物理-2021年高考高三5月全国大联考考后（强化卷（新课标Ⅰ卷）含答案解析

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2021年高三5月大联考考后强化卷（新课标Ⅰ卷）

物   理

本卷满分110分，考试时间55分钟。

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

二、选择题：本题共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，有选错或不答的得0分。

14．关于近代物理知识描述，下列说法正确的是

A．汤姆孙发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构

B．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

C．原子核的能量是不连续的，能级越高越稳定

D．原子核聚变过程，原子核的平均结合能变大

15．如图所示，B是水平地面上AC的中点，可视为质点的小物块以某一初速度从A点运动到C点停止。小物块经过B点时的速度等于它在A点时速度的一半。则小物块与AB段间的动摩擦因数μ1和BC段间的动摩擦因数μ2的比值为

A．1.5 B．0.5 C．3 D．5

16．水平面上质量分别为0.1 kg和0.2 kg的物体相向运动，过一段时间后相碰，它们与水平面间的动摩擦因数分别为0.2和0.1，假定除碰撞外，在水平方向这两个物体只受摩擦力作用，则碰撞过程中这两个物体组成的系统

A．动量不守恒  B．动量不一定守恒

C．动量守恒  D．以上都有可能

17．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是

图甲             图乙

A．时，线圈位置与中性面重合

B．时，电压表读数为

C．灯泡的电功率为36 W

D．e随t变化的规律为

18．2021年2月15日17时，首次火星探测任务天问一号探测器成功进入火星停泊轨道。如图所示，探测器进入火星停泊轨道b前，先在火星的引力作用下沿椭圆轨道a运动到P点，经过点火调整，进入圆轨道b，轨道a和b相切于P点，Q为椭圆轨道距离火星最远点，下列说法正确的是

A．探测器在椭圆轨道上从Q运动到P的过程中速度先减小后增大

B．探测器过Q点速度大于在轨道b上的运行速度

C．探测器在轨道a上P点速度小于在轨道b上P点的速度

D．探测器在轨道a、b上经过P点时加速度相等

19．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ水平放置，轨道间距为L。现有一个质量为m，长度为L的导体棒ab垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，导体棒和轨道电阻均可忽略不计。有一电动势为E、内阻为r的电源通过开关S连接到轨道左端，另有一个定值电阻R也连接在轨道上，且在定值电阻右侧存在着垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现闭合开关S，导体棒ab开始运动，则下列叙述中正确的有

A．导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当速度达到最大时导体棒中无电流

B．导体棒所能达到的最大速度为

C．导体棒稳定运动时电源的输出功率为

D．导体棒稳定运动时产生的感应电动势为E

20．如图所示，轻质不可伸长的细绳，绕过光滑定滑轮C，与物体A连接，A放在倾角为θ的光滑斜面上，绳的另一端和套在固定竖直光滑杆上的质量为m的物体B连接。现BC连线恰沿水平方向，从当前位置将B从静止开始释放，已知B下落到M点时得到最大速度v，此时BC绳恰好与杆成60°角；到N点时为最低点（M、N未画出），该过程中A始终未滑离斜面。则下列说法中正确的有

A．B到M点时，A获得的速度为

B．B到M点时，A获得的速度为

C．B落到N点时，B的重力势能减少量大于A的重力势能增加量

D．B落到N点时，B的重力势能减少量等于A的重力势能增加量

21．如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔O1处由静止释放一个质子（带电量＋e），第二次从小孔O1处由静止释放一个氦核（带电量＋2e），氦核质量是质子质量的4倍，重力忽略不计，关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是

A．质子和氦核在O2处的速度大小之比为1:2

B．质子和氦核打到感光板上时的动能之比为1:2

C．质子和氦核在整个过程中运动的时间相等

D．质子和氦核打到感光板上的位置相同

三、非选择题：共62分，第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共47分。

22．（6分）某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50 Hz。

甲                         乙                       丙

（1）为了消除小车运动过程中所受摩擦力的影响，调整时应将木板______（选填“左”或“右”）端适当垫高以平衡摩擦力。

（2）实验中，某同学打出的一段纸带如图乙所示，相邻两计时点间距离依次为＝3.50 cm、＝3.80 cm、＝＝＝＝＝4.00 cm，则匀速运动的速度v＝______m/s。

（3）根据多次测量的数据，画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动的速度v的关系如图丙所示，根据图线形状猜想，W与v的关系可能为______（多选）。

A．W∝ B．W∝v–1 C．W∝v2  D．W∝v3

（4）改变橡皮筋的根数，若实验中的所有操作和数据处理均无错误，则绘出的图线（图中Δv2＝v2–0，将一根橡皮筋对小车做的功记为1）应为过原点的一条直线，但根据实验结果得到的图线如图所示，造成这一偏差的原因是_________________________________。

23．（9分）某同学为了测量一根合金电阻丝的电阻率，设计了如图甲所示的电路。所用器材有：电流表，电阻箱、滑动变阻器、待测合金电阻丝、电源、开关S及导线等。操作步骤如下：

