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物理-2021年高考高三5月全国大联考（新课标Ⅲ卷）含答案解析
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这是一份物理-2021年高考高三5月全国大联考（新课标Ⅲ卷）含答案解析，共8页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
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2021年高三5月大联考（全国Ⅲ卷）
物 理
本卷满分110分，考试时间90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．下列说法正确的是
A．放射性元素的半衰期与温度有关
B．结合能越大的原子核一定越稳定
C．汤姆孙发现了电子，揭示了原子是可以再分的
D．奥斯特发现了“磁生电”，法拉第发现了“电生磁”
15．如图1所示电路中，交流发电机的电动势随时间变化的e–t图像如图2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1:10，R1=2 Ω，R2最大阻值为5 Ω，两个电压表均为理想交流电压表，发电机线圈电阻不计，下列说法正确的是
A．t=0.01 s时穿过线圈的磁通量为0
B．电压表V1的示数为100 V
C．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时两个电压表的示数均变大
D．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时R2的功率变大
16．2020年，中国航天再一次开启“超级模式”，成功实施了以嫦娥五号首次地外天体采样返回、北斗三号卫星导航系统部署完成并面向全球提供服务、天问一号探测器奔向火星为代表的航天任务，一系列航天重大事件有力地推动了航天强国建设，引发全球关注。关于航天知识下列说法正确的是（已知火星半径约为地球半径的）
A．嫦娥五号从椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时应减速
B．北斗导航系统的卫星发射时速度大于11.2 km/s
C．火星绕太阳运行的周期小于地球绕太阳运行的周期
D．天问一号环绕火星做匀速圆周运动时轨道半径越小，线速度越小
17．2021年春节前，西安街头一位大姐用9米多的长杆推动拖把头擦玻璃的视频曾引起网民关注，该视频中截图为图1和图2，假设拖把头与玻璃间的动摩擦因数μ恒定，拖把头匀速上升过程中杆与竖直方向的夹角越来越小，示意图如图3所示，则在拖把头匀速上升过程中下列有关说法正确的是
A．拖把头受到四个力作用，杆对拖把头的作用力大小不变
B．拖把头对玻璃的压力越来越小，摩擦力越来越大
C．杆与竖直方向成任意角都可以推动拖把头上升
D．杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升
18．如图所示，在水平面一条直线上的O、A、B三点固定放置一个正点电荷和两个负点电荷，电荷量分别为，且，AB连线的中垂线上有C、D两点，AO=OB=OC=CD=L，关于这三个点电荷形成的电场下列说法正确的是
A．AO中点与OB中点的电场强度相同
B．C点的电场强度大小为0
C．从C点到D点的电势一直降低
D．将一个质子（重力不计）从O点上方靠近O点处由静止释放，质子将向上一直做加速运动
19．如图所示，方向相反的两个水平恒力F1、F2同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，已知物体A的质量MA大于物体B的质量MB，经过相等时间同时撤去两力，又经过一段时间两物体相碰并粘为一体且恰好静止，则下列说法正确的是
A．F1、F2的大小关系是F1>F2
B．F1、F2的大小关系是F1=F2
C．从F1、F2开始作用到两物体相碰并粘为一体静止，整个过程系统动量守恒
D．只有两物体相碰过程系统动量守恒
20．如图1所示，匝数为10、面积为0.04 m2的线圈与光滑平行斜导轨连接（且共面），导轨的倾角θ=30°，间距为0.5 m，导轨间存在磁感应强度大小B1=0.8 T、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。一长为0.5 m、质量为0.8 kg的导体棒ab由静止释放，ab最终以5 m/s的速度沿导轨匀速运动。若把ab轻放在图示位置，在线圈处加上方向垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度大小B2随时间t变化的关系图像如图2所示，导轨处磁场不变，则ab恰好保持静止状态。整个过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是
A．导体棒ab沿导轨匀速运动时产生的感应电动势为2 V
B．导体棒ab的电阻为0.2 Ω
