2021届安徽省蚌埠市高三下学期理综物理第三次教学质量检测试题含答案

 高三下学期理综物理第三次教学质量检测试卷

一、单项选择题

1.频率为 的入射光照射某金属时发生光电效应现象。该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，电子电荷量大小为e，以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 该金属的截止频率为
B. 该金属的遏止电压为
C. 增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变
D. 增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变

2.如下列图，轻绳一端系在物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上的一点O，使物体A及轻圆环B静止在实线所示的位置。现保持力F的方向不变，使物体A缓慢移到虚线所示的位置，这一过程中圆环B保持静止。假设杆对环的弹力为FN  ， 杆对环的摩檫力为Ff  ， OB段绳子的张力为FT  ， 那么在上述过程中〔   〕 

A. F不变，FN减小              B. Ff不变，FT增大              C. Ff减小，FN不变              D. FN减小，FT减小

3.竖直向上抛出一个小球，图示为小球向上做匀变速直线运动时的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，测出ac长为23cm，af长为34cm，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. bc长为13cm                                                      B. df长为7cm
C. 小球的加速度大小为12m/s2                               

4.如图甲所示，一铝制圆环处于垂直环面的磁场中，圆环半径为r，电阻为R，磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示， 时刻磁场方向垂直纸面向里，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 在 时刻，环中的感应电流沿逆时针方向     B. 在 时刻，环中的电功率为
C. 在 时刻，环中的感应电动势为零               D. 0~t0内，圆环有收缩的趋势

5.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一局部，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫作A点的曲率圆，其半径 叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为rB和rC  ， 太阳质量为M，行星质量为m，万有引力常量为G，行星通过B点处的速率为vB  ， 那么椭圆轨道在B点的曲率半径和行星通过C点处的速率分别为〔   〕 

A. ，         B. ，         C. ，         D. ，

二、多项选择题

6.一带负电粒子仅在电场力的作用下，从x轴的原点O由静止开始沿x轴正方向运动，其运动速度v随位置x的变化关系如下列图，图中曲线是顶点为O的抛物线，粒子的质量和电荷量大小分别为m和 ，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 电场为匀强电场，电场强度大小                   B. O、x1两点之间的电势差
C. 粒子从O点运动到x1点的过程中电势能减少了      D. 粒子沿x轴做加速度不断减小的加速运动

7.示波器的核心部件是示波管，示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示。以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 如果仅在XX′之间加不变的电压〔X正X′负〕，在荧光屏的正Y轴上将出现一个亮斑
B. 如果仅在XX′之间加图乙所示的电压，在荧光屏上会看到X轴上一条水平的亮线
C. 如果在XX′之间加不变的电压〔X正X′负〕，在YY′之间加图丙所示的电压，在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线〔在Ⅱ、Ⅲ象限〕
D. 如果在XX′之间加图乙所示的电压，在YY′之间加图丙所示的电压，在荧光屏上看到的亮线是正弦曲线

8.如下列图，质量为M的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固定在挡板上，质量为m的小物块从木板最右端以速度v0滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。物块与木板之间的动摩擦因数为 ，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，那么〔   〕

A. 木板先加速再减速，最终做匀速运动
B. 整个过程中弹簧弹性势能的最大值为
C. 整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为
D. 弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为

9.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 液体外表存在张力是因为液体外表层分子间的距离大于液体内局部子间的距离
B. 密闭容器中的理想气体温度不变，体积增大，那么气体一定吸热
C. 分子间距增大时，分子势能增大，分子力做负功
D. 热量可以从低温物体传到高温物体而不引起其他变化
E. 液体不浸润固体的原因是，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏

10.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象
B. 在双缝干预实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
C. 梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波
D. 狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
E. 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低

三、实验题

11.小鹏用智能   来研究物体做圆周运动时向心加速度和角速度、半径的关系。如图甲，圆形水平桌面可通过电机带动绕其圆心O转动，转速可通过调速器调节，   到圆心的距离也可以调节。小鹏先将   固定在桌面某一位置M处，通电后，   随桌面转动，通过   里的软件可以测出加速度和角速度，调节桌面的转速，可以记录不同时刻的加速度和角速度的值，并能生成如图乙所示的图象。 