①调节电阻箱阻值达到最大，调节滑动变阻器滑片到正确位置；

②闭合开关，调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，当两个电流表的示数满足时，记录此时电阻箱的读数。

请回答以下问题：

（1）在图乙中，用实线补充完整实验电路实物图。

（2）用螺旋测微器测量该合金电阻丝的直径，螺旋测微器的示数如图丙所示，该合金电阻丝的直径为__________。

（3）已测得该合金电阻丝的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出合金电阻丝的电阻率__________（结果保留2位有效数字）。

（4）若电流表内阻不能忽略，则合金电阻丝电阻率的测量值_____________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

24．（14分）如图所示，足够长的光滑水平轨道与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，质量为2m的小球A从圆弧最高点M由静止释放，在水平轨道上与静止的质量为m的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g，两小球均可视为质点。求：

（1）小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时，小球对轨道的压力；

（2）两球碰撞后经过时间t，两球之间的距离。

25．（18分）如图所示，在第一、二象限内存在垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场I，第三象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场II。一质量为 m、电荷量为+q的粒子，从x轴上M（l，0）点以某一初速度沿y轴正方向进入第一象限， 先以原点O为圆心做圆周运动，随后进入第三象限，在电场中运动一段时间后，经y轴上的N（0，）点进入第四象限，在磁场II运动的过程中，恰好不进入第一象限。不计粒子重力，求：

（1）带电粒子从M点进入第一象限时初速度v0的大小；

（2）电场强度E的大小；

（3）磁场II的磁感应强度B的大小。

（二）选考题（15分）

33．[物理——选修3–3]（15分）

（1）（5分）一定量的理想气体从状态开始，经历、、三个过程回到原状态，其图象如图所示。下列判断正确的是_______（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每错选1个扣3分，最低得分为0分）。

A．过程中气体对外界做功

B．过程中气体内能保持不变

C．过程中气体一定吸热

D．过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小

E．、过程中，压强逐渐增加

（2）（10分）如图所示，一根重力为G的上端封闭下端开口的横截面积为S的薄壁玻璃管静止直立于可视为无限大无限深的水槽中，已知水的密度为ρ，重力加速度为g，管内空气柱的长度为L，空气柱长度大于管内外液面高度差。大气压强为p0，求：

（i）管内外液面高度差；

（ii）若在A端施加竖直向下大小也为G的作用力，待平衡后，A端下移的高度。（A端依然在水面上）

34．[物理——选修3–4]（15分）

（1）（5分）有一列沿x轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点在一段时间内的振动图像，如图乙所示。该列简谐横波的速度为____________，沿轴________方向传播，时质点距离平衡位置最远，其加速度最大，且加速度方向沿轴________方向。

（2）（10分）光导纤维是传光的细圆玻璃丝，每根纤维分内外两层。一束光由光纤端面从空气射向内层材料，经内、外层材料的分界面发生多次全反射后呈锯齿形的路线可以无损地传到另一端。如图为一根光纤的截面图，左端面与两种材料的界面垂直，当光从端面的圆心O入射后，在从光纤的一端传到另一端的过程中光线不从内壁漏掉时，入射角的最大值为。已知内层和外层材料的折射率分别为n1和n2（n1 > n2），光在真空（空气）中的传播速度为c。求：

（ⅰ）的值；

（ⅱ）若光纤的长度为l，光以射入后在光纤中传播的时间。

2021年高三5月大联考考后强化卷（新课标Ⅰ卷）

物理·全解全析

14．D【解析】A．汤姆孙发现电子，揭示了原子内部有复杂结构，A错误；B．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正相关，B错误；C．原子核的能量是不连续的，能级越高越不稳定。C错误；D．原子核聚变过程，要释放能量，所以新原子核的平均结合能变大，D正确。

15．C【解析】在AB段，有，可得，在BC段，有，得，则，故ABD错误，C正确。

16．C【解析】两个物体相向运动，所受摩擦力方向相反，根据滑动摩擦力公式，可知两个物体所受摩擦力大小相等。所以两个物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。所以ABD错误，C正确。

17．A【解析】A．时，感应电动势为零，线圈位置与中性面重合，故A正确；B．电压表读数为有效值，由图乙知线圈电动势为，其有效值为，电路中的电流为，电压表示数为，故B错误；C．灯泡的电功率为，故C错误；D．e随t变化的规律为，其中，带入数据，得，故D错误。

18．D【解析】A．探测器在椭圆轨道上从Q运动到P的过程中，火星引力对它做正功，故速度逐渐增大，故A错误；B．根据万有引力提供向心力，可得，得，由于探测器过Q点时的半径大于在圆轨道b上的运行半径，则可知探测器过Q点速度小于在轨道b上的运行速度，故B错误；C．探测器在轨道a上过P点时需要减速才能在轨道b上运行，故探测器在轨道a上P点速度大于在轨道b上P点的速度，故C错误；D．探测器在轨道a、b上经过P点时，均由万有引力提供向心力，有，解得，由于r相等，所以a相等，故D正确。

