2021东北师大附中高三下学期第五次模拟考试理科综合物理试题含答案

东北师大附中2021届第五次模拟考试

高三理科综合能力测试物理试题

组题人：高三理科综合学科组2021年5月28 日

注意事项：

1．本试卷分第 I 卷（选择题）和第 II 卷（非选择题）两部分，满分300 分，考试时间  150min；

2．请在答题卡的指定位置上填写姓名、考号，并将条形码贴在相应位置；

3．第 I 卷（选择题）答案填涂在答题卡相应位置，第 II 卷（非选择题）答案填写在答题卡上；

4．请仔细审题、认真做答。

第 I 卷

二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 14～18题只有一项符合题目要求，第 19～21 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。请仔细审题，认真做答。

14． 如图所示是描述原子核核子的平均质量 m 与原子序数 Z 的关系曲线，由图可知下列说法正确的是

A．原子核 A 比原子核 F 的比结合能大

B．原子核 D 比原子核 F 更稳定

C．由原子核 A 分裂出原子核 B 、 C 的过程一定释放能量

D．由原子核 D 、 E 结合出原子核 F 的过程一定吸收能量

15．如图所示，一个劲度系数为 k 的轻质弹簧竖直放置，弹簧上端固定一质量为 2m 的物块 A，弹簧下端固定在水平地面上。一质量为 m 的物块 B，从弹簧的正上方由静止开始下落，与物块A 接触后粘在一起向下压缩弹簧。从物块 B 刚与 A 接触到弹簧压缩到最短的整个过程中（弹簧保持竖直，且在弹性限度内形变），下述说法中正确的是

A．物块 B 的动能先减小后增加又减小

B．物块 A 与物块 B 组成的系统动量守恒

C．物块 A 与物块 B 组成的系统机械能守恒

D．物块 A、物块 B 和弹簧组成的系统机械能守恒

16．如图为远距离输电的电路原理图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2 ，电压分别为U1、U2，电流分别为 I1、I2，输电线上的电阻为 R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是

A．           B．

C．         D．

17．伽利略在研究变速运动问题时，坚信自然界的规律是简洁明了的。他从这个信念出发，猜想自由落体也一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算“均匀”呢？他考虑了两种可能：第一种是在相等时间内速度的增量相等，第二种是在相等位移内速度的增量相等。下列哪个是第二种匀变速运动的

v— t 图像

18．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿 x 方向通过霍尔元件的电流 I 不变，当物体沿 z 轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度 B 不同，霍尔元件将在 y 轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压 UH。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为 0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标 z 成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是

A．该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向

B．该仪表的刻度线是不均匀的

C．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当∆z >0时，上表面电势高

D．电流 I 越大，霍尔电压 UH越大

19．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为ν 的普通光源照射阴极 K，没有发生光电效应，换用同样频率 ν 的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e 为电子电荷量）

A．                B．



C．               D．

20．2020 年 12 月 17 日“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道示意图如图所示，轨道 1 是贴近月球表面的圆形轨道，轨道 2 和轨道 3 是变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道 1 相切于 A 点。A 点是轨道 2 的近月点，B 点是轨道 2 的远月点，“嫦娥五号”在轨道 1 上的运行速率约为 1.7km/s。不计变轨中“嫦娥五号”的质量变化，不考虑其他天体的影响，下列说法中正确的是

A．“嫦娥五号”在轨道 2 经过 A 点时的加速度等于在轨道 1 经过 A 点时的加速度

B．“嫦娥五号”在轨道 2 经过 B 点时的速率可能大于 1.7 km/s

C．“嫦娥五号”在轨道 3 上运行的最大速率大于其在轨道 2 上运行的最大速率

D．“嫦娥五号”在轨道 3 所具有的机械能小于其在轨道 2 所具有的机械能

21．如图所示，足够长的粗糙斜面固定于竖直向下的匀强电场 E 中，两个带等量正电荷的物体 A和B（不计A、B 间的静电力作用）用质量不计的轻弹簧直接相连，A 的质量是 B 的质量的2 倍，在恒力 F 作用下沿斜面向上以 2m/s 的速度做匀速直线运动，A、B 与斜面间的动摩擦因数分别为μ1 、μ2 且μ1＞μ2 ，物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。某时刻轻弹簧突然断开，B 在恒力 F 的作用下继续前进，A 最后静止在斜面上，则

A．A 静止时，B 的速度的大小为 6m/s

B．若考虑 A、B 间静电力作用，则弹簧断开后到 A 静止前，A 和 B 组成 系统动量不守恒

C．轻弹簧断开瞬间，A 物体加速度为零

D．若轻弹簧断开后，再撤去恒力 F ，最终 B 有可能会静止在斜面上

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 38 题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：11 题，共 129 分。

22．（6 分）

小兵同学设计如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从 A 点自由下

落，下落过程中经过 A 点正下方的光电门 B 时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 t，当地的重力加速度为 g。为了验证机械能守恒定律，该实验准备了如下器材：铁架台、夹子、小铁球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（20 分度）、毫米刻度尺。

（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图丙所示，则其直径为 d＝_________cm。

（2）调整 AB 之间距离 h，记录下小铁球通过光电门 B 的时间 t，多次重复上述过程，作出随 h 的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率 k＝_________。

