安徽省安庆市2021届高三下学期理综物理二模试卷

 高三下学期理综物理二模试卷

一、单选题

1.1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动图景如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是（   ） 

A.绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B.少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C.通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10-15m
D.通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10-15m

2.给某物体一个初速度，使其沿直线运动，运动过程中的v2-x关系如图所示，下列说法正确的是（   ） 

A. 物体做变加速直线运动                                       B. 物体运动的初速度大小为16m/s
C. 物体运动的加速度大小为2m/s2                          D. 物体通过8m位移所用的时间为4s

3.2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都    建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示，核聚变主要原料氕核（ ）和氘、核（ ）均从圆心O沿半径方向射出，被约束在半径为R和 两个同心圆之间的环形区域，该区域存在与环面垂直的匀强磁场。则下列说法正确的是（   ） 

A.若有粒子从该约束装置中飞出，则应减弱磁场的磁感应强度
B.若两种粒子在磁场中做圆周运动的半径相同，则两种粒子具有相同的动能
C.若两种粒子从圆心射出到再次返回圆心的时间相同，则两种粒子具有相同的动量
D.若氘核（ ）在磁场中运动的半径 ，则氘核（ ）不会从该约束装置中飞出

4.2020年12月1日，“嫦娥五号”探测器成功实现在月球表面软着陆，随后开始约两天的月面工作，在完成月壤的钻取采样与封装等工作后，于12月3日“上升器”启动3000N推力发动    机，从月面起飞上升，发动机经过约6分钟的工作后到达距月面200km高的环月轨道绕月飞行，伺机与一直在该轨道飞行的“轨返组合体”进行对接。已知月球质量M=7.4×1022kg，月球半径R=1740km，万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2  ， 则下列说法正确的是（   ）           

A. “轨返组合体”与“上升器”对接后，它们的共同速度将减小
B. 对接前，“轨返组合体”在环月轨道上飞行的速度约为1.6km/s
C. 对接后，“轨返组合体”与“上升器”一起绕月飞行的周期约为3h
D. 对接后，“轨返组合体”与“上升器”一起绕月飞行的向心加速度约为3m/s2

5.如图所示，理想变压器的原、副线圈中接有规格相同的灯泡A和B，其额定电压均为U，定值电阻R的阻值为灯泡正常发光时电阻的八分之一，当原线圈接入正弦交流电并合上开关K后，灯泡A和B均正常发光，此时，交流电压表的示数为（   ） 

A. 10U                                       B. 9U                                       C. 8U                                       D. 7U

二、多选题

6.如图所示，质量m=0.4kg的物块停放在水平桌面上。现对物块施加一个竖直向上的外力F，使它由静止开始竖直向上做直线运动。已知外力F随时间t的变化关系为F=（6-2t）N，（时间单位为秒，g取10m/s2）。则（   ） 

A. 物块向上运动过程一直做加速运动
B. 物块向上运动过程中始终处于超重状态
C. 在0~1s内，物块处于超重状态
D. 在t=2s时，物块的速度为零

7.如图所示，竖直放置的半径为R的四分之一光滑圆弧绝缘轨道AB与水平面BC相切于B点，整个空间分布着水平向左的匀强电场，场强大小 ，质量为m，电荷量为+q的带电小球（视为质点）由圆弧轨道的顶端A点静止释放。下列说法正确的是（   ） 

A. 带电小球到达B点时的速度大小为
B. 带电小球刚开始运动时加速度大小为
C. 若带电小球以初速度 从A点水平向左抛出，带电小球直接运动到水平面BC的时间为
D. 若电场方向变为水平向右，大小 ，小球仍从A点由静止释放，带电小球运动到水平面BC上的B点时速度恰好减为0。

8.如图所示，一根绝缘轻弹簧左端固定在绝缘的竖直挡板上，弹簧自然伸长时右端位于O点。用一根不可伸长的绝缘轻绳，通过轻质光滑定滑轮连接带电物块P（视为点电荷）和不带电物块Q，物块P所带的的电荷量为+q，物块P与水平面间的动摩擦因数 ，整个空 间存在水平向左的匀强电场，场强，已知AO=2x，OB=x，物块P和Q的质量均为m，现将物块P从图中A点静止释放，P能向左运动并压缩弹簧到最短的位置B点，P与滑轮之间的轻绳始终与水平面平行，不计空气阻力及弹簧与水平面间的摩擦，重力加速度为g，整个过程中，滑轮右边的轻绳始终处于伸直状态，则（   ） 