19．AB【解析】A．闭合开关S，导体棒受到安培力向右同时导体棒切割磁感线产生感应电动势，且方向与电源电动势相反，电流减小，安培力减小，加速度减小，当导体棒的电动势和定值电阻R两端电压大小相等时，导体棒中电流为零，导体棒做匀速运动，速度达到最大，故A正确；B．由A分析可知，得，故B正确；C．导体棒稳定运动时电源的输出功率为，故C错误；D．导体棒稳定运动时导体棒中电流为零，感应电动势与电源两端的路端电压相等，即，故D错误。故选AB。

20．AD【解析】

AB．B到M点时，将速度沿着绳和垂直绳两个方向分解，得，，且，故A正确，B错误；CD．N点为最低点，为0，此时A的速度也为0，A、B运动过程中机械能守恒，故B落到N点时，B的重力势能减少量等于A的重力势能增加量，故C错误，D正确。故选AD。

21．BD【解析】A．加速过程由动能定理可得，整理可得，代入题中数据可得质子和氦核在O2处的速度大小之比为:1，A错误；B．假设粒子到达感光板的动能为Ek，整个过程由动能定理可得，即到达感光板的动能Ek与q成正比，故质子和氦核打到感光板上时的动能之比为1:2，B正确；C．设粒子加速位移为d，时间为t1，偏转位移为y，时间为t2，可得，，由于两种粒子加速位移d、偏转位移y相同，但比荷不同，故运动时间不同，C错误；D．设打到感光板上时水平位移为x，可得，由前面分析可知，，联立可解得，与粒子的比荷无关，故质子和氦核打到感光板上的位置相同，D正确。故选BD。

22．（6分）（1）左（1分）  （2）2（1分）  （3）CD（2分）  （4）平衡摩擦力过度（2分）

【解析】（1）小车是向右边弹出，平衡摩擦力时应该将左端垫高使重力沿斜面向下的分力与沿斜面向上的摩擦力平衡。

（2）由题目给的数据可知小车从C点到H点做匀速运动，则。

（3）图丙中图线的形状与函数y＝xn（n＝2，3，4…）的图象吻合，故C、D正确。

（4）从图象截距可看出合外力不做功时，小车仍然会有速度，这表明平衡摩擦力过度。

23．（9分）（1）（3分）  （2）（2分）  （3）（2分）  （4）小于（2分）

【解析】（1）根据原理图连接实物如图所示

（2）螺旋测微器的示数为；

（3）电阻丝的电阻为，

由电阻定律可得；

（4）若电流表内阻不能忽略，则，电阻率为，则合金电阻丝电阻率的测量值小于真实值。

24．（14分）（1）6mg，方向向下  （2）

【解析】（1）小球到达最低点时，根据动能定理得

解得

在圆弧轨道最低点N时，根据牛顿第二定律得

解得

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为6mg，方向向下

（2）两球碰撞，根据动量守恒及机械能守恒得

解得

两球碰撞后分别做匀速直线运动，经过时间t，两球之间的距离为

25．（18分）（1）  （2）  （3）

【解析】（1）在第一、二象限，粒子做半径为的圆周运动，由

解得

（2）粒子在第三象限做类平抛运动，初速度为，运动到点过程中沿电场方向通过的位移大小为，垂直电场方向通过的位移大小为，由运动学规律可得：

解得

（3）设粒子经过点时速度方向与轴负方向的夹角

解得

设粒子进入第四象限时的速度大小为

解得

由于粒子恰好不进入第一象限，轨迹如图所示

由

解得

33．（1）（5分）CDE【解析】A．过程中气体体积减小，故外界对气体做功，故A错误；BC．过程中气体体积不变，温度升高，与外界没有做功，但是从外界吸热，其内能增加，故B错误，C正确；D．过程中温度降低，气体分子的平均动能减小，体积增加，分子数密度减小，故容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小，故D正确；E．过程温度不变，根据玻意耳定律可知体积减小时，压强增加。过程体积不变，根据查理定律可知，温度升高时，气体压强增加，故E正确。故选CDE。

（2）（10分）（i）  （ii）

【解析】（i）设空气柱压强为p，大气压强为p0，对玻璃管则有

另外又有

联立两式得到

（ii）设空气柱压强为，大气压强为p0，对玻璃管则有

此时的管内外液面高度差为，亦有

又有

A端下移高度为

解得

34．（1）（5分）1.0 m/s  负  正

【解析】由图可知，波长λ=8 m，周期T=8 s，则该列简谐横波的波速，由振动图像可知，t=0时刻，质点N向上振动，可知波沿轴负方向传播；．时质点运动到最低点，则距离平衡位置最远，其加速度最大，且加速度方向沿轴正方向。

（2）（10分）（ⅰ）  （ⅱ）

【解析】（ⅰ）入射角越大，折射角越大，在内、外层接触处越容易发生折射，光越容易漏出。当入射角为最大值时，光在内、外层接触处发生全反射

，，

由

得

（ⅱ）光在光纤内经历的路程

光在光纤内运动的速度

光在光纤内运动的时间