〔1〕由图乙可知， 时，桌面的运动状态是______________〔填字母编号〕；           

〔2〕仅由图乙可以得到的结论是：________；   

〔3〕假设要研究加速度与半径的关系，应该保持________不变，改变________，通过软件记录加速度的大小，此外，还需要的测量仪器是：________。   

12.某小组利用图甲所示的电路进行“测电池的电动势和内阻〞的实验，实验的操作过程为：闭合开关，读出电流表的示数I和电阻箱的阻值R；改变电阻箱的阻值，记录多组R、I的值，并求出 的值，填写在如下表格中。 

〔1〕根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图乙所示，请在坐标系中作出图象；   

〔2〕由图象求得电池的电动势 ________V，内阻 ________Ω；〔结果均保存两位小数〕   

〔3〕上述方案中，假设考虑电流表内阻对测量的影响，那么电动势E的测量值________真实值，内阻r的测量值________真实值。〔均选填“大于〞、“等于〞或“小于〞〕   

四、解答题

13.图a所示为杂技“顶竿〞表演，质量为 的甲站在地面上，肩上扛一质量为 的竖直竹竿，竿上有一质量为 的乙可视为质点，乙从竿的顶端A恰好下滑到竿的末端B，其速度－时间图象如图b所示，g取10m/s2  ， 求： 

〔1〕竿AB的长度；   

〔2〕整个下滑过程中，竿对乙所做的功；   

〔3〕1~3s内甲对地面的压力大小。   

14.如下列图，直角坐标系xOy处于竖直平面内，x轴沿水平方向，在y轴右侧存在电场强度为E1、水平向左的匀强电场，在y轴左侧存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E2  ， 方向竖直向上，匀强磁场的磁感应强度 ，方向垂直纸面向外。在坐标为〔0.4m，0.4m〕的A点处将一带正电小球由静止释放，小球沿直线AO经原点O第一次穿过y轴。 ，重力加速度为 ，求： 

〔1〕小球的比荷〔 〕及小球第一次穿过y轴时的速度大小；   

〔2〕小球第二次穿过y轴时的纵坐标；   

〔3〕小球从O点到第三次穿过y轴所经历的时间。   

15.如图甲，一竖直导热气缸静置于水平桌面，用销钉固定的导热活塞将气缸分隔成A、B两局部，每局部都密闭有一定质量的理想气体，此时A、B两局部气体体积相等，压强之比为 ，拔去销钉，稳定后A、B两局部气体体积之比为 ，如图乙。活塞的质量为M，横截面积为S，重力加速度为g，外界温度保持不变，不计活塞和气缸间的摩擦，整个过程不漏气，求稳定后B局部气体的压强。 

16.图示为某种透明介质异型砖的竖直截面，AD竖直，ABC为等腰直角三角形，BD是圆心为C的四分之一圆弧，水平放置的光屏位于砖的下端且与AD垂直。现由蓝色和红色两种单色光组成的复色光垂直AB射向C点，在光屏上D点的两侧形成间距为21cm的蓝色和红色两个光点。 ，求该介质对红光的折射率。 

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．金属的逸出功大小和截止频率都取决于金属材料本身，用光照射某种金属，要想发生光电效应，要求入射光的频率大于金属的截止频率，入射光的能量为 ，只有满足

便能发生光电效应，所以金属的逸出功为

即金属的截止频率为

所以A不符合题意；

B．使光电流减小到0的反向电压 称为遏制电压，为

再根据爱因斯坦的光电效应方程，可得光电子的最大初动能为

所以该金属的遏止电压为

所以B符合题意；

C．增大入射光的强度，单位时间内的光子数目会增大，发生了光电效应后，单位时间内发射的光电子数将增大，所以C不符合题意；

D．由爱因斯坦的光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，所以D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。

2.【解析】【解答】先以O点为研究对象，进行受力分析，有A物体的重力GA  ， 外力F和绳子的拉力FT  ， 设绳子与竖直方向的夹角为 ，那么 ，

由题可知 减小，所以F减小，FT减小；

再以物体B为研究对象，进行受力分析，有B物体的重力GB  ， 绳子的拉力FT  ， 竖直杆对B的支持力FN和摩擦力Ff  ， 那么

所以当 减小时，FN减小，Ff不变，所以D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】利用O点的平衡方程可以判别拉力和F的大小变化；利用B的平衡方程可以判别FN的大小变化。