C．线圈处的磁场方向垂直线圈平面向上
D．图2中B0=14 T
21．小华同学下楼时乘坐小区电梯，在坐电梯运动的过程中，重力的瞬时功率与时间的关系图像如图所示。已知小华的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A．0~t0时间内，电梯的加速度大小为
B．0~t0时间内，电梯对小华的支持力大小为
C．0~2t0时间内重力做的功为
D．0~2t0时间内小华克服支持力做的功为
三、非选择题
（一）必考题：
22．（7分）某同学在实验室找到一个定值电阻元件，但是电阻元件上的电阻值看不清楚，该同学想要测定该电阻的阻值，进行如下操作：
（1）先用欧姆表测电阻，将欧姆表的旋转开关旋转至“×100”挡，指针情况如图1中a所示，则应换_________挡，换挡以后_________（选填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。调整完后指针在图1中b位置，则电阻值为_________Ω。
（2） 因发现欧姆表内电池是旧电池，为更加精确地测出电阻该同学又用伏安法测电阻。实验所用电压表量程为3.0 V、内阻约为20 kΩ，电流表量程为300 mA、内阻为5 Ω，则该同学应采用图2中_________电路图（选填“甲”或“乙”）。选好电路做实验时电压表示数为2.86 V，电流表示数为20.0 mA，则该电阻阻值为_________Ω。
23．（8分）某实验小组要利用如图1所示装置来探究功与速度变化的关系。让小钩码通过细绳带动小车从P点由静止开始运动到Q点，通过改变小钩码的数量，改变拉力做功的大小，通过光电门测定小车通过Q点时的速度v，探究功与小车速度的变化关系。实验中小车质量M远大于单个小钩码的质量m。
（1）平衡摩擦力时小车___________连接钩码，实验中___________测量小钩码的质量。（均选填“需要”或“不需要”）
（2）用游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，读数为_________cm。
（3）平衡摩擦力后改变钩码数量进行多次实验，将数据记录在图3的表格中，利用电脑进行数据处理，探究W与v、v2、v3、、的关系，发现拉力做功与小车速度平方的关系如图4所示，由图像过原点的直线部分可知____________________，图像向上弯曲部分原因是______________________________________。
24．（14分）大货车装载很重的货物时，在行驶过程中要防止货物发生相对滑动，否则存在安全隐患。下面进行安全模拟测试实验：如图1所示，一辆后车厢表面粗糙且足够长的小货车向前以v=4 m/s的速度匀速行驶，质量mA=10 kg的货物A（可看成质点）和质量mB=20 kg的货物B（可看成水平长板）叠放在一起，开始时A位于B的右端，在t=0时刻将货物A、B轻放到小货车的后车厢前端，最终货物A恰好没有滑离货物B，货物A、B在0~1 s时间内的速度—时间图像如图2所示，取重力加速度g=10 m/s2。求：（结果均保留两位有效数字）
（1）货物A、B间的动摩擦因数µ1；
（2）货物B与车厢表面之间的动摩擦因数µ2；
（3）货物B的长度L。
25．（18分）如图所示，在竖直平面内有三个场区，Ⅰ区域是等边三角形，三角形内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；Ⅱ区域是等边三角形的外接圆与三角形所围成的区域，内部（不包括边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小也为B；Ⅲ区域与圆边界右侧相切，此区域足够大，内有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E。圆形区域与水平地面相切，半径为R，a点与圆心O连线水平。电子经加速后以速度v0水平向右从a点进入区域Ⅰ，穿过一次边界线ab后从b点水平飞出圆形区域，运动一段时间后打到地面。已知电子电荷量为–e、质量为m，。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）电子打到地面时与圆心O间的水平距离L；
（3）电子从a点运动至地面的过程中所用的时间。（结果可以用根号表示）
（二）选考题（15分）
33．[物理——选修3–3]（15分）
（1）（5分）如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是________。（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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E．A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
