为零，线圈位于中性面，与磁感线垂直，磁通量最大，由乙图可知周期T=0.02s，由

可得

故C错误，D正确。

应选D。

 
【分析】利用图像峰值结合欧姆定律可以求出电压表的读数大小；峰值面其电动势最大；t=0.01s时电动势最小那么磁通量最大。

4.【解析】【解答】由左手定那么和题意知，沿ba方向射出的粒子在三角形磁场区域内转半周，运动时间最长，半径最大的那么恰与ac相切，轨迹如下列图

由几何关系

由洛仑兹力提供向心力

从而求得最大速度

故BCD错误，A正确。

应选A。

 
【分析】利用几何关系可以求出轨道半径的大小；结合牛顿第二定律可以求出速度的大小。

5.【解析】【解答】A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；

B．根据引力 ，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星外表的重力加速度和地球外表的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球外表受到的引力比在火星外表的引力大，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力，有

可得

因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的 倍，故C错误；

D．在火星外表发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由

得第一宇宙速度公式

可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1： ，所以在火星外表发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。

应选D。

 
【分析】利用火星发生器没有脱离太阳系所以其发射速度大于第二宇宙速度；利用引力的公式结合质量和半径的大小可以比较引力的大小；利用引力提供向心力结合周期的大小可以比较半径的大小；利用引力提供向心力可以比较第一宇宙速度的大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】A．由几何关系可知小球做圆周运动的轨道半径

小球做圆周运动，根据牛顿第二定律

其中

解得

选项A错误；

B．由于

解得

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

解得

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

选项D正确。

应选BCD。

 
【分析】利用牛顿第二定律结合平衡方程可以求出小球向心力的大小；利用牛顿第二定律结合半径可以求出线速度和角速度的大小；利用合力做功等于0可以求出克服摩擦力做功的大小。

7.【解析】【解答】AB．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同，灯泡L中电流减小，电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡L变暗，选项A错误，B正确；

C．当外电路的总电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。虽然灯泡L的电阻小于电源的内阻r  ， 但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定，故电源的输出功率变化情况不确定，应选项C错误；

D．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C上电压增大，电容器C上电荷量增多，选项D正确。

应选BD。

 
【分析】利用动态电路的串反并同结合电阻的变化可以判别电压和电流的变化；结合电容的定义式可以判别电荷量的变化。

8.【解析】【解答】A．AB刚进入磁场时的重力等于安培力，根据安培力公式

AB进入磁场后一段时间内有效切割长度变大，安培力变大，大于重力，使梯形线框减速，因为AB刚穿出磁场时的重力等于安培力，所以AB边是减速直线穿过磁场，故A错误；

B．AB刚穿出到CD边刚要进入磁场过程中，有效切割长度保持不变，由于AB刚穿出磁场时的重力等于安培力，故该过程中安培力一直等于重力，做匀速直线运动，故B正确；

D．设AB边刚进入磁场时速度为 ，AB=l  ， 那么CD=5l  ， 那么

AB边刚进入磁场时重力等于安培力，有

设AB边刚穿出磁场时速度为v1  ， 线框切割磁感应线的有效长度为2l

AB刚穿出磁场时的重力等于安培力有

联立解得

所以D正确；

C．AB边刚穿出到CD边刚要进入磁场过程中，线框做速度为v1的匀速直线运动，切割磁感应线的有效长度为2l  ， 感应电动势为

联立解得

故C正确。

应选BCD。

 
【分析】利用有效长度结合安培力不变可以判别AB边是减速运动；利用机械能守恒结合速度的大小可以判别线圈的运动；利用动生电动势结合有效长度可以求出电动势的大小；利用重力和安培力相等可以求出速度之比。

9.【解析】【解答】A．物体吸收热量同时对外做功，二者相等时，内能不变，故A正确；

B．布朗运动反映了液体分子运动的无规那么性，故B错误；

C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体外表张力的作用，故C正确；

D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确；

E．分子间的作用力假设表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，假设分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，故E错误；

应选ACD。

 
【分析】布朗运动反映的是固体颗粒的运动；两分子间的距离在小于平衡位置时随着距离的变大而变小。

10.【解析】【解答】BC．t＝0时刻波传播到Q点，Q点起振方向沿y轴负方向，在波传播过程中各点的起振方向都相同，那么M点的起振方向也沿y轴负方向；经过t=0.2s，M点第一次到达波谷，可知波的传播速度

故B错误，C正确；

A．由图象可知，波长λ=0.04m，那么波的周期，亦即P质点振动的周期

频率为周期的倒数，即2.5Hz，故A正确；

D．0～1s内质点Q振动了2.5个周期，运动的路程s= ×8cm＝20cm

故D正确；

E．波传播到M点的时间t1＝

那么0～1s内质点M振动了2.25个周期，运动的路程

故E错误。

应选ACD。

 
【分析】利用距离和传播时间可以求出波速的大小；利用波长和波速可以求出周期的大小，利用周期可以求出频率的大小；利用Q点的起振方向可以判别M的起振方向；利用振动的时间结合周期可以求出路程。

三、实验题

11.【解析】【解答】(1)根据力的平衡，有

把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得L0=9cm

k=50 N/m(2)将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x  ， 整体形变量为2x  ， 由F=kx,可得整体的劲度系数

故填A。

 
【分析】〔1〕利用平衡结合胡克定律可以求出原长的大小和劲度系数的大小；
〔2〕利用胡克定律可以求出劲度系数的大小。

12.【解析】【解答】(1)用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，故填B。(2)根据电源的U-I图像纵轴的截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，可得等效电源的电动势为

内阻 该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；利用等效电源分析，即可将电压表与黑箱看成新的等效电源，那么实验中测出的内阻应为原等效电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所以测得的内阻与真实值相比偏小。(3)等效电源的电动势为丙图中ab两端的电压，故

等效电源的内阻为丙图中虚线框内的总电阻，故

解得

 
【分析】〔1〕利用欧姆表不能测量带电源电路的电阻；
〔2〕利用图像的截距和斜率可以求出电动势和内阻的大小；
〔3〕利用欧姆定律可以求出电动势和内阻的大小。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出拉力的大小；
〔2〕利用机械能守恒定律结合动量守恒定律及功能关系可以求出做功的大小。

14.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系可以求出轨道半径的大小；结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；
〔2〕利用圆心角可以求出粒子在磁场中运动的时间；结合几何关系可以判别速度的方向；
〔3〕利用几何关系结合牛顿第二定律和能量守恒定律可以求出粒子初速度和电势差的大小。

15.【解析】【分析】〔1〕利用平衡方程可以求出压强的大小；结合A气体的等温变化状态方程可以求出活塞N移动的距离；
〔2〕利用B气体的等容变化可以求出温度的大小。

16.【解析】【分析】〔1〕利用折射率结合几何关系可以求出距离的最大值；
〔2〕利用折射定律结合三角函数关系及正弦定理可以求出距离的大小。