2021届决胜新高考·名校交流高三（上）9月联考物理试题 含答案

决胜新高考•名校交流高三年级 9 月联考卷 物理 注意事项： 1.本试题卷共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟. 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置. 3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效. 4.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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，再选涂其他答案标号. 5.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回. 一、选择题（本题共 12 小题，共 40 分，其中第 1〜8 小题每小题 3 分，只有一项符合题目要求.第 9〜12 小 题每小题 4 分，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） 1.中国是核电大国，到 2020 年 1 月，已经建成 19 座核电站，正在投入使用的有 18 座.其中田湾核电 5 号机 组，作为我国核电建设领域 2020 年首台迈入装料状态的核电机组，于 2020 年 7 月 9 日，首次装料作业正 式开始.核电站是利用核能发电的.如图所示，关于核能和结合能，以下说法正确的是 （） A.中等质量的原子核聚合成质量较大的原子核，会释放出能量 B.中等质量的原子核分裂成质量较小的原子核，会释放出能量 C.越稳定的原子核，比结合能越大，核子平均质量越小 D.结合能越小的原子核越稳定 2.一研究性学习小组欲探究气体做功与路径有无关系，设计出如图所示的 p-V 图像，一定质量的理想气体分 别沿 a→b→d 和 a→c→d 两个不同的过程从状态 a 变化到状态 d，abdc 构成一个正方形，且线段 ab 与 V 轴 平行，线段 ac 与 p 轴平行，状态 a 和状态 d 的温度相同.则下列说法中正确的是（） A.从状态 a 到状态 6 的过程，气体温度降低 B.从状态 6 到状态 d 的过程，气体内能增加 C.a→b→d 过程气体对外界所做的功等于 a→c→d 过程气体对外界所做的功 D.a→b→d 过程气体从外界吸收的热量大于 a→c→d 过程气体从外界吸收的热量 3.下面图像描述的是 A、B 两物体做直线运动的相关图像.关于甲、乙、丙、丁四个图像，下列说法正确的是 （） A.甲图中在 t1～t2 时间内，A 的平均速度大于 B 的平均速度 B.乙图中的物体一定做往复运动 C.丙图中两物体在 t1、t2 两个时刻相遇两次 D.由丁图可以求出运动物体的加速度 4.某物理兴趣小组设计制作出一种结构简单的横波演示仪，如图所示，为选定的两个小钢球.现对最左端的 小钢球施加一个垂直纸面方向的轻微扰动，小钢球在轻细线和弹性软绳的共同作用下开始在垂直于竖直面 的方向上做简谐运动.现俯视观察，测出这列波的周期为 0.8s.在规定 y 轴正方向后，发现在 t=0 时刻小钢球 a 位于正向最大位移处，小钢球 b 位于平衡位置且向 y 轴负方向运动.已知 a、b 两球平衡位置之间的距离小于 一个波长.则在 t=0.2s 时刻的波形图为下图中的（） A. B. C. D. 5.2020 年 6 月 23 日 9 时 43 分，我国“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射，全球组 网完美收官.在“北斗三号”的 30 颗组网卫星中，包含 3 颗地球静止轨道卫星，这类卫星定点于赤道上空约 3.6 万千米的高轨道上，还有 3 颗倾斜地球同步轨道卫星（轨道平面与赤道面夹角为 55°，轨道髙度约 3.6 万千米），其余 24 颗均为中圆地球轨道卫星，2019 年就已全部完成发射，它们是“北斗三号”全球组网的 主力卫星，运行在距离地面 2 万多千米的轨道上，一刻不停地绕地球做匀速圆周运动，轨道周期约为 12 小 时.