（2）（10分）如图1所示装置可以用来研究气体状态变化问题。某次实验中，导热性能良好的玻璃注射器内密封了一部分气体，注射器上绑定一物块，当系统稳定时注射器内空气柱的长度为L，气体压强为p，实验室温度为T。现将此装置放在温度为1.1T的温室中，温室的大气压与实验室大气压相同，重力加速度为g，注射器横截面积为S，求：
（i）再次稳定时空气柱的长度L1；
（ii）在温室中将整个装置倒置如图2所示，稳定时空气柱的长度变为2L，求柱塞、压力表和物块的总质量m。
34．[物理——选修3–4]（15分）
（1）（5分）图1是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.3 s时的波形图，图2为某质点Q的振动图像，下列说法正确的是__________。（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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该波的波速为1 m/s
B．质点Q在t=0.3 s时振动方向沿y轴正方向
C．质点Q在t=0.2 s时的位移为5 cm
D．质点Q在1.2 s内运动的路程为1.2 m
E．质点Q的平衡位置可能在x=0.3 m处
（2）（10分）如图所示是一个透明玻璃砖的截面图，右侧边界是半径为R=10 cm的半圆弧，圆心为O2，O1、P是玻璃砖水平中轴线上两边的端点，O1P间距。一束单色光由空气从左侧O1点与左边界成30°射入玻璃砖，在玻璃砖内第一次到达玻璃砖边界的位置为M点，M点到左边界的距离为。求：
（i）该玻璃砖的折射率；
（ii）光束从入射至第一次离开玻璃砖所用的时间（光在真空中的传播速度，结果可以用根号表示）。
全解全析
14
15
16
17
18
19
20
21
C
B
A
D
B
BC
AC
AC
14．C 【解析】放射性元素的半衰期与温度无关，A错误。比结合能越大的原子核一定越稳定，结合能越大的原子核不一定越稳定，B错误。奥斯特发现了“电生磁”，法拉第发现了“磁生电”，D错误。故选C。
15．B 【解析】t=0.01 s时e=0，此时穿过线圈的磁通量最大，A错误。发电机电动势的有效值为10 V，根据得电压表V1的示数为100 V，不随时间而变化，B正确。当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时R2接入电路的电阻值变大，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变大；当滑片从中点向下滑动时R2接入电路的电阻值大于R1且继续增大，则R2的功率一直变小，C、D错误。故选B。
16．A 【解析】嫦娥五号在椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时速度应减小，故A正确。北斗导航系统的卫星发射时速度在7.9 km/s至11.2 km/s之间，故B错误。火星绕太阳运行的半径大于地球绕太阳运行的半径，根据知半径越大，周期越大，故C错误。天问一号环绕火星做匀速圆周运动时，由知轨道半径越小，线速度越大，故D错误。故选A。
17．D 【解析】如图所示，拖把头受重力、支持力、摩擦力和杆的压力四个力作用做匀速运动，合力始终为零。设杆与竖直方向夹角为θ，拖把头匀速上升时满足，得，当θ减小时F减小，压力减小、摩擦力也减小，A、B错误。当，即时等式不再成立，无论推力多大都不能推动拖把头上升，所以杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升，C错误、D正确。故选D。
18．B 【解析】根据对称性，AO中点与OB中点的电场强度应等大反向，不相同，故A选项错误。如图所示，在C点：，B选项正确。分析可知O至C电场强度方向竖直向上，C至D电场强度方向竖直向下，根据沿电场线方向电势降低可知从O点到C点的电势一直降低，从C点到D点的电势一直升高，所以C选项错误。将一个质子（重力不计）从O点上方靠近O点处由静止释放，质子将向上先加速后减速，D选项错误。故选B。
19．BC 【解析】由于粘合体静止，对两物体相碰过程根据动量守恒定律得MAvA+MBvB=（MA+MB）v，其中v=0，得MAvA= –MBvB，根据动量定理得F1t=MAvA，同理F2t=MBvB，所以F1、F2等大反向，故A错误，B正确。由于F1、F2等大反向，系统合外力为零，故整个过程系统动量守恒，故D错误，C正确。
20．AC 【解析】ab向下匀速运动时，产生的感应电动势E=B1Lv=2 V，A正确。ab沿导轨匀速运动时受力平衡，有，解得：R总=0.2 Ω，即ab与线圈的总电阻为0.2 Ω，B错误；ab恰好保持静止状态，说明ab受到的安培力方向沿导轨向上，根据左手定则判断知：ab中的电流方向沿ab方向，线圈中的感应电流方向沿逆时针方向，根据楞次定律判断知：线圈处的磁场方向垂直线圈平面向上，C正确；ab静止受力平衡，则mgsinθ=B1I2L，，，其中t2=0.28 s，解得：B0=1.4 T，D错误。
