全国卷Ⅲ衡水金卷2021年高三先享题信息卷（五）物理（含答案）

（全国卷Ⅲ，衡水金卷）2021年高三先享题信息卷（五）

物理

本试题卷共16页，38题(含选考题)。全卷满分300分。考试用时150分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡，上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑，答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

第I卷

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.关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法不正确的是

A.伽利略猜想运动的速度与下落的时间成正比，并直接用实验进行了验证

B.伽利略的研究过程是：提出问题→猜想一实验验证→数学推理→合理外推→得出结论

C.伽利略通过数学推演并利用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的二次方成正比

D.伽利略通过逻辑推理否定了亚里士多德关于重的物体下落快、轻的物体下落慢的论断

15.如图所示，喷泉是公园中一道美丽的风景线。已知某个喷泉口斜向上与水平地面成θ角，喷泉口的横截面积为S，水的流量为Q(水的流量为单位时间内喷出水的体积)，水的密度为ρ，重力加速度为g，空气阻力忽略不计，喷泉口的高度不计，下列说法正确的是

A.水柱顶部距离喷泉口的高度为     B.水柱顶部距离喷泉口的高度为

C.空中的水柱的质量为      D.空中的水柱的质量为

16.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，小车上固定着一单匝金属线圈，一条形磁铁沿着线圈的中心轴线匀速穿过线圈，在穿过线圈的过程中，下列说法正确的是

A.穿过线圈的磁通量先增加然后减少，再增加

B.从左边观察线圈的感应电流的方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向

C.感应电流的方向不变

D.小车先做加速运动后做减速运动

17.如图甲所示为一平行板电容器，A极板上有一小孔C，在小孔处由静止释放一个带负电的粒子，已知该带电粒子只受电场力的作用，在电容器两极板间加如图乙所示的电压，电压的变化周期为T，若粒子从t＝时刻释放，则下列说法正确的是

A.粒子一定能运动到B极板上         B.粒子一直向B极板运动

C.粒子的速度时间图象可能为图丙      D.粒子的速度时间图象可能为图丁

18.如图所示，一手电筒上端用铰链拴接在天花板上，手电筒以O点为圆心以恒定的角速度ω逆时针旋转，其光斑经过水平地面的A点时，O、A两点的连线的长度为R，与水平面的夹角为37°，此时光斑在水平面上的瞬时速度为vA，sin37°＝0.6，下列说法正确的是

A.vAcos37°＝ωR                      B.vAcos53°＝ωR

C.光斑在水平地面上做的是匀速运动    D.光斑在水平地面上做的是匀变速运动

19.在铺设家庭电路的过程中，为方便后期维修，有些电工会在接线盒里边将电线绕2～3圈，如图所示。这样做还有一个作用，电线绕2～3圈就相当于电感线圈了，下列关于这个线圈的说法正确的是

A.线圈匝数比较少，它的作用是阻交流通直流

B.线圈匝数比较少，它的作用是阻高频通低频

C.线圈匝数可以多绕几圈

D.这个线圈可以滤去高频杂波

20.如图所示，一质量为m的小球用两段轻绳悬挂，轻绳AC与竖直方向的夹角为θ，轻绳BC水平，当分别剪断轻绳AC和轻绳BC时，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是

A.当剪断轻绳AC的瞬间，小球的加速度为g

B.当剪断轻绳AC的瞬间，轻绳BC上的力为mgtanθ

C.当剪断轻绳BC的瞬间，小球的加速度为gsinθ

D.当剪断轻绳BC的瞬间，小球的加速度为

21.长征五号遥四运载火箭直接将我国首次执行火星探测任务的“天问一号”"探测器送入地火转移轨道，自此“天问一号”开启了奔向火星的旅程。如图所示为“天问一号”的运动轨迹图，下列说法正确的是

A.发射阶段的末速度已经超过了第二宇宙速度

B.探测器沿不同轨道经过图中的A点时的速度都相同

C.探测器沿不同轨道经过图中的A点时的加速度都相同

D.“天问一号”在火星着陆时，发动机要向运动的方向喷气

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.(6分)

如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程中所受的阻力可忽略，它们通过光电门后发生碰撞。已知两滑块的遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片的挡光时间如下表所示。

(1)实验前需要调节气垫导轨使其水平，在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过左侧光电门和右侧光电门的时间分别为t1、t2，若t1       (填“>”“＝”或“<”)t2，则说明气垫导轨水平。

(2)要验证动量守恒定律，还必需要测量的物理量有           (并写出物理量的符号)。

(3)在实验误差允许范围内，若满足关系式                      (用测量的物理量表示)，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。

23.(9分)

某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示，闭合开关S1，当单刀双掷开关S2拨向上端，改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U－I图象的a图线；当单刀双掷开关S2拨向下端，改变滑动变阻器的阻值得到如图乙中的U－I图象的b图线。