关于同步卫星和中圆地球轨道卫星，下列说法正确的是（） A.同步卫星的运行速度小于中圆地球轨道卫星的运行速度 B.中圆地球轨道卫星的运行速度大于 7.9km/s C.质量相等的同步卫星和中圆地球轨道卫星相比，同步卫星的动能更大 D.质量相等的同步卫星和中圆地球轨道卫星相比，同步卫星的机械能更小 6.某创新实验小组为研究电子在平行金属板间运动的规律，设计了如图所示的实验:让一束频率为 v 的单色 光照射某碱金属，电子通过速度选择器后，使具有最大初动能的电子沿中轴线水平射人水平放置的平行板 电容器 A、B 极板之间，发现光电子恰能从 B 极板的右边缘飞出.已知平行板电容器的电容为 C，带电荷量 为 Q，极板长为 L、间距为 d，普朗克常量为 h，电子的电荷量为 e，不计电子重力和电子间的相互作用， 整个装置放在真空中.则以下说法中正确的是 A.增加单色光的照射强度，则光电子不能从电容器中飞出 B.将 A 极板向下移动少许，则光电子不能从电容器中飞出 C.光电子的最大初动能为 2 22 eCL d Q D.该碱金属的逸出功为 7.目前，移动和电信公司都升级了 200M 光纤入户，网速更快，使用更方便，光纤信号传输利用了光的全反 射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出.若该介质的折射率为 ，则关于α、β的大小，下列判断正确的是（） A.α＜60° B.α＜30° C.β＞30° D.β＜30° 8.“泰培”被称为有史以来最强台风，最高风速达到 306km/h，日本 1979 年的大范围洪灾，也是由这个台 风造成的.当“泰培”台风以 288km/h 的水平速度垂直吹向某大楼外墙上长 10m、宽 4m 的长方形竖直玻璃 幕墙时，（已知空气密度ρ=1.3kg/m3，设台风遇到玻璃幕墙后速度变为零）幕墙受到台风的冲击力大小约为 （）A.4.2×103N B.3.3×105N C.4.3×106N D.8.3×104N 9.如图，在无穷大均匀带正电金属板和负点电荷形成的电场中，金属板接地，金属导体置于负点电荷和金属 板之间且在过负点电荷垂直于金属板的直线上，A、B、C 是垂线上的三个点且 B、C 在金属导体表面，下 列说法正确的是（） A.B、C 两点的电场强度一定相同 B.B、C 两点的电势相等 C.A、B、C 三点的电势均小于零 D.负电荷在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能 10.个子高高的小头爸爸带着个子矮矮的大头儿子站在斜坡底端做掷小石子的小游戏，如图所示.他们将小石 子水平掷出的初速度 v0 相同，小头爸爸掷出的小石子 1 触到斜面时的速度恰与斜面垂直.忽略空气阻力，不 2 22 eQLhv d C − 2 3 3 考虑小石子接触斜面以后的运动.则大头儿子抛出的小石子 2 （） A.触到斜面时的速度方向也可能跟斜面垂直 B.触到斜面时的速度方向不可能跟斜面垂直 C.从抛出到接触斜面过程的位移有可能跟斜面垂直 D.从抛出到接触斜面过程的位移不可能跟斜面垂直 11.如图，A、B 两物体质量相等均为 1kg，中间拴接一被压缩的轻弹簧，弹簧的弹性势能为 1J，两物体用一 不可伸长的轻绳相连（轻绳未画出），放在一倾角为 30°且足够长的固定斜面上，两物体与斜面间的动摩擦 因数均为 ，现给两物体一个沿斜面向下的瞬时冲量，使之获得 2m/s 的速度，同时剪断两物体间的细绳， 从剪断细绳到弹簧第一次恢复原长的过程中，下列说法正确是 （） A.弹簧第一次恢复原长时，A 物体的速度是 1m/s B.弹簧第一次恢复原长时，B 物体的速度是 3m/s C.弹簧第一次恢复原长时，A、B 的加速度均为 0 D.该过程中和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 12.