21．AC 【解析】重力的瞬时功率P=mgv，由图像得：0~t0时间内，，可得：，则加速度不变，电梯在0~t0时间内匀加速下降，A正确；在0~t0时间内，根据牛顿第二定律得mg–N=ma，解得，B错误；根据“P–t图像中图线与t轴包围的面积表示功”得：0~2t0时间内重力做的功，C正确；当t=t0时，t0~2t0时间内重力功率不变，速度不变，即2t0时刻的速度大小v2=v1。0~2t0时间内，根据动能定理有，解得小华克服支持力做的功，D错误。
22．（1）×10（1分） 需要（1分） 140（1分）（2）甲（2分） 138（2分）
【解析】欧姆表指针指a时偏角大应换“×10”挡，换挡必须重新进行欧姆调零，读数为14.0×10 Ω=140 Ω。伏安法测电阻时因电流表内阻已知，故应该采用电流表内接法，即甲电路图，，得待测电阻的阻值为138 Ω。
23．（1）不需要（2分） 不需要（2分） （2）0.130（1分） （3）W与v2成正比（或W=kv2或W∝v2）（1分） 小车质量不再满足远大于所挂钩码的质量和（或不再满足M>>nm）（2分）
【解析】（1）实验中钩码提供小车运动的动力，所以平衡摩擦力时小车不需要连接钩码。当小车质量远大于所挂钩码的质量和时，绳的拉力近似等于所挂钩码的总重力，实验中改变钩码数量，做功分别为W0、2W0、3W0、4W0、5W0、…，小车从P运动到Q的过程中、、、…，所以不需要测量小钩码的质量。（2）游标卡尺读数：1 mm+0.05 mm×6=1.30 mm=0.130 cm。（3）过原点的直线说明W与v2成正比，实验中真实的表达式应为，当钩码数量不断增加时不再满足M>>nm，所以图像斜率变大，向上弯曲。
24．（1）µ1=0.40 （2）µ2=0.67 （3）L=1.0 m
【解析】（1）对货物A，由图2知刚放上车厢时，A的加速度aA=4 m/s2（1分）
由牛顿第二定律，µ1mAg=mAaA（2分）解得µ1=0.40（1分）
（2）对货物B，由图2知刚放上车厢时，货物B的加速度aB=8 m/s2（1分）
由牛顿第二定律，µ2（mA+mB）g–µ1mAg=mBaB（2分）解得µ2=0.67（1分）
（3）【解法一】由图2知，货物B经时间t1=0.5 s与车共速，货物A经时间t2=1 s与车共速，从将货物A、B放上车厢到A、B均与车相对静止的过程中
（2分）
（2分）
货物B的长度L=xB–xA（1分）
解得L=1.0 m（1分）
【解法二】从将货物A、B放上车厢到A、B均与车相对静止的过程中，货物B对地的位移设为xB，货物A对地的位移设为xA，则货物B的长度L=xB–xA（2分）
由图2知，货物A、B对地位移之差在数值上等于图中斜三角形的面积值，即（4分）
25．（1） （2） （3）
【解析】（1）电子在磁场中运动时：得（2分）
电子入射时与ab连线的夹角为30°，则第一次偏转时轨迹对应的圆心角为60°，且正好从ab连线的中点离开Ⅰ区域，电子由Ⅰ区域进入Ⅱ区域时，电子的速度与ab连线的夹角也为30°，然后从b点向右水平离开圆形边界，电子的运动轨迹如图所示：（1分）
则由几何关系知，（1分） 解得（1分）
（2）电子在电场中做类平抛运动
（1分）
（2分）
解得（1分）
电子在电场中做类平抛运动的水平位移
（2分）
即电子打到地面时与圆心O间的水平距离（2分）
（3）电子在磁场中运动时，周期（1分）
电子在磁场Ⅰ中运动的时间得（1分）
电子从b点离开至刚要进入电场区域的过程：得（1分）
由（2）中已知电子在电场中运动的时间
所以电子从a点运动至地面过程所用时间（1分）
得（1分）
33．（1）BCD （2）（i）（或） （ii）（或）
【解析】（1）A→B过程是等容变化，压强增大则温度升高，内能增大，气体不做功，所以气体应从外界吸热，A选项错误。B→C过程体积增大，气体对外界做功，B→C过程是等压变化，体积增大，则温度升高，B选项正确。C→D过程是等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，所以气体应从外界吸热，C选项正确。D→A过程是等压变化，体积减小则温度降低，气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，D选项正确。A→B→C→D→A整个过程气体温度不变，则内能不变，但由图像可知，B→C→D过程气体对外界做的功大于D→A过程外界对气体做的功，E选项错误。
（2）（i）在温度由T升高到1.1T过程中气体发生的是等压变化
（2分）
得（或）（1分）
（ii）在温室中装置倒置前后气体发生的是等温变化
（2分）
得（1分）
又由（2分）
得（或）（2分）
34．（1）ABE （2）（i） （ii）
【解析】（1）根据两图像可知，所以，A正确。由图2图像可知质点Q在t=0.3 s时振动方向沿y轴正方向，在t=0.2 s时的位移应为–5 cm，所以B正确，C错误。质点一个周期内振动的路程为4个振幅，即s=40 cm，D错误。图1中在平衡位置且振动方向沿y轴正方向的点可能是x=0.3 m和x=1.5 m，所以E正确。
（2）（i）设光束第一次折射时的折射角为θ，则有，所以（2分）
由折射定律可知得（2分）
（ii）光束在M点时入射角（1分）