A. 物块P从A点运动至O点的过程中，轻绳对物块Q的拉力大小为mg
B. 物块P从A点运动至O点的过程中，系统机械能增加5mgx
C. 物块P运动至O点时的动能为
D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能为

9.下列说法正确的是（   ）           

A. 布朗运动说明了液体分子在永不停息地做无规则热运动
B. 在自由下落的过程中，封闭气体对容器壁的压强为零
C. 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体内分子的平均动能也越来越大
D. 由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
E. 热机的机械效率不可能达到100%

10.波源S在t=0时开始振动，其振动图像如图所示，在某介质中传播形成一列简谐横波，在波的传播方向上有M、N两质点，它们到波源S的距离分别为24m和36m，测得M、N开始振动的时间相差2.0s。下列说法正确的是（   ） 

A.N质点开始振动的方向向下
B.波在该介质中传播速度为6.0m/s
C.该波的波长为4m
D.当N质点刚开始振动时，M质点正通过平衡位置向下运动
E.从t=0到t=7s，M质点通过的路程为30cm

三、实验题

11.有同学利用如图所示装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并固定两个光滑的滑轮A和B，三根绳子打一个结点O，各绳另一端均连接钩码，各钩码质量均相等，当系统如图达到平衡时，根据钩码个数可读出三根绳子的拉力F1、F2和F3  ， 回答下列问题： 

（1）若某次实验中钩码个数 =2， =5，则 可能等于___________（填正确答案标号）。 

A.2
B.4
C.8
D.9

（2）在实验过程中，关于实验操作和相关要求，下列说法正确的是___________（填选项前字母）。           

A.实验中三段绳子应与竖直木板平行
B.实验中需要用天平测出一个钩码的质量
C.在某两次实验中，O点位置可以不同
D.实验中需要用量角器量出三段绳子之间的夹角

（3）通过实验，该同学用作图法作出了两个图，如图甲、乙所示，你认为图示中________（填“甲”或“乙”）是正确的。   

12.某课外兴趣小组想利用如图所示电路测量电阻Rx的阻值和一节电池的电动势与内阻，除待测电源和待测电阻外还备有如下器材： 

电压表 ：量程为500mV内阻为1kΩ

电压表 ：量程为2V内阻为2kΩ

电压表 ：量程为5V内阻为5kΩ

电阻箱R

开关、导线若干

（1）为了较准确地测定Rx的电阻值、电池的电动势和内阻，在三个电压表中选择一个合适的电压表是________（填入所给器材符号）   

（2）根据图1的电路图连接好电路后，测定电阻Rx时主要进行了两步实验。 

第1步：闭合 和 ，断开 ，记录电压表示数 ；

第2步：闭合 和 ，断开 ，调节电阻箱R的阻值，使电压表示数仍为 ，此时电阻箱R的相应读数如图2所示，则被测电阻Rx的电阻值为________Ω。

（3）闭合 和 ，断开 通过多次改变电阻箱R的阻值，记录R的值和对应的电压表示数U，画出U随 变化的图线为直线，如图3所示，则待测电源电动势为________V，内阻为________Ω；从实验原理来看，实验测量值与真实值相比较，电动势的测量值________，内阻的测量值________（后两空填“偏大”、“偏小”或“不变”）。   

四、解答题

13.如图所示，光滑平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，导轨间距为d=0.5m，上端电阻R=1.5Ω，在图中矩形虚线框区域存在大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。现将质量m=2kg、内阻r=0.5Ω、长L=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上高度h=0.2m处由静止释放，导体棒将以速度v0进入水平导轨，恰好穿过磁场区域。若将导体棒ab从倾斜导轨上更高的H处由静止释放，导体棒ab穿出磁场区域时的速度恰好为v0  ， 运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨电阻，g=10m/s2。 

