湖南省湖湘名校教育联合体2021届高三上学期入学考试 物理 Word版含解析答案

1 绝密★启用前 湖湘名校教育联合体·2021 届高三入学摸底考试 物理 本试卷共 6 页，全卷满分 100 分，考试时间 90 分钟。 考生注意： 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，再选涂其它答案标号。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。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的。 1.下列说法正确的是 A.汤姆孙研究确定阴极射线为电子流，并提出了原子的核式结构模型 B.质子的质量比电子的大，其德布罗意波长一定比质子的小 C.结合能越大的原子核，结构越稳定 D. U 衰变成 Pb 要经过 6 次 β 衰变和 8 次 α 衰变 2.如图所示，用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜，乙始终竖直。在竖直平面内，甲与竖 直方向的夹角为 θ，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计。小球质量一定，随着 θ 缓慢 减小，小球始终保持静止，则下列说法正确的是 A.筷子甲对小球的弹力变小 B.筷子乙对小球的弹力不变 C.两根筷子对小球的弹力均增大 D.两根筷子对小球的合力将增大 238 92 206 822 3.一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱 A、B、C，对应时刻 分别为 t1、t2、t3，其 x-t 图像如图所示。则下列说法正确的是 A.车头经过立柱 B 的速度为 B.车头经过立柱 A、B 的平均速度大于 C.动车的加速度大小为 D.车头过立柱 B、C 过程速度变化量的大小为 4.2020 年 6 月 23 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 55 颗导航卫星，至此北 斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗导航系统第 41 颗卫星为地球同步轨道卫星， 第 49 颗卫星为“倾斜地球同步”轨道卫星，它们的轨道均视为圆周，半径约为 4.2×107m， 运行周期都等于地球的自转周期 24h。“倾斜地球同步”轨道平面与地球赤道平面成一定夹 角，如图所示。已知引力常量 G=6.67×10-11Nm2/kg2，下列说法正确的是 A.根据题目数据可估算出地球的密度 B.地球同步轨道卫星一天内可经过北京正上空 1 次 0 3 1 2x t t− 0 2 1 x t t− 0 3 2 1 2 1 3 2 3 1 2x (t 2t +t ) (t t )(t t )(t t ) − − − − 0 3 2 1 2 1 3 1 2x (t t +t ) (t t )(t t ) − − −3 C.“倾斜地球同步”轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 D.“倾斜地球同步”轨道卫星一天 2 次经过赤道正上方同一位置 5.正方形 ABCD 四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O 为正方形两对 角线的交点，M、N、P、Q 分别为 AO、BO、CO、DO 的中点。取无穷远处电势为零，下列 说法正确的是 A.M、N、P、Q 四点的场强相同 B.M、N、P、Q 四点的电势相等 C.将一负点电荷从 M 点沿 MON 移动到 N 点的过程中，电场力一直做负功 D.将一正点电荷从 M 点沿 MOP 移动到 P 点的过程中，电势能先增加后减小 6.平昌冬奥会武大靖在 500m 短道速滑项目中以 39 秒 584 的成绩为中国队夺得首金，同时也 创造了新的世界纪录。运动员进入弯道时，身体会向弯道内侧倾斜，如图为武大靖在平滑冰 面上贴着最内弯道匀速率转弯(匀速圆周运动)时的情景，若他与弯道地面的动摩擦因数 µ=0.2， 最内弯道半径 R=8m，取 g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是 A.他受到了重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B.他所受到的静摩擦力与速度方向相反 C.他所受的地面的作用力与其重力平衡 D.他成功沿最内弯道匀速滑行的最大速度为 4m/s 7.如图所示，(a)→(b)→(c)→(d)过程是交流发电机发电的示意图，线框的面积为 S，匝数为 N，4 匀速转动的角速度为 ω，将两极间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为 B。下列说法正 确的是 A.当线圈转到图(a)位置时，线圈的磁通量最大，产生的感应电动势最小 B.若从图(b)开始计时，线圈中电流 i 随时间 t 变化的关系是 i=Imsinωt C.线圈从图(b)位置转到图(c)位置的过程中，感应电流增大 D.线圈从图(b)位置转到图(d)位置的过程中，感应电动势的有效值为 E=NBSω 8.某次踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，将足球视为质点，空气阻力不计。用 vy、P、 Ek、E 分别表示足球的竖直分速度大小、重力的瞬时功率大小、动能大小、机械能大小，用 t 表示足球在空中的运动时间，下列图像中可能正确的是 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9.如图为氢原子的能级示意图，处于 n=4 能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子 再照射到逸出功为 2.30eV 的某金属板上。下列说法正确的是5 A.跃迁时可辐射出 6 种不同频率的光子 B.入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大 C.从金属板中逸出的光电子就是 β 射线 D.共有 3 种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象 10.如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为 0，反向电阻 为∞)连接，电源负极接地。