2021四省名校高三下学期第三次大联考理科综合物理试题含答案

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2021届四省名校高三第三次大联考

理综物理

二、选择题:本题共8小题,每小题6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。

14.中国可控核聚变装置“环流器二号M”于2020年在成都投入运行,装置原理图如图所示。人

类使用H、H和He等为核燃料在该装置中进行热核聚变反应。核反应方程①: H+H

→He+X+17.6 MeV ;核反应方程②: He+He→He+2Y+12. 86 MeV,对比这两种核反应，下列说法正确的是

A.核反应①中质量亏损较大,强磁场不能对运动的X提供洛伦兹力进行约束

B.核反应①中质量亏损较小，强磁场可以对运动的X提供洛伦兹力进行约束

C.核反应②中质量亏损较大,强磁场可以对运动的Y提供洛伦兹力进行约束

D.核反应②中质量亏损较小,强磁场不能对运动的Y提供洛伦兹力进行约束

15.如图所示,一光滑的轻小定滑轮用轻杆OO'固定于O'点,跨过定滑轮的细绳一端系着物块a,另一端系在物块b上,物块b静置于粗糙水平桌面上。现将物块a拉至与定滑轮相同的高度,此时细绳刚好伸直且无拉力,然后将物块a由静止释放,在物块a摆到最低点的过程中,物块b始终保持静止状态,则该过程中

A.细绳对物块a的拉力逐渐减小

B.轻杆对定滑轮的作用力逐渐减小

C.桌面对物块b的支持力逐渐减小

D.桌面对物块b的摩擦力逐渐减小

16.人类发射卫星时总是自西向东发射,以利用地球的自转速度达到节省燃料的目的。已知地球的质量为M、半径为R、自转周期为T ,引力常量为G,在位于赤道的发射场发射一质量为m的卫星，使其成为近地卫星，则至少需要对该卫星做的功为

/2πR

A.         B.     C.    D.

17.如图所示为两个正电荷与一个负电荷形成的电场的等势面,相邻等势面之间的电势差相等。其中O点为两个正电荷连线的中点,AOB连线水平,且A、B两点关于O点对称;CDE连线竖直,且C、E两点关于D点对称;以无穷远处为零势能面,A、B、C、E、F分别在对应的等势面上,电势如图中标注。下列说法正确的是

A.A、B两点的电场强度相同

B.将一负检验电荷由O点沿竖直方向移动到F点,电场力对该电荷做正功

C.同一正检验电荷在A点处的电势能小于其在C点处的电势能

D. D点的电势高于一10 V

18.如图所示,同一竖直面内有M、N两点,MN连线与水平方向的夹角=30°,0点为MN连

线的中点。当MN上方仅存在竖直向下的匀强电场时,质子以水平向右的速度v从O点进入电场,将从N点离开电场;当MN上方仅存在垂直于竖直面向里的匀强磁场时,质子以相同速度v从O点进人磁场,将从M点离开磁场。若质子的重力忽略不计,则电场强度与磁感应强度的比值为

A.            B.          C.            D.

19.如图所示为一理想自耦变压器,a、b两端与一输出电压有效值恒为U1的正弦交流电源相连,c、d之间接有定值电阻R,用I1表示流过a、b端的电流有效值,I2表示流过定值电阻R的电流有效值,U2表示R两端的电压有效值,P表示自耦变压器输入的电功率。将滑动触头从图中M点沿顺时针方向匀速转动到N点,从滑动触头开始转动时计时，下列图象可能正确的是

20.如图所示,塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A,小车A通过用高分子材料制成的轻质缆绳吊着物体B。通过机械控制物体B在竖直平面内运动。图a是物体B在水平方

向向右(x轴正方向)运动的位移一时间图象,图b是物体B在竖直方向向下(y轴正方向)运动的速度一时间图象,物体B运动过程中缆绳始终绷紧。空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是

A.t2~t3时间内,物体B的运动轨迹为曲线

B.t2~t3时间内,物体B的运动轨迹为直线

C.t1~t2时间内,物体B克服缆绳拉力做功的功率增大

D.t1~t2时间内,物体B克服缆绳拉力做功的功率恒定

21.如图所示,质量M=2 kg、半径R=0.5 m、内壁粗糙程度一致的半圆槽静置于光滑的水平地面上。现将一质量m=1kg的小球(可视为质点)自左侧槽口A点的正上方h=1m处由静止释放,小球下落后自A点进入槽内,然后从C点离开。已知小球第一次滑至半圆槽的最低点B时,小球的速度大小为4 m/s,重力加速度g=10 m/s? ,不计空气阻力,则小球第一次在半圆槽内向右滑动的过程中，下列说法正确的是

A.小球从A点到B点的过程中,小球对半圆槽的作用力对槽所做总功为正

B.小球从A点到B点的过程中,小球与半圆槽组成的系统增加的内能为7 J

C.小球从A点到C点的过程中,半圆槽的位移为

D.小球从C点飞出后做斜抛运动

第II卷

三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须

作答。 第33~38题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题(共129分)

22. (5分)

实验小组通过圆周运动来测量圆盘的半径,装置如图甲所示。一水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动,在圆盘上沿半径方向开有三条相同的均匀狭缝,狭缝间夹角相等。将激光器与传感器上下对准,尽量靠近圆盘的边缘处,使二者的连线与转轴平行,分别置于圆盘的，上下两侧，激光器连续向下发射激光束。在圆盘的转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感器接收到一个激光信号,并将其输人计算机,经处理后画出相应的图线,如图乙所示,横坐标表示时间,纵坐标表示传感器电压。