（1）.求导体棒ab第一次进入磁场区域时通过电阻R的电流   

（2）.若导体棒ab第二次通过磁场过程中电阻R上产生的焦耳热9J，求导体棒第二次释放高度H的值。   

14.如图为一传送装置，其倾斜部分与水平方向之间的夹角 ，传送带水平部分的长度为2.4m。传送装置以速度 逆时针匀速转动。某时刻有一质量为 的物块A从传送装置最下端以速度 射入，射入时速度方向与传送装置的倾斜部分平行，在物块A射入的同时将质量为2m的物块B轻放于传送装置水平部分的最右端，B物块刚转过水平部分立即与A物块发生碰撞（设B物块经过转弯处时速度方向立即改变，大小不变），两物块碰撞后立刻粘合在一起运动。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为 ，重力加速度 ， 。试求： 

（1）两物块从开始释放到碰撞所经历的时间；   

（2）两物块碰后瞬间的速度大小；   

（3）碰撞后两物块与传送装置间因摩擦而产生的热量。   

15.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7°C的环境中，左侧管上端开口，并用h1=4cm的水银柱封闭有长L1=14cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长L2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h2=10cm，若把该装置移至温度恒为27°C的房间中（依然竖直放置），在左侧管中再注入一定量的水银，使右管中气体仍然恢复到原来的长度L2  ， 大气压强恒为p0=76cmHg，不计一切摩擦，求： 

①注入的水银柱的长度；

②注入水银后左侧气柱的长度。

16.如图所示为一个均匀透明介质球，球心位于O点，半径为R，一束单色光从真空中沿DC方向平行于直径AOB射到介质球上的C点，DC与AB的距离H= R，若该光束射入球体经一次反射后由P点（图中未标出）再次折射向真空中，已知出射光线与入射光线平行，光在真空中的速度为c。求： 

①该透明介质的折射率n；

②光束从C点射入到从P点射出所经历的总时间。

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】 C  

【解析】【解答】绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，AB不符合题意。通过“α粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10-15m，原子半径的数量级为10-10m，不是通过α粒子散射实验确定的，D不符合题意。

故答案为：C

 
【分析】绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转。

2.【答案】 D  

【解析】【解答】由运动学公式 并结合图像可知，物体的初速度为4m/s，加速度为 。所以物体做物体的初速度为4m/s，加速度为 的匀减速直线运动。通过8m的位移速度减为零，所用时间为4s，所以ABC不符合题意，D对。

故答案为：D

 
【分析】由运动学公式并结合图像可知，图像斜率表示2a，纵轴截距为初速度的平方，再根据运动学公式求解。

3.【答案】 D  

【解析】【解答】若有粒子飞出，要想达到约束效果，则应减小半径，故应增大磁感应强度，所以A选项错误；由 可知，粒子的半径相同，电荷量相同，则动量大小相同，因质量不同，故动能不相同，假设两粒子具有相同的动量，则粒子的半径相同，两种粒子经过的路程完全相同，但质量不同，速度大小不同，故时间不同，所以B、C选项错误；核材料不从约束装置中飞出，有几何关系得： ，D选项正确

故答案为：D

 
【分析】由洛伦兹力提供向心力并根据几何关系画出运动轨迹，并列方程求解。

4.【答案】 B  

【解析】【解答】“轨返组合体”与“上升器”对接后，仍然在原轨道上绕月飞行，他们的共同速度保持不变，A不符合题意。设“轨返组合体”的质量为m，环绕月球飞行的速度为v，由万有引力定律知 ，解得

代入数据解得 ，B符合题意。“轨返组合体”与“上升器”一起绕月飞行的周期为T，向心加速度为 ，由圆周运动的知识可得： ， ，所以CD不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】根据卫星组合体在万有引力的作用下绕月球做圆周运动，根据向心力的公式列方程求解。

5.【答案】 A  

【解析】【解答】在灯泡A和B均正常发光时，灯泡A和B两端的电压均为额定电压，设此时通过灯泡B的电流为I，由于电阻R的阻值为灯正常发光电阻的八分之一，由并联分流原理知，通过电阻R的电流为8I，所以通过副线圈的总电流为9I，而原线圈的电流为I，由能量守恒有