开始时电容器不带电，闭合开关 S，稳定后，一带电油滴恰能静 止在电容器中 P 点。在开关 S 保持接通的状态下，下列说法正确的是 A.若滑动变阻器的滑片向下滑动时，带电油滴将会向上运动 B.若电容器的上极板向上移动时，带电油滴将仍然静止 C.若电容器的下极板向下移动时，P 点的电势将不变 D.若电容器的下极板向左移动时(P 点仍处在电场中)，极板间的场强将增大 11.如图所示，质量相等的小球 A、B 由轻质弹簧连接，A 球上端用细线悬挂于天花板。现烧 断细线，两小球从静止开始下落，至弹簧第一次恢复原长过程中(B 球未触地)，不计空气阻 力，重力加速度为 g，下列说法正确的是 A.细线烧断瞬间，A 球的加速度为 2g，B 球的加速度为零 B.整个过程中，弹簧对 A、B 球的冲量相同 C.弹簧第一次恢复原长时，A 球动量大于 B 球动量 D.整个过程中，A、B 球的重力做功相等 12.如图所示，矩形金属线圈 abcd，ab 边长为 3L，bc 边长为 4L，电阻为 R。现将线圈平放在 粗糙水平传送带上，ab 边与传送带边缘 QN 平行，随传送带以速度 v 匀速运动。匀强磁场的6 边界 PQNM 是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为 B，PQ 与 QN 夹角为 53°，QN 长为 6L，PQ 足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的 过程中，下列说正确的是 A.线圈感应电流的方向先是沿 adcba 后沿 abcda B.线圈所受的静摩擦力的方向垂直于 ad 边向右 C.线圈受到的静摩擦力先增大后减小再增大再减小 D.线圈受到摩擦力的最大值为 三、非选择题：共 60 分。 13.(6 分)测定物体的质量有多种方法。某同学利用下面方法间接测量物体质量 M，装置如图 甲所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物 PQ 相连，重物 P、Q 的质量均为 m=500g， 在重物 Q 的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块 Z，重物 P 的下端与穿过打点计时器的纸带相连， 已知当地重力加速度为 g=9.8m/s2。 (1)某次实验中，先接通频率为 50Hz 的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸 带，其中两相邻计数点间还有 4 个点未画出，则系统运动的加速度 a= m/s2(保留 两位有效数字)。 (2)忽略各类阻力，求出物块 Z 质量的理论值为 M 理论= kg(保留两位有效数字)。 2 220B L v R7 (3)实际情况下，由于存在空气阻力及摩擦阻力，则物块 Z 的实际质量 M 实际_______M 理论(选 填“>”或“ + 2vmg m L = gLv = 1v 2 1 1 vF mg m L − =14 小球在最高点时速度为 ， 根据机械能守恒定律可得 ， (1 分) 依据题意 ， 得 (1 分) 设 B 与 A 发生弹性碰撞后速度为 ， 根据动量守恒和能量守恒可得 ， (1 分) ， (1 分) 解得 ，即 ． (1 分) 17.解析：（1）设煤块的加速度为 a1，则由牛顿第二定律，有 （1 分） 则经过 后，煤块获得的速度为 （2 分） （2）设煤块从开始放上传送带到与传送带达共同速度所用的时间为 ts，则有 （2 分） 得 （2 分） （3）达到共同速度前设煤块的位移和传送带的位移分别为 x1 和 x2 则有 （1 分） （1 分） 达共速之前煤块相对传送带向后运动，此阶段划痕为 5m 达共同速度后，由于 a>a1 煤块和传送带会分开减速， 设各自减速到零的位移分别为 x3,x4 （1 分） （1 分） 此阶段煤块相对传送带向前 1m,但不影响划痕长度 得黑色划痕长度为 （1 分） （4）摩擦生热为 （2 分） 2v 2 2 1 2 1 122 2mv mgL mv= + gLvmgF ≥≤ 21 8 和 gLvgL 75 1 ≤≤ 3v 0 3 12 2mv mv mv= + 2 2 2 0 3 1 1 1 12 22 2 2mv mv mv⋅ = ⋅ + 0 1 4 3 vv = 0 3 35 74 4gL v gL≤ ≤ 1mg maµ = st 1=∆ 1 1 1m/sv a t= ∆ = ( ) tattav 10 =∆−− 2st = 2 1 1 1 2m2x a t= = ( ) ( )2 2 0 0 1 7m2x v t v t t a t t= ∆ + − ∆ − − ∆ = 3 1 2mx x= = ( )2 1 4 1m2 a tx a = = 2 1 5mx x− = ( )2 1 3 4 6JQ umg x x x x= − + − =15 18.解析：(1)A 从 飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动， (1 分) 洛伦兹力提供向心力， (1 分) 解得： (1 分) (2)设 B 滑到 O 点的速度为 vB，由动能定理 (1 分) 解得： (1 分) A、B 在 O 点发生完全非弹性碰撞，设碰后生成的 C 球质量为 mc, ,速度为 v1， 由动量守恒定律 (1 分) 得 (1 分) 在碰后瞬间，C 球做圆周运动，设轨道对 C 支持力为 N， C 球带电量 (1 分) 解得：N=3N (1 分) 由牛顿第三定律可得压力为 3N,方向向下 (1 分) (3)C 球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向外的洛伦兹力，在电场力作用下， C 球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，每隔一个周 期 T，C 球回到 y 轴上。 由： ， (1 分) 及 (1 分) 解得 C 球圆周运动周期 C 球竖直方向加速度 2 Rr = 2 1 1 A A m vq v B r = 2m/sAv = 2 22 1 BvmqER = 4m/sBv = 1 2cm m m= + 112 vmvmvm cAB =− 1 2m/sv = 1 2q q q= + 2 1 1 Cm vN Eq qv B R − + = 2 1 1 C C m vqv B R = 1 2 CRT v π= 2 CmT qB π= C Eqa m =16 C 球回到 y 轴时坐标： (2 分) 代入数据解得： （n=1、2、3.） (2 分) 21 ( )2y a nT= 2212 πny =