（3）在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为 k′（k′＜k），则实验过程中小球

重力 mg 与所受的平均阻力 f 的比值（用 k′、k 表示）。

23．（9 分）

小岩同学将废弃不用的玩具电源拆开，发现内部有一个变压器，她想在不拆变压器绕线的前

提下测量其初级线圈的直流电阻，先用多用电表欧姆挡测得阻值约 400Ω，然后再用伏安法精确测量其直流电阻。现有器材如下：

电流表 A1（量程 20mA，内阻 r1 约为 3Ω，读数记为 I1 ）；

电流表 A2（量程 5mA，内阻 r2 ＝20Ω，读数记为 I2 ）；

电压表 V（量程 15V，内阻 RV 约为 15KΩ，读数记为 U）；

定值电阻 R1＝580Ω；

定值电阻 R2＝1180Ω；

滑动变阻器 R（0～1000Ω）；

蓄电池 E（电动势 6V，内阻很小）、 开关、导线若干。

（1）小岩利用以上的部分器材设计了如图 1 所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地

方：_________。

（2）请利用提供的器材在图 2 的方框中画出改进后的电路图，并标出各器材的代号。

（3）测量初级线圈的电阻表达式为 RL＝_________（本结果均用题中所给的字母表示）。

（4）关于实验操作下列说法正确的是_________。

A．如图 2，闭合 K1前，应将滑动变阻器划片滑至最左端

B．调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数

C．实验结束拆除电路时应先断开 K2，稍等一会儿再断开K1

24．（12 分）

图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。图乙是利用这种发电机给

平行金属板电容器供电的示意图。已知铜盘的半径为 R，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为 B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2（大小未知）的匀强磁场。已知重力加速度为g。

（1）求电容器两极板间的电压 U；

（2）若有一带负电的小球以速度v0从电容器两板中间水平向右射入，并在复合场中做匀速

圆周运动又恰好从极板右侧射出，求小球的电量与质量之比及磁感应强度B2的大小。

25．（20 分）

如图所示，甲、乙两滑块的质量分别为 1kg、2kg，放在静止的足够长的水平传送带上，两

者相距 2m，与传送带间的动摩擦因数均为 0.2。t＝0 时，甲、乙分别以 6m/s、2m/s 的初速度开始沿同一直线向右滑行。重力加速度 g 取 10m/s2，求：

（1）甲、乙经过多长时间发生碰撞；

（2）甲、乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），则两滑块最终静止时，相距的距离为多大；

（3）若从 t＝0 时，传送带以v0＝4m/s 的速度向右做匀速直线运动，求在 0～1s 内，电动机为维持传送带匀速运动而多做的功。

（二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答，并用 2B 铅笔在答题纸上把所选题目的题号涂黑。注意所做的题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题记分。

33．[物理——选修 3-3]（15 分）

（1）（5 分）下列说法正确的是___________。

A．在一定温度下，饱和气的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的

B．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章的组合而成的，所以多晶体是各向同性的

C．分子间的距离r>r 0 时，分子力表现为引力，分子势能随 r 的增大而减小

D．水凝结成冰后，分子的热运动会停止

E．物体的体积变化时，分子间的距离将发生变化，因而分子势能随之改变

（2）（10 分）

如图所示为长庆胡同某住宅小区二次供水系统示意图，压力罐甲、乙与水泵连接，两罐为容积相同的圆柱体，底面积为 0.6m2，高为 0.8m，开始两罐内只有压强为 1.0×105 Pa 的气体，阀门K1、K2关闭，现启动水泵向甲罐内注水，当甲罐内气压达到 2.4×105Pa 时，水泵停止工作，当甲罐内气压低于 1.5×105 Pa 时，水泵启动，求：

（i）甲罐内气压达到 2.4×105 Pa 时，注入水的体积；

（ii）打开阀门 K1 ，水流入乙罐，达到平衡前水泵是否启动。

34．[物理——选修 3-4]（15 分）

（1）（5 分）下列说法正确的是____________。

A．为了更好的满足单摆的实验条件，我们总要尽量选择质量小，体积小的球和尽量细

的线

B．阻尼振动中有周期性的外力作用于振动系统，补偿系统的能量损耗，才能使系统的

振动维持下去

C．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，振动图像则表示介质中“各个质点”在“某一时刻”的位移

D．如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理，可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向

E．在波长与狭缝宽度相差不多，或者波长比狭缝宽度更大的情况下，能发生明显的衍射现象

（2）（10 分）

如图所示，一球体光学器件是用折射率为的某种玻璃制成的，其半径为 R，现用一细光束垂直球体的轴线以的入射角从真空中射入球体，不考虑光线在球体内的反射。

（i）求该光线从球体中射出时，出射光线偏离原方向的角度；

（ii）若R，求光在玻璃中运动的时间（真空中的光速为c=3×10 8m/s ）

东北师大附中2021届第五次模拟考试

高三理科综合试题物理答案

组题人：高三理科综合学科组    2021年5月28日

22．（6分）

（1）2.385   （2分）   （2）   （2分）    （3）   （2分）

23．（9分）

（1）电压表量程过大（电压表没有改装）（2分）  （2）（3分）

（3）（2分）                （4）C（2分）

24．（12分）

（1）  （2分）    （1分） （1分）

（2）对粒子：复合场中竖直方向平衡Eq=mg；（1分）

（1分）    （2分）

对粒子：合力即为洛仑兹力   （1分）

带电小球恰能从右板边缘射出，由几何关系可得：

      （2分）  （1分）