得电压表的示数为

故答案为：A。

 
【分析】根据变压器原副线圈之间电压、电流和功率与匝数的关系进行分析求解。

二、多选题

6.【答案】 C,D  

【解析】【解答】物体向上运动的加速度a=5-5t（m/s2），物体在第一秒内向上做加速运动，第二秒内向上做减速运动，所以AB不符合题意，C符合题意。-根据运动的对称性，第二秒末物体的速度为零，D符合题意。

故答案为：CD

 
【分析】根据外力F随时间的变化关系和物体的质量表示出物体加速度随时间的变化关系，判断物体在不同时间段内的超失重状态。

7.【答案】 B,C  

【解析】【解答】带电小球受到合力由A指向B，由动能定理得 ，所以A不符合题意；小球受到电场力大小为 ，与重力垂直，两力合力为 ，B选项对；由A到水平面BC的运动在竖直方向做自由落体运动，C选项对，电场方向变为水平向右，大小 后，重力与电场力合力方向与水平方向成300指向右下方，由动能定理或简谐运动对称性可知，小球到不了B点。

故答案为：BC

 
【分析】根据动能定理和运动的合成与分解的相关公式进行列方程求解。

8.【答案】     B,D

【解析】【解答】物块P释放后向左做加速运动，物块Q也向上做加速运动，所以绳的拉力大于mg，A不符合题意；P从A点运动至O点的过程中，机械能的增加量等于电场力和摩擦力所做的总功，即： ，B符合题意；物块P从A运动至O点过程中，对P、Q系统由能量守恒得： ，解得： ，C不符合题意；物块P从A运动至B点过程中，对P、Q系统由能量守恒得： ，解得： ，D符合题意。

故答案为：BD

 
【分析】对物块和弹簧进行分析，根据功能关系和动能定理列方程分析去求解。

9.【答案】 A,D,E  

【解析】【解答】布朗运动说明了液体分子在永不停息地做无规则运动，A对。气体对容器壁的压强是由于气体分子的撞击力引起的，与自由下落无关，B不符合题意。物体分子的平均动能只与温度有关，与物体的宏观运动没有关系，C不符合题意。由同种元素构成的固体由于原子的排列方式不同可以形成不同的晶体，D对。热机效率不可能达到100%，E对。

故答案为：ADE

 
【分析】布朗运动间接说明了气体或液体分子的无规则运动；无论静止还是运动，封闭气体对容器的压强都不变；分子平均动能只与温度有关与宏观物体的运动无关；由热力学第二定律可知热机效率达不到百分之百。

10.【答案】 A,B,E  

【解析】【解答】A.由振动图像可知，波源的起振方向向下，所以该列波任何一点的起振方向都向下，故A正确。
B.由波传播距离与波速之间的关系可知， 故B正确。
C.由波速、周期和波长之间的关系可知， 故C错误。
D.N点开始振动时，M点刚好经过半个周期，由振动图像可知此时正通过平衡位置向上振动，故D错误。
E.由题意可知4秒后M点开始振动，振动时间为3秒，故路程为30m，故E正确。
故答案为：ABE。
【分析】根据波动图像与振动图像之间的关系，以及波长、波速和周期之间的关系列方程求解。

三、实验题

11.【答案】 （1）B
（2）A,C
（3）甲  

【解析】【解答】（1）N1、N2钩码的重力的合力大小应该等于N3钩码的重力，由三角形知识应有N2-N1<N3<N2+N1  ， 即3<N3<7，故答案为：B；
（2）实验中只要知道三根绳子的拉力关系就能作图验证力的平行四边形定则，因此不需要测出钩码的质量，B不符合题意；实验中以F1、F2为邻边作平行四边形验证，无需测夹角，D不符合题意；实验中绳子与木板平行才能在木板平面完成好实验，A符合题意；由于每次实验都能进行一次验证，故两次实验中O点的位置可以不同，C符合题意；所以答案为：AC．
（3）实验中F3方向应沿OC竖直方向，所以甲图正确。