冲击式电流计的结构与灵敏电流计相似但又有不同，它可以测量短时间内脉冲电流通过的电荷量，现利 用其特点近似测量地球北半球某处地面附近地磁场的强弱，如图所示.在该处的一水平桌面上沿着小磁针所 指示的南北方向水平放置一匝数 N=100、电阻 R=lΩ的矩形线圈 abcd，ab=cd=10.00cm，bc=ad=5.00cm.现让 线圈以 ab 为轴，迅速逆时针转动 180°，把冲击电流计串入线圈测得导线中流过的电荷量 q1=3.0×10-5C； 若让线圈以 bc 为轴，迅速转动 90°，使线圈突然竖起，用冲击电流计测得导线中流过的电荷量 q2=5.0× 10-6C.则下列说法正确的是（） 3 3 A.该处地磁场磁感应强度大小可能为 5.0×10-5T B.该处地磁场磁感应强度大小可能为 ×10-5T C.线圈以 bc 为轴转动 90°的过程，感应电流的方向为 adcba D.线圈以 be 为轴转动 90°的过程，感应电流的方向先是 abeda，然后是 adcba 二、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分） 13.（6 分）新冠疫情居家学习期间，李轩同学用家里的器材组装成如图甲所示的装置，用手机连拍功能验 证 m1、m2 组成系统的机械能守恒.其中重物 m1=5Og，m2=150g，所用刻度尺是家里分度值为 1cm 的木尺， 手机设定每隔 0.135s 拍一张照片.拍出的照片如图乙所示，其中点 1 是重物 m2 刚开始运动时的位置.（g 取 10m/s2） （1）1、3、5 三个位置的刻度分别是 h1=0.120m，h3=_____________m，h5=___________m. （2）拍第 3 个位置时系统的速度 v3=_____________m/s（结果保留三位有效数字）. （3）在拍 1 到 3 的过程中，系统动能的增加量为____________J，重力势能的减少量为__________J（结果 均保留三位有效数字）.由此得出的结论是______________________. 14.（8 分）某学习小组探究光敏电阻在光照强弱不同的情况下的阻值变化规律，实验室提供的器材有: 待测光敏电阻 Rx 一个，干电池 6 节（每节电动势 1.5V，内阻小于 1Ω），电压表（量程 0〜15V，内阻约 10k Ω），电流表（量程 0〜20mA，内阻约 10Ω），滑动变阻器 R1（最大阻值 20Ω），滑动变阻器 R2（最大阻值 1000Ω），开关一个，导线若干. （1）该小组利用多用电表“×100”欧姆挡，粗测光敏电阻的阻值，若表头指针指示的位置如图甲所示， 则 Rx=_____________Ω. （2）该小组按照图乙所示电路进行实验，则滑动变阻器应选择___________（填“R1”或“R2”）.请按照所 给的电路图在图丙中用实线代替导线画出电路连线图. 10 （3）该小组利用一只有“弱”“中”“强”三挡可调光强弱的手电筒做实验，根据得出的数据画出如图丁所 示的 I-U 图像，由图像可得在弱光照射下，光敏电阻的阻值 Rx=_____________Ω（结果保留两位有效数字）， 在电压相同的情况下光照越强光敏电阻的阻值越__________（填“大”或“小”）. （4）在测光敏电阻的阻值时，实验系统误差主要来源于__________（填“电压”或“电流”）表的________ （填“分压”或“分流”）作用. 15.（8 分）在高速公路的连续下坡路段，为了减少汽车刹车失灵所造成的伤害，在公路右手边会设置如图 所示的避险车道.所谓避险车道实质上就是一个斜坡，供出现刹车失灵的车辆避险使用.若一辆刹车完全失灵 的货车，以 25m/s 的初速度冲上了倾角为 30°的一避险车道，该货车与车道间的动摩擦因数为 ，g 取 10m/s2.请结合你所学知识解决以下问题： 3 2 （1）经过 3s，货车在避险车道上发生多大的位移？ （2）为提升避险车道的效果，提出不少于两条有关车道设计的建议. 16.