由得临界角满足，所以光束在M点发生全反射（1分）
光束在玻璃砖内至第一次离开玻璃砖的点恰为P点（1分）
由O1至P的路程为（1分）
光束在玻璃砖内的传播速度（1分）
所以光束从入射至第一次离开玻璃砖所用的时间得（1分）
绝密★启用前
2021年高三5月大联考（全国Ⅲ卷）
物 理
本卷满分110分，考试时间90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．下列说法正确的是
A．放射性元素的半衰期与温度有关
B．结合能越大的原子核一定越稳定
C．汤姆孙发现了电子，揭示了原子是可以再分的
D．奥斯特发现了“磁生电”，法拉第发现了“电生磁”
15．如图1所示电路中，交流发电机的电动势随时间变化的e–t图像如图2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1:10，R1=2 Ω，R2最大阻值为5 Ω，两个电压表均为理想交流电压表，发电机线圈电阻不计，下列说法正确的是
A．t=0.01 s时穿过线圈的磁通量为0
B．电压表V1的示数为100 V
C．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时两个电压表的示数均变大
D．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时R2的功率变大
16．2020年，中国航天再一次开启“超级模式”，成功实施了以嫦娥五号首次地外天体采样返回、北斗三号卫星导航系统部署完成并面向全球提供服务、天问一号探测器奔向火星为代表的航天任务，一系列航天重大事件有力地推动了航天强国建设，引发全球关注。关于航天知识下列说法正确的是（已知火星半径约为地球半径的）
A．嫦娥五号从椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时应减速
B．北斗导航系统的卫星发射时速度大于11.2 km/s
C．火星绕太阳运行的周期小于地球绕太阳运行的周期
D．天问一号环绕火星做匀速圆周运动时轨道半径越小，线速度越小
17．2021年春节前，西安街头一位大姐用9米多的长杆推动拖把头擦玻璃的视频曾引起网民关注，该视频中截图为图1和图2，假设拖把头与玻璃间的动摩擦因数μ恒定，拖把头匀速上升过程中杆与竖直方向的夹角越来越小，示意图如图3所示，则在拖把头匀速上升过程中下列有关说法正确的是
A．拖把头受到四个力作用，杆对拖把头的作用力大小不变
B．拖把头对玻璃的压力越来越小，摩擦力越来越大
C．杆与竖直方向成任意角都可以推动拖把头上升
D．杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升
18．如图所示，在水平面一条直线上的O、A、B三点固定放置一个正点电荷和两个负点电荷，电荷量分别为，且，AB连线的中垂线上有C、D两点，AO=OB=OC=CD=L，关于这三个点电荷形成的电场下列说法正确的是
A．AO中点与OB中点的电场强度相同
B．C点的电场强度大小为0
C．从C点到D点的电势一直降低
D．将一个质子（重力不计）从O点上方靠近O点处由静止释放，质子将向上一直做加速运动
19．如图所示，方向相反的两个水平恒力F1、F2同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，已知物体A的质量MA大于物体B的质量MB，经过相等时间同时撤去两力，又经过一段时间两物体相碰并粘为一体且恰好静止，则下列说法正确的是
A．F1、F2的大小关系是F1>F2
B．F1、F2的大小关系是F1=F2
C．从F1、F2开始作用到两物体相碰并粘为一体静止，整个过程系统动量守恒
D．只有两物体相碰过程系统动量守恒
20．如图1所示，匝数为10、面积为0.04 m2的线圈与光滑平行斜导轨连接（且共面），导轨的倾角θ=30°，间距为0.5 m，导轨间存在磁感应强度大小B1=0.8 T、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。一长为0.5 m、质量为0.8 kg的导体棒ab由静止释放，ab最终以5 m/s的速度沿导轨匀速运动。若把ab轻放在图示位置，在线圈处加上方向垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度大小B2随时间t变化的关系图像如图2所示，导轨处磁场不变，则ab恰好保持静止状态。整个过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是
A．导体棒ab沿导轨匀速运动时产生的感应电动势为2 V
B．导体棒ab的电阻为0.2 Ω
C．线圈处的磁场方向垂直线圈平面向上
D．图2中B0=14 T
21．小华同学下楼时乘坐小区电梯，在坐电梯运动的过程中，重力的瞬时功率与时间的关系图像如图所示。已知小华的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A．0~t0时间内，电梯的加速度大小为