3.【解析】【解答】C．根据题意可知，cf长为11cm，那么根据匀变速直线运动的位移差公式可得

其中

所以C符合题意；

D．匀变速直线运动中，某段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度，那么d点的速度为

所以D不符合题意；B．根据匀变速直线运动的位移公式得

所以B不符合题意；

A．同理可得b点的速度为

那么

所以A不符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】利用邻差公式可以求出周期的大小；利用平均速度公式可以求出速度的大小；利用位移公式可以求出距离的大小。

4.【解析】【解答】A．由磁场的磁感应强度B随时间变化关系图象可知，磁场反向后，产生的感应电流的方向没有改变，0~t0时间内，磁场垂直纸面向里，B减小，所以线圈中的磁通量在减小，根据楞次定律可判断线圈的电流方向为顺时针，所以A不符合题意；

BC．由图象可得斜率为

那么由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的感应电动势为

线圈的电功率为

所以B符合题意，C不符合题意；

D ．0~t0内，磁感应强度在减小，线圈的磁通量在减小，所以根据楞次定律可知，线圈有扩张趋势，所以D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向；利用电磁感应定律可以求出电动势的大小；利用欧姆定律结合电磁感应定律可以求出电功率的大小；利用磁通量的变化可以判别线圈受到安培力的方向及运动的趋势。

5.【解析】【解答】由题意可知，一般曲线某点的相切圆的半径叫做该点的曲率半径，行星通过B点处的速率为vB  ， 在太阳的引力下，该点的向心加速度为

设行星在这个圆上做圆周运动，同一点在不同轨道的向心加速度相同，那么在圆轨道上B点的加速度为

那么B点的曲率半径为

根据开普勒第二定律，对于同一颗行星，在相同时间在扫过的面积相等，那么

即行星通过C点处的速率为

所以C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】利用向心加速度的表达式可以求出曲率半径的大小；利用面积定律可以求出速率的大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】AD．由题意可知，图中曲线是抛物线，那么曲线的表达式可写为

粒子只在电场力作用下运动，由动能定理得

即

又

所以粒子在运动过程中，受到的电场力不变，说明电场为匀强电场，场强为

即粒子沿x轴做加速度不变，所以A符合题意，D不符合题意；

BC．粒子从O点运动到x1点，由动能定理得

电场力做正功，电势能减少，为

那么O、x1两点之间的电势差为

所以B不符合题意，C符合题意。

故答案为：AC。

 
【分析】利用抛物线的表达式结合动能定理可以判别场强的大小，利用场强的大小可以判别加速度的变化；利用动能定理可以求出电场力做功及电势差的大小及动能的变化。

7.【解析】【解答】A．如果仅在XX′之间加不变的电压〔X正X′负〕，电子在两极间发生偏转，做类平抛运动，电子射出时沿垂直于板面的方向偏移为

电子离开电场的偏转角度为

那么电子到达屏上距离中心的距离为

其中 是极板到屏的垂直距离，即 与U成正比，所加电压不变，电子的在光屏的位置不变，所以在荧光屏的正X轴上将出现一个亮斑，所以A不符合题意；

B．如果仅在XX′之间加图乙所示的电压，所以电子只在X方向偏转，由图象可知，电压均匀增大，又 与U成正比，所以亮点在X轴上均匀分布，所以在X轴上是一条水平的亮线，所以B符合题意；

C．如果在XX′之间加不变的电压〔X正X′负〕，在YY′之间加图丙所示的电压，电子既要在X方向偏转，也要在Y方向偏转，由于XX′之间的电压不变，所以看到的也是一条平行与Y轴的亮线，在Ⅰ、Ⅳ象限，所以C不符合题意；

D．如果在XX′之间加图乙所示的电压，在YY′之间加图丙所示的电压，电子既要在X方向偏转，也要在Y方向偏转，但在X轴方向均匀分布，所以看到的就是和图丙一样的正弦曲线，所以D符合题意。

故答案为：BD。

 
【分析】利用偏转电压对应的偏转方向进行叠加可以判别光屏上对应的图像。

8.【解析】【解答】A．物块接触弹簧之前，物块减速运动，木板加速运动；当弹簧被压缩到最短时，摩擦力反向，直到弹簧再次恢复原长，物块继续减速，木板继续加速；当物块与弹簧别离后，物块水平方向只受向左的摩擦力，所以物块加速，木板减速；最终，当物块滑到木板最右端时，物块与木板共速，一起向左匀速运动。所以木板先加速再减速，最终做匀速运动，所以A符合题意；

B．当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块与木板第一次共速，将物块，弹簧和木板看做系统，由动量守恒定律可得