（8 分）在假期实践活动中，小明同学利用气体实验定律设计了一个如图所示的简易温度计，该温度计 的底部是一导热性能良好的球形容器，上方连接一内部横截面积为 S、总长度为 l、两端开口的粗细均匀的 玻璃管，玻璃管与球形容器接触处密封良好，玻璃管内用质量为 m 的一小段水银柱封闭着一定质量的理想 气体，空气柱长度为 l′、当外界温度为-3℃时，玻璃管内的空气柱长度为 ，当外界环境的温度缓慢增加 到 27℃时，空气柱长度变为 （水银没有溢出）.不计容器的热胀冷缩.求该温度计： （1）底部球形容器的容积 V； （2）可以测量的摄氏温度的范围（不计水银柱的长度）. 17.（14 分）如图甲所示，左侧两竖直平行金属板间加电压 U，右侧是间距为 d 的两水平平行板 P、Q，内 部存在垂直于纸面的匀强磁场，取垂直于纸面向里为磁感应强度 B 的正方向，B 随时间 t 的变化规律如图乙 所示.一质量为 m、带电荷量为+q 的粒子（不计重力），由静止开始，经竖直平行板中的电场加速后，在 t=0 时刻水平向右射入 PQ 间的磁场，射入的位置贴近 Q 板最左端.经△t 时间，粒子恰可垂直打在 P 板上（不考 虑粒子的反弹，不考虑磁场变化引起的效果）.上述 m、q、d、B0 均为已知量且 . （1）请推导出△t 与 TB 的关系式； （2）求 v0 的可能值； （3）求加速电压 U 的最大值. 3 l 2 3 l 0 B mT qB π= 18.（16 分）某厂商设计了一款弹簧弹射的组合玩具，其简化结构如图所示，一端连接在竖直墙上的轻弹簧 放在固定平台上，现推动一质量为 m=l.0kg、可看作质点的小铁块向左压缩弹簧，然后由静止释放，弹簧恢 复原长后，小铁块从小车的左端 A 平滑地滑上小车，最终刚好能运动到跟圆心 O 在一条水平线上的 C 点.已 知小车的质量 M=l.0kg，小车部分的长度 l=2.0m，小铁块与小车部分之间的动摩擦因数为μ=0.2，小车的右 边部分是光滑的四分之一圆弧轨道，半径 R=0.4m.其他所有摩擦均不计，重力加速度 g 取 10m/s2. （1）求小铁块刚滑上小车时，小铁块和小车加速度 a1 和 a2 的大小； （2）求释放小铁块前弹簧储存的弹性势能大小； （3）试判断小铁块最终能否从小车上滑下，若能，求小铁块刚从小车上滑下时小铁块的速度；若不能，求 小铁块最终相对小车静止的位置. 决胜新高考·名校交流高三年级 9 月联考卷物理 答案及评分标准 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 C D D A A D C B 二、不定项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部 选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 9 10 11 12 BCD BD ABC AD 三、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分，其中 13 题 6 分，14 题 8 分，15 题 8 分，16 题 8 分，17 题 14 分， 18 题 16 分） 13.（6 分） 【答案】 （1）0.540（1 分）1.200（1 分） （2）2.00（1 分） （3）0.400（1 分）0.420（1 分）在误差允许的范围内，m1、m2 组成的系统在运动过程中机械能守恒（1 分） 【评分细则】与答案相符给分，不符不给分 14.（8 分） 【答案】 （1）1300（1 分） （2）R1（1 分）如图所示（2 分） （3）2.3×103（1 分）小（1 分） （4）电流（1 分）分压（1 分） 【评分细则】与答案相符给分，不符不给分 15.（8 分） 【解析】 （1）货车在避险车道上受力如图，由牛顿第二定律得 （2 分） 设货车减速到速度为 0 的时间为 t，则 0=v0-at 解得 t=2s（1 分） 发生的位移 x= t=25m（1 分） mgsin30°＜μmgcos30°（1 分） 减速至速度为 0 后，货车静止，故货车 3s 内的位移为 25m.