B．0~t0时间内，电梯对小华的支持力大小为
C．0~2t0时间内重力做的功为
D．0~2t0时间内小华克服支持力做的功为
三、非选择题
（一）必考题：
22．（7分）某同学在实验室找到一个定值电阻元件，但是电阻元件上的电阻值看不清楚，该同学想要测定该电阻的阻值，进行如下操作：
（1）先用欧姆表测电阻，将欧姆表的旋转开关旋转至“×100”挡，指针情况如图1中a所示，则应换_________挡，换挡以后_________（选填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零。调整完后指针在图1中b位置，则电阻值为_________Ω。
（2） 因发现欧姆表内电池是旧电池，为更加精确地测出电阻该同学又用伏安法测电阻。实验所用电压表量程为3.0 V、内阻约为20 kΩ，电流表量程为300 mA、内阻为5 Ω，则该同学应采用图2中_________电路图（选填“甲”或“乙”）。选好电路做实验时电压表示数为2.86 V，电流表示数为20.0 mA，则该电阻阻值为_________Ω。
23．（8分）某实验小组要利用如图1所示装置来探究功与速度变化的关系。让小钩码通过细绳带动小车从P点由静止开始运动到Q点，通过改变小钩码的数量，改变拉力做功的大小，通过光电门测定小车通过Q点时的速度v，探究功与小车速度的变化关系。实验中小车质量M远大于单个小钩码的质量m。
（1）平衡摩擦力时小车___________连接钩码，实验中___________测量小钩码的质量。（均选填“需要”或“不需要”）
（2）用游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，读数为_________cm。
（3）平衡摩擦力后改变钩码数量进行多次实验，将数据记录在图3的表格中，利用电脑进行数据处理，探究W与v、v2、v3、、的关系，发现拉力做功与小车速度平方的关系如图4所示，由图像过原点的直线部分可知____________________，图像向上弯曲部分原因是______________________________________。
24．（14分）大货车装载很重的货物时，在行驶过程中要防止货物发生相对滑动，否则存在安全隐患。下面进行安全模拟测试实验：如图1所示，一辆后车厢表面粗糙且足够长的小货车向前以v=4 m/s的速度匀速行驶，质量mA=10 kg的货物A（可看成质点）和质量mB=20 kg的货物B（可看成水平长板）叠放在一起，开始时A位于B的右端，在t=0时刻将货物A、B轻放到小货车的后车厢前端，最终货物A恰好没有滑离货物B，货物A、B在0~1 s时间内的速度—时间图像如图2所示，取重力加速度g=10 m/s2。求：（结果均保留两位有效数字）
（1）货物A、B间的动摩擦因数µ1；
（2）货物B与车厢表面之间的动摩擦因数µ2；
（3）货物B的长度L。
25．（18分）如图所示，在竖直平面内有三个场区，Ⅰ区域是等边三角形，三角形内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；Ⅱ区域是等边三角形的外接圆与三角形所围成的区域，内部（不包括边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小也为B；Ⅲ区域与圆边界右侧相切，此区域足够大，内有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E。圆形区域与水平地面相切，半径为R，a点与圆心O连线水平。电子经加速后以速度v0水平向右从a点进入区域Ⅰ，穿过一次边界线ab后从b点水平飞出圆形区域，运动一段时间后打到地面。已知电子电荷量为–e、质量为m，。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）电子打到地面时与圆心O间的水平距离L；
（3）电子从a点运动至地面的过程中所用的时间。（结果可以用根号表示）
（二）选考题（15分）
33．[物理——选修3–3]（15分）
（1）（5分）如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是________。（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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E．A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
（2）（10分）如图1所示装置可以用来研究气体状态变化问题。某次实验中，导热性能良好的玻璃注射器内密封了一部分气体，注射器上绑定一物块，当系统稳定时注射器内空气柱的长度为L，气体压强为p，实验室温度为T。现将此装置放在温度为1.1T的温室中，温室的大气压与实验室大气压相同，重力加速度为g，注射器横截面积为S，求：
（i）再次稳定时空气柱的长度L1；
（ii）在温室中将整个装置倒置如图2所示，稳定时空气柱的长度变为2L，求柱塞、压力表和物块的总质量m。