【分析】（1）由三角形三边关系可知，两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，可判断钩码个数范围。
（2）实验过程中需保证绳子与木板平行，用钩码个数表示拉力大小，不许要测量钩码质量。
（3）实验中F3应沿竖直方向。

12.【答案】 （1）V2
（2）62或62.0
（3）1.61（1.59～1.63均可）；1.24（1.22～1.26均可）；偏小；偏小  

【解析】【解答】根据电池的电动势可知，电压表选 量程最合适，R接入电路和Rx接入电路，效果相同，所以Rx=R，由闭合电路欧姆定律， ，图线与纵轴交点为“1.61V”，故E=1.61V，由图线的斜率 =1.24知，电池内阻为1.24Ω。注意此处不要用图像与纵轴交点值除以与横轴交点值。由于电压表得分流作用，考虑误差后的函数式为 ，所以纵截距为 ，斜率为 ，测量值偏小。

【分析】（1）选择电压表要遵循安全、准确、方便的原则。
（2）由图读数可知，读数为62.0Ω。
（3）由图像可知，斜率表示内电阻，纵轴截距表示电源电动是，根据闭合电路欧姆定律可知电源电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小。

四、解答题

13.【答案】 （1）解：导体棒第一次进入磁场速度

回路中产生的感应电动势

所以通过电阻R的电流

（2）解：导体棒ab第二次通过磁场过程中回路中产生的总焦耳热

设第二次进入的速度为v，由能量守恒有

解得v=4m/s

则

【解析】【分析】（1）由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律分析求解。
（2）根据能量守恒电路中产生的焦耳热等于整个系统中的机械能减少量，由动能定理求出下落高度。

14.【答案】 （1）解：设物块B在水平部分运动的加速度为 ，经时间 与传送带共速 

解得：

达到共速时的位移

匀速运动的时间 经历的时间

（2）解：设物块A沿倾斜部分上滑的加速度为 ，A与B碰前速度为

由 解得：

解得：

由动量守恒： 解得：

（3）解：碰后AB一起加速下滑，加速度大小为 ，设经时间 与传送带共速 

解得：

物块的位移

传送带的位移

此过程摩擦发热为

共速后继续加速的加速为 由由 解得：

传送带倾斜部分的长度

设物块从共速到滑落所需时间为 由 解得：

此过程摩擦发热为

撞后两物块与传送装置间因摩擦而产生的热量

【解析】【分析】（1）B在水平部分的运动分为两部分，先做匀加速直线运动，达到与传送带共速后做匀速直线运动，计算两端运动的时间相加即可。
（2）由牛顿第二定律结合运动学公式可知A与B发生碰撞时的速度，再根据动量守恒定律列方程求解。
（3）碰后两物体一起加速下滑，由牛顿第二定律结合运动学公式可计算共速时物体与传送带之间的相对位移，由功能关系计算此过程的产热；共速后两物体继续做匀加速直线运动，计算到达底端时物体与传送带的相对位移，由功能关系计算产热。

15.【答案】 解：①在温度为7°C的环境中，右侧管中理想气体

由盖•吕萨克定律

解得

因此注入的水银柱的长度

②由理想气体的状态方程

得 解得

【解析】【分析】（1）注入水银之后，升温使右侧管中气体体积不变，故气体发生等容变化，由平衡条件计算变化前后的气体压强，根据盖·吕萨克定律列方程求解。
（2）对左侧气柱进行分析，由平衡条件找到初末状态的气体压强以及温度，根据理想气体状态方程求解。

16.【答案】 解：①作出光路如图，

光线经反射后到达介质与空气的界面时，出射角i＇=i，由折射定律可得r＇=r

折射光线PQ与入射光线DC平行，则∠POA=∠COA=i，i=60°，折射角r=30°，

折射率n= =

②光从C射入到射出通过的路程是s=4Rcos30°，光在介质中传播速度v= = c

则该光从C射入到射出的总时间t= =

【解析】【分析】（1）根据题意做出光路图，由光的折射定律和几何关系列方程求解。
（2）根据光在介质中的传播速度与折射率的关系计算光在介质中的传播速度，再由运动学公式求解。