(1)可供选择的器材有：

A.电流表A(0～0.6A)          B.电压表V1(0～3V)

C.电压表V2(0～15V)          D.滑动变阻器R1(0～20Ω)

E.滑动变阻器R2(0～200Ω)

实验中电压表应选用           ，滑动变阻器应选用           。(填器材前的字母标号)

(2)干电池电动势的真实值E＝           ，内阻的真实值r＝           。

(3)假设电流表的内阻为RA，电压表的内阻为RV，干电池的内阻为r，图乙的a、b图线的交点的电压和电流的比值＝           。

24.(12分)

在平直公路上，质量m＝4.0×104kg的汽车以速度v0＝72km/h匀速行驶，此时发动机的功率P＝200kW，然后遇到爬坡车道(每沿坡前进1km，上升0.05km的高度)，在坡底驾驶员加大油门，发动机功率立即增为1.5P，并保持该功率继续行驶。假设汽车行驶过程中所受的摩擦阻力大小始终不变，坡足够长。从驾驶员加大油门开始计时，汽车运行t＝60s后开始做匀速运动，重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)汽车在斜坡上匀速运动时的速度；

(2)从驾驶员加大油门开始，60s内汽车运行的距离。

25.(20分)

如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，虚线PQ的左侧区域存在水平向右的匀强电场，虚线MN的右侧区域存在水平向左的匀强电场，两区域的场强大小均为E＝40N/C。已知PQ和MN之间的距离L＝40cm，O点到PQ和MN的距离相等。现将一个带电量q＝＋0.1C、质量m＝0.01kg的小球a从PQ左侧x＝2cm处由静止释放，小球在电场力的作用下向右运动，与放置在O点的小球b发生弹性正碰(小球a、b的质量、带电量完全相同)，碰撞后瞬间在PQ和MN之间的区域加上竖直向下的匀强磁场。小球在匀强磁场中做匀速圆周运动，并再次发生弹性正碰，之后又立即撤掉匀强磁场，以后每当两小球a、b发生奇数次碰撞后就加上磁场。发生偶数次碰撞后就撤去磁场，两小球a、b均可视为质点，且电量始终不变，忽略二者之间的库仑力，重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)所加匀强磁场的磁感应强度的最小值；

(2)若所加匀强磁场的值是最小值，则匀强磁场的变化周期为多少？画出B－t图象；

(3)假设电场区域内桌面粗糙且小球与桌面间的动摩擦因数µ＝0.2，两小球a、b在电场中运动的总路程。

(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——选修3－3](15分)

(1)(5分)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，小明同学的操作步骤如下：

a.向体积为V1的纯油酸中加入适量的酒精，油酸酒精溶液的总体积变为V2；

b.用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时的体积为V0；

c.往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，并在水面上均匀地撒上痱子粉；

d.用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并            ；

e.将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板放在坐标纸上，坐标纸上每个小格均为边长为a的正方形，计算出轮廓范围内正方形的总数为N。

①步骤d中缺少的内容为                                                        。

②油酸分子直径的表达式d＝                。

(2)(10分)如图所示，粗细均匀的“U”形玻璃管竖直放置，其右侧管开口向上，左侧管中被水银柱封闭着两段空气柱，空气柱的长度分别为l1＝30cm和l2＝45cm，空气柱之间的水银柱的长度为30cm，右侧管水银面比左侧管下方的水银面高h＝5cm，“U”形管的底部宽度为d＝45cm，现将“U”形管在竖直面内缓慢向左侧倾斜，直到左管位于水平桌面上，右侧管水平且管内仍有水银，求此时两空气柱的长度(在整个过程中，气体温度不变，大气压强恒为75cmHg)。

34.[物理——选修3－4](15分)

(1)(5分)做单摆实验时，小球可能在水平面内做圆周运动形成圆锥摆。为避免单摆做圆锥摆引起的误差，可采用双线摆代替单摆来改进实验装置。如图所示，两根线的一端都系在小球的同一点，另一端分别固定在天花板上，两根线的长度均为l、与竖直方向的夹角均为θ，小球的直径为d，重力加速度为g。现将小球垂直纸面向外拉动，使悬线偏离竖直方向一个很小的角度后由静止释放，若不计空气阻力，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.若单摆做圆锥摆运动，其做圆锥摆运动的周期小于单摆的周期

B.这个双线摆的摆长为l＋       C.这个双线摆的周期为T＝

D.图中双线摆的θ角越小越好       E.小球宜采用密度大的铅球或者铁球

(2)(10分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为10cm。在传播方向上有A、B两点，两点相距L＝15m，从波传到A点开始计时，t＝5s时波传播到B点，这时A、B两质点都在平衡位置且它们之间只有一个波峰，求该波的波速和波长。

物理参考答案