34．[物理——选修3–4]（15分）
（1）（5分）图1是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.3 s时的波形图，图2为某质点Q的振动图像，下列说法正确的是__________。（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。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该波的波速为1 m/s
B．质点Q在t=0.3 s时振动方向沿y轴正方向
C．质点Q在t=0.2 s时的位移为5 cm
D．质点Q在1.2 s内运动的路程为1.2 m
E．质点Q的平衡位置可能在x=0.3 m处
（2）（10分）如图所示是一个透明玻璃砖的截面图，右侧边界是半径为R=10 cm的半圆弧，圆心为O2，O1、P是玻璃砖水平中轴线上两边的端点，O1P间距。一束单色光由空气从左侧O1点与左边界成30°射入玻璃砖，在玻璃砖内第一次到达玻璃砖边界的位置为M点，M点到左边界的距离为。求：
（i）该玻璃砖的折射率；
（ii）光束从入射至第一次离开玻璃砖所用的时间（光在真空中的传播速度，结果可以用根号表示）。
全解全析
14
15
16
17
18
19
20
21
C
B
A
D
B
BC
AC
AC
14．C 【解析】放射性元素的半衰期与温度无关，A错误。比结合能越大的原子核一定越稳定，结合能越大的原子核不一定越稳定，B错误。奥斯特发现了“电生磁”，法拉第发现了“磁生电”，D错误。故选C。
15．B 【解析】t=0.01 s时e=0，此时穿过线圈的磁通量最大，A错误。发电机电动势的有效值为10 V，根据得电压表V1的示数为100 V，不随时间而变化，B正确。当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时R2接入电路的电阻值变大，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变大；当滑片从中点向下滑动时R2接入电路的电阻值大于R1且继续增大，则R2的功率一直变小，C、D错误。故选B。
16．A 【解析】嫦娥五号在椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时速度应减小，故A正确。北斗导航系统的卫星发射时速度在7.9 km/s至11.2 km/s之间，故B错误。火星绕太阳运行的半径大于地球绕太阳运行的半径，根据知半径越大，周期越大，故C错误。天问一号环绕火星做匀速圆周运动时，由知轨道半径越小，线速度越大，故D错误。故选A。
17．D 【解析】如图所示，拖把头受重力、支持力、摩擦力和杆的压力四个力作用做匀速运动，合力始终为零。设杆与竖直方向夹角为θ，拖把头匀速上升时满足，得，当θ减小时F减小，压力减小、摩擦力也减小，A、B错误。当，即时等式不再成立，无论推力多大都不能推动拖把头上升，所以杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升，C错误、D正确。故选D。
18．B 【解析】根据对称性，AO中点与OB中点的电场强度应等大反向，不相同，故A选项错误。如图所示，在C点：，B选项正确。分析可知O至C电场强度方向竖直向上，C至D电场强度方向竖直向下，根据沿电场线方向电势降低可知从O点到C点的电势一直降低，从C点到D点的电势一直升高，所以C选项错误。将一个质子（重力不计）从O点上方靠近O点处由静止释放，质子将向上先加速后减速，D选项错误。故选B。
19．BC 【解析】由于粘合体静止，对两物体相碰过程根据动量守恒定律得MAvA+MBvB=（MA+MB）v，其中v=0，得MAvA= –MBvB，根据动量定理得F1t=MAvA，同理F2t=MBvB，所以F1、F2等大反向，故A错误，B正确。由于F1、F2等大反向，系统合外力为零，故整个过程系统动量守恒，故D错误，C正确。
20．AC 【解析】ab向下匀速运动时，产生的感应电动势E=B1Lv=2 V，A正确。ab沿导轨匀速运动时受力平衡，有，解得：R总=0.2 Ω，即ab与线圈的总电阻为0.2 Ω，B错误；ab恰好保持静止状态，说明ab受到的安培力方向沿导轨向上，根据左手定则判断知：ab中的电流方向沿ab方向，线圈中的感应电流方向沿逆时针方向，根据楞次定律判断知：线圈处的磁场方向垂直线圈平面向上，C正确；ab静止受力平衡，则mgsinθ=B1I2L，，，其中t2=0.28 s，解得：B0=1.4 T，D错误。
21．AC 【解析】重力的瞬时功率P=mgv，由图像得：0~t0时间内，，可得：，则加速度不变，电梯在0~t0时间内匀加速下降，A正确；在0~t0时间内，根据牛顿第二定律得mg–N=ma，解得，B错误；根据“P–t图像中图线与t轴包围的面积表示功”得：0~2t0时间内重力做的功，C正确；当t=t0时，t0~2t0时间内重力功率不变，速度不变，即2t0时刻的速度大小v2=v1。0~2t0时间内，根据动能定理有，解得小华克服支持力做的功，D错误。