(1)使用游标卡尺测量狭缝宽度,如图丙所示,读数为______mm。

(2)根据图乙的参数,取π=3. 14,得到圆盘边缘的线速度为_____m/s,圆盘的半径为______m。

23. (10分)

某同学要测量某电源的电动势与内阻,实验器材如下:

待测电源(电动势约为3 V,内阻约为2 Ω)

双量程电压表(量程为3 V,内阻约为3 kΩ;量程为15 V ,内阻约为15 kΩ)

电流表(量程为0.5 A,内阻RA=3 Ω)

金属丝PQ(总阻值为20 Ω)

开关、导线若干,带鳄鱼夹的导线两根

(1)实验要求测量结果尽量准确,该同学连接的实物电路如图甲所示,在闭合开关前,检查电路,指出在器材连接上的两个不妥之处①____________________。

(2)修正器材连接上的不妥之处后，进行正确的实验操作,得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I ,作出U- I图象如图乙所示,根据图象,该电源的电动势E=______V,内阻r=___Ω。(结果保留两位有效数字)

(3)实验中,调节鳄鱼夹N的位置,接入电路中的金属丝的长度L与其实际功率P都会变化，下列选项中能正确反映P- L关系的是___________(填正确答案标号)。

24. (12分)

某同学将一质量为m的小球靠近墙面(砌砖的厚度均相同)竖直向上抛出,小球在运动中受到的空气阻力大小不变。用频闪照相机记录了其运动过程中的一-部分位置,图甲和图乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,已知小球运动的最高点相对于抛出点的高度为H,重力加速度为g。求:

(1)空气阻力的大小;

(2)以抛出点为零势能面,小球向，上运动的过程中,在距抛出点多高处重力势能是其动能的两倍。

25. (20分)

如图甲所示,倾角θ=30°的平行金属导轨MN和M'N'与水平放置的平行金属直导轨NP和N'P'在倾斜导轨的最低点NN'平滑相连，导轨均光滑,间距L=0.5 m。倾斜导轨的矩形AA'N'N区域内存在着垂直于导轨平面向，上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B,随时间的变化规律如图乙所示;水平导轨所在的区域存在着竖直向上的匀强磁场。金属棒cd垂直于水平导轨放置并处于锁定状态,金属棒ab垂直于倾斜导轨,处于磁场区域以外，两金属棒均与导轨接触良好,两金属棒的质量均为m=0.2 kg,长度均为L,阻值均为R,重力加速度取g=10 m/s2。t=0时刻,将金属棒ab由静止释放,金属棒ab在倾斜导轨上向下滑动的过程中,回路中的电流一直保持不变。当金属棒ab进入水平导轨的瞬间，金属棒cd解锁,此后金属棒ab和cd在运动过程中始终未相撞。忽略金属棒ab和cd之间的相互作用力及导轨电阻。

(1)求金属棒ab进入矩形磁场区域时的速度大小v及沿倾斜导轨方向磁场区域的长度x;

(2)求金属棒ab的阻值R及在倾斜导轨上下滑过程中金属棒ab上产生的热量Q ;

(3)若金属棒cd解锁前与NN'的距离s=6.4 m,为保证金属棒ab和cd在运动过程中不相撞,求水平导轨区域磁场的磁感应强度B2至少为多大。

(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。如果多做,则每科按所做的第一题计分。

33. [物理一-- 选修3- -3](15分)

(1)(5分)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.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但它说明了液体分子在不停地做无规则运动

B.0°C的水结成冰,部分水分子已经停止了热运动

C.随着分子间距离的增大,分子势能可能先减小后增大

D.物体放出热量其温度不一定降低

E.用油膜法测分子直径时,使用纯油酸进行实验时效果更好

(2)(10分)如图所示,一个粗细均匀的“U"形玻璃管竖直放置,两管上端封闭且等高,管内有一段水银柱,左管上方空气柱的长度ll=10 cm,压强p1=70 cmHg,右管上方空气柱的长度l2=30 cm。现将右管上端缓慢打开,直到水银面再次稳定,在整个过程中气体温度保持不变，大气压强为p0=76 cmHg,已知≈41.5,求:

( i )左管上方空气柱的长度将变为多少;

(ii)左管上方空气柱的压强将变为多少。

34. [物理一选修 3- 4](15 分)

(1)(5分)一列简谐横波在同-均匀介质中沿x轴正方向传播,当传播到x=1 m的质点A时开始计时,t=4 s时的波形如图所示，且此时波刚好传播到x=3 m处,B、C两质点此时的位移均为y=1 cm。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.该波传播的速度大小为0.5 m/s

B.t=4 s之后,质点C比质点B回到平衡位置要晚1 s

C.t=8 s时质点A将运动到x=5 m的位置

D.t=11 s时,平衡位置在x=5 m处的质点的位移为一2 cm .

E.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为1m的障碍物,则会发生明显的衍射现象

(2)(10分)如图所示,ABCD为一梯形玻璃砖的截面,AB= AD= BC= 2L,∠ADC=∠BCD=60°,一束单色光在距C点0. 25L的G点垂直于DC边射人梯形玻璃砖,该光束恰好在BC边上发生全反射,光在真空中的传播速度为c,求:

(i)该单色光在梯形玻璃砖中的折射率n;

(ii)该单色光通过梯形玻璃砖所用的时间t。