（1 分） 2sin cos 12.5 /mg mga m sm θ µ θ+= = 0 2 v （2）a.车道路面适当设置粗糙一些，增大动摩擦因数；b.适当增大车道倾角；c 适当增大车道长度.（1 条 1 分，最多得 2 分） 【评分细则】按解析中步骤给分，其他解法正确可按步骤给分。 16.（8 分） 【解析】 （1）由盖—吕萨克定律可知 （2 分） 解得 V= （1 分） （2）设当水银柱位于玻璃管最下端时温度为 tmin，由盖一吕萨克定律得 （1 分） 解得 tmin=-33℃（1 分） 设当水银柱位于玻璃管最上端时温度为 tmax，由盖—吕萨克定律得 （1 分） 解得 tmax=57℃（1 分） 故该温度计可测温的范围为-33～57℃（1 分） 【评分细则】按解析中步骤给分，其他解法正确可按步骤给分。 17.（14 分） 【解析】（1）设粒子在磁场中运动的周期为 T，则根据洛伦兹力提供向心力有 1 2 1 2 V Sl V Sl T T + += 1 21 3 3 (273 3) (273 27)K V S V S K + ⋅ + ⋅ =− + 8 3lS 1 1 min min273 V Sl V V T T t + = = + 1 1 max max + 273 V Sl V lS V lS T T t + += = + 2 0 0 0 vqv B m R = 解得 （1 分） 由题意可知 解得 （1 分） 若不考虑板间距的影响，粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，则有 （n=0，1，2，3，…）（1 分） 解得 （n=0，1，2，3，…）（1 分） （2）粒子从 Q 板运动到 P 板的过程有 d=（2n+1）R（n=0，1，2，3，…）（3 分） 解得 （n=0，1，2，3，…）（2 分） （3）粒子在电场中加速，由动能定理有 （2 分） 解得 （n=0，1，2，3，…）（2 分） 当 n=0 时，U 有最大值为 （1 分） 【评分细则】按解析中步骤给分，其他解法正确可按步骤给分。 18.（16 分） 解:（1）小铁块刚滑上小车时，以小铁块为研究对象，根据牛顿第二定律有 μmg=ma1（1 分） 0 2 RT v π= 0 2 mT qB π= 0 B mT qB π= 4 2 BTT = (2 1) 4 n Tt +∆ = (2 1) 2 Bn Tt +∆ = 0 0 (2 1) qB dv n m = + 2 0 1 2qU mv= 2 2 0 22(2 1) qd BU n m = + 2 2 0 max 2 qd BU m = 解得 a1=μg=2m/s2（1 分） 以小车为研究对象，根据牛顿第二定律有 μmg=Ma2（1 分） 解得 a2=2m/s2（1 分） （2）由题意可知，小铁块刚好能运动到光滑圆轨道上的 C 点，此时小铁块与小车的速度相同，设为 vC，刚 滑上小车时小铁块的速度设为 vA，则在系统水平方向上根据动量守恒定律有 mvA=（M+m）vC（2 分） 对小车和小铁块的系统分析，根据能量守恒定律有 （2 分） 联立解得 vA=4 m/s（1 分） 由机械能守恒定律可解得释放小铁块前弹簧储存的弹性势能 （2 分） （3）若小铁块最终不能从小车上滑下，设最终小铁块相对小车静止时的速度为 v，则根据小车和小铁块在 水平方向动量守恒有 mvA=（M+m）v（1 分） 设此过程中小铁块相对小车在 AB 段运动的路程为 s，则根据能量守恒定律有 （2 分） 联立解得 s=4m=21 故小车不能从小车上滑下（1 分），最终正好相对静止在小车的最左端.（1 分） 【评分细则】按解析中步骤给分，其他解法正确可按步骤给分。 2 21 1 ( )2 2A Cmg l mv M m v mgRµ ⋅ = − + − 2 21= =162 ApE mv J弹 2 21 1 ( )2 2Amg s mv M m vµ ⋅ = − +