22．（1）×10（1分） 需要（1分） 140（1分）（2）甲（2分） 138（2分）
【解析】欧姆表指针指a时偏角大应换“×10”挡，换挡必须重新进行欧姆调零，读数为14.0×10 Ω=140 Ω。伏安法测电阻时因电流表内阻已知，故应该采用电流表内接法，即甲电路图，，得待测电阻的阻值为138 Ω。
23．（1）不需要（2分） 不需要（2分） （2）0.130（1分） （3）W与v2成正比（或W=kv2或W∝v2）（1分） 小车质量不再满足远大于所挂钩码的质量和（或不再满足M>>nm）（2分）
【解析】（1）实验中钩码提供小车运动的动力，所以平衡摩擦力时小车不需要连接钩码。当小车质量远大于所挂钩码的质量和时，绳的拉力近似等于所挂钩码的总重力，实验中改变钩码数量，做功分别为W0、2W0、3W0、4W0、5W0、…，小车从P运动到Q的过程中、、、…，所以不需要测量小钩码的质量。（2）游标卡尺读数：1 mm+0.05 mm×6=1.30 mm=0.130 cm。（3）过原点的直线说明W与v2成正比，实验中真实的表达式应为，当钩码数量不断增加时不再满足M>>nm，所以图像斜率变大，向上弯曲。
24．（1）µ1=0.40 （2）µ2=0.67 （3）L=1.0 m
【解析】（1）对货物A，由图2知刚放上车厢时，A的加速度aA=4 m/s2（1分）
由牛顿第二定律，µ1mAg=mAaA（2分）解得µ1=0.40（1分）
（2）对货物B，由图2知刚放上车厢时，货物B的加速度aB=8 m/s2（1分）
由牛顿第二定律，µ2（mA+mB）g–µ1mAg=mBaB（2分）解得µ2=0.67（1分）
（3）【解法一】由图2知，货物B经时间t1=0.5 s与车共速，货物A经时间t2=1 s与车共速，从将货物A、B放上车厢到A、B均与车相对静止的过程中
（2分）
（2分）
货物B的长度L=xB–xA（1分）
解得L=1.0 m（1分）
【解法二】从将货物A、B放上车厢到A、B均与车相对静止的过程中，货物B对地的位移设为xB，货物A对地的位移设为xA，则货物B的长度L=xB–xA（2分）
由图2知，货物A、B对地位移之差在数值上等于图中斜三角形的面积值，即（4分）
25．（1） （2） （3）
【解析】（1）电子在磁场中运动时：得（2分）
电子入射时与ab连线的夹角为30°，则第一次偏转时轨迹对应的圆心角为60°，且正好从ab连线的中点离开Ⅰ区域，电子由Ⅰ区域进入Ⅱ区域时，电子的速度与ab连线的夹角也为30°，然后从b点向右水平离开圆形边界，电子的运动轨迹如图所示：（1分）
则由几何关系知，（1分） 解得（1分）
（2）电子在电场中做类平抛运动
（1分）
（2分）
解得（1分）
电子在电场中做类平抛运动的水平位移
（2分）
即电子打到地面时与圆心O间的水平距离（2分）
（3）电子在磁场中运动时，周期（1分）
电子在磁场Ⅰ中运动的时间得（1分）
电子从b点离开至刚要进入电场区域的过程：得（1分）
由（2）中已知电子在电场中运动的时间
所以电子从a点运动至地面过程所用时间（1分）
得（1分）
33．（1）BCD （2）（i）（或） （ii）（或）
【解析】（1）A→B过程是等容变化，压强增大则温度升高，内能增大，气体不做功，所以气体应从外界吸热，A选项错误。B→C过程体积增大，气体对外界做功，B→C过程是等压变化，体积增大，则温度升高，B选项正确。C→D过程是等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，所以气体应从外界吸热，C选项正确。D→A过程是等压变化，体积减小则温度降低，气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，D选项正确。A→B→C→D→A整个过程气体温度不变，则内能不变，但由图像可知，B→C→D过程气体对外界做的功大于D→A过程外界对气体做的功，E选项错误。
（2）（i）在温度由T升高到1.1T过程中气体发生的是等压变化
（2分）
得（或）（1分）
（ii）在温室中装置倒置前后气体发生的是等温变化
（2分）
得（1分）
又由（2分）
得（或）（2分）
34．（1）ABE （2）（i） （ii）
【解析】（1）根据两图像可知，所以，A正确。由图2图像可知质点Q在t=0.3 s时振动方向沿y轴正方向，在t=0.2 s时的位移应为–5 cm，所以B正确，C错误。质点一个周期内振动的路程为4个振幅，即s=40 cm，D错误。图1中在平衡位置且振动方向沿y轴正方向的点可能是x=0.3 m和x=1.5 m，所以E正确。
（2）（i）设光束第一次折射时的折射角为θ，则有，所以（2分）
由折射定律可知得（2分）
（ii）光束在M点时入射角（1分）
由得临界角满足，所以光束在M点发生全反射（1分）
光束在玻璃砖内至第一次离开玻璃砖的点恰为P点（1分）
由O1至P的路程为（1分）
光束在玻璃砖内的传播速度（1分）
所以光束从入射至第一次离开玻璃砖所用的时间得（1分）
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