得

从开始运动到弹簧被压缩到最短，由能量守恒可得

从开始运动到物块到达木板最右端，由能量守恒可得

那么最大的弹性势能为

所以B符合题意；

C．根据动量定理，整个过程中物块所受合力的冲量大小为 ，
整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为 ，C符合题意；

D．由题意可知，物块与木板之间的摩擦力为

又系统克服摩擦力做功为

那么

即弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为 ，所以D不符合题意。

故答案为：ABC。

 
【分析】利用牛顿第二定律可以判别木板的运动情况；利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出最大的弹性势能大小；利用动量的变化可以求出冲量的大小；利用摩擦力做功可以求出对应的距离大小。

9.【解析】【解答】A．液体外表层分子间的距离大于液体内局部子间距离，分子力表现为引力，故液体外表存在外表张力；A符合题意；

B．密闭容器中的理想气体温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可得

气体一定要从外界吸热，B符合题意；

C．当分子间作用力表制现为斥力时，距离增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间作用力表现为引力时，距离增大，分子力做负功，分子势能增大。C不符合题意；

D．根据热力学第二定律的另一种表述可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，D不符合题意；

E．液体不浸润固体的原因是，附着层的液体分子可能比液体内部稀疏，也就是说，附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡的距离，附着层内分子间的作用表现为引力，附着层由收缩的趋势，就像液体外表张力的作用一样。这样的液体与固体之间表现为不浸润，所以E符合题意。

故答案为：ABE。

 
【分析】分子间距离变大时分子势能不一定增大；热量不能自发从低温物体传递给高温物体；利用热力学第一定律可以判别气体的热传递情况。

10.【解析】【解答】A．超声波比人耳听到的声波波长短，而波长越长越容易发生光的衍射，所以人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象，A符合题意；

B．根据双缝干预实验中相邻亮〔暗〕条纹的间距公式

可知，光的频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹越窄，所以B不符合题意；

C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波；所以C符合题意；

D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，所以D符合题意；

E．火车鸣笛向我们驶来，即波源与观察者相互靠近，我们听到的声音频率比声源振动的频率高，E不符合题意。

故答案为：ACD。

 
【分析】利用波长的比较可以判别衍射现象的明显程度；利用波长和频率的关系可以判别干预条纹的间距；利用多普顿效应可以判别接收频率的大小。

三、实验题

11.【解析】【解答】(1)由图乙可知， 时，加速度大小不变，角速度大小也不变，所以此时桌面在做匀速圆周运动，所以B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。(2)由图乙可以看出，加速度和角速度的变化曲线大致一样，所以可以得到的结论是：半径一定时，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大。(3)物体做圆周运动的加速度为

假设要研究加速度与半径的关系，应该保持转速〔或角速度〕不变，改变   到圆心的距离〔或半径〕；所以还需要的测量仪器是刻度尺。

 
【分析】〔1〕利用角速度和加速度的大小不变可以判别桌面在做匀速圆周运动；
〔2〕利用半径一定时，加速度和角速度大小可以得出对应的结论；
〔3〕探究加速度与半径的关系应该使用控制变量法；保持角速度不变；改变半径的大小，还需要使用的仪器是刻度尺来测量长度。

12.【解析】【解答】(1)图象如下列图。

；(2)根据闭合电路欧姆定律可得 变形为 由图象可得

；(3)假设考虑电流表内阻对测量的影响，那么表达式变为

因此，电动势的测量无误差，即电动势E的测量值等于真实值，但是内阻测量偏大，即内阻r的测量值大于真实值。

 
【分析】〔1〕利用数据点进行连线；
〔2〕利用斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；
〔3〕利用电流表分压可以判别电动势的测量值等于真实值；内阻的测量值大于真实值。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕利用面积可以求出竿的长度；
〔2〕利用动能定理可以求出竿对乙做功的大小；
〔3〕利用牛顿第二定律结合牛顿第三定律可以求出甲对地面的压力大小。

14.【解析】【分析】〔1〕利用平衡条件结合动能定理可以求出比荷和速度的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合几何关系可以求出纵坐标的大小；
〔3〕利用圆心角的大小结合类平抛的位移公式可以求出运动的时间。

15.【解析】【分析】利用平衡条件结合等温变化可以求出气体的压强。

16.【解析】【分析】利用几何关系结合折射定律可以求出折射率的大小。