2021届江苏省（海门市、通州区，启东市）高三 第一次诊断 物理 含答案

2021 届高三第一次诊断测试 物理 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共计 24 分．每小题只有一个选项符合题意． 1．北斗问天，国之夙愿．我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的 7 倍．则该地球静止轨道卫星（ ） A．其发射速度一定大于 B．在轨道上运动的线速度一定小于 C．环绕地球运动的轨道可能是椭圆 D．它可以经过北京正上空，所以我国能利用它进行电视转播 2．某同学在方格纸上建立直角坐标系，根据手拉纸带的 v、t 数据，在坐标系中描点，练习画 图像，如 图所示．为了更清晰地反映纸带运动速度的变化规律，可以用某种方式把这些点连起来，下列哪种方式与 实际更加接近（ ） A． B． C． D． 3．下列说法正确的是（ ） A．甲图中的酱油蛋是布朗运动的结果 11.2km/s 7.9km/s v t−B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力 C．丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润 D．丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律 4．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中 A 为阳极，K 为阴极，只有当明火中的紫外线照射到 K 极时，电压表有读数且启动报警装置．已知太阳光中 紫外线频率主要在 之间，而明火中的紫外线波长主要在 之间，下列说 法正确的是（ ） A．为避免太阳光中紫外线干扰，K 极材料的截止频率应大于 B．只有明火照射时间足够长，电压表才会有示数 C．图中电源左边接电源正极有利于提高报警装置的灵敏度 D．可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化 5．如图是两辆汽车从同一地点同时做直线运动的速度时间图象．下列说法中正确的是（ ） A．汽车Ⅰ的加速度不断增大，汽车Ⅱ的加速度不断减小 B．汽车Ⅰ的位移不断增大，汽车Ⅱ的位移不断减小 C．在 时间内，汽车Ⅰ的平均速度大于汽车Ⅱ的平均速度 D．当 时两车相遇 6． 发生放射性衰变为 ，半衰期约为 5730 年．已知植物存活期间，其体内 与 的比例不变， 生命活动结束后， 的比例会持续减少．现测量某古木样品中 的比例，发现正好是现代植物样品中 比例的二分之一．则（ ） A．该古木生命活动结束的年代距今约 5730 年 147.5 9.5 10 Hz× 151.1 1.5 10 Hz× 151.5 10 Hz× 00 t 1t t= 14 C 14 N 14 C 12 C 14 C 14 C 14 CB．再过约 5730 年，该样品中的 将全部衰变殆尽 C． 衰变为 的本质是 D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变 的衰变快慢 7．图甲为竖直固定在水平面上的轻弹簧， 时刻，将一小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放．通过 安装在弹簧下端的压力传感器，测出此过程中弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图象如图乙所示，不计空气阻力， 则（ ） A． 时刻小球的动能最大 B． 过程小球做加速运动 C． 时刻小球加速度大于 g D． 时刻弹簧的弹性势能与小球动能之和最小 8．一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为 ，现让长绳两端 P、Q 同时 以相同的振幅 A 上下各振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示．两列波先后间隔一段时间经 过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而 第二次则产生了较强烈的振动，则（ ） A．有 2 个时刻长绳上会出现振动位移大小为 的情况 B．由 Q 振源产生的波在长绳上传播的速度约为 C．由 P 振源产生的波先到达振动系统 D．两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分． 9．如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩 擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，活塞上方液体会缓慢流出．在此过程中，大气压强与外 界的温度保持不变．则关于这一过程中气缸内的气体（ ） 14 C 14 C 14 N 1 1 0 1 0 1H n e→ + 14 C 0t = 1t 2 3t t− 2t 3t 2Hz 2 A 4m/sA．单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多 B．气体分子间存在的斥力是活塞向上运动的原因 C．气体分子的速率分布情况不变 D．气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量 10．装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示，现将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时， 在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动，若取竖直向上为正方向，则以下描述试管的位移、速度时 间图像可能正确的是（ ） A． B． C． D． 11．如图所示，由 a、b 两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成两束，则（ ） A．a 光的频率小于 b 光的频率 B．a 光的折射率大于 b 光的折射率 C．两束光 a、b 只要满足一定的条件可以发生干涉 D．若 a 光照射到某界面上时发生全反射，则 b 光也能发生全反射 12．如图用三根细线 a、b、c 将两个小球 1 和 2 连接并悬挂，其中小球 1 的重力 ，小球 2 的重力1 7NG =，两小球处于静止．已知细线 a 与竖直方向的夹角为 ，细线 c 水平，重力加速度为 g， ，则（ ） A．细线 a 对小球 1 的拉力为 B．细线 b 对小球 2 的拉力为 C．细线 c 对小球 2 的拉力为 D．剪断绳 b 后的瞬间，小球 2 的加速度为 g 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题：本题共 2 小题，共计 14 分．请将解答填写在答题卡相应的位置． 13．（8 分）（1）小明同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验． （1）实验装置如图甲，下列操作规范的是________ A．实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长 B．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 C．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 D．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材 （2）小明同学在实验后，根据记录的数据进行处理，描绘出弹簧的伸长量 与弹力 F 相关的点如图乙所 示，请你根据所学知识用一定的线来拟合这些点． （3）根据拟合的线，回答以下问题： ①本实验中弹簧的劲度系数 ________ ②图线中后半部分明显偏离直线，你认为造成这种现象的主要原因是________． 14．（6 分）用如图 1 所示的装置研究平抛运动．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上．钢球沿斜槽轨 道 PQ 滑下后从 Q 点飞出，落在水平挡板 MN 上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球 2 9NG = 37° sin37 0.6° = 20N 15N 10N l∆ k = N/m侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．为 定量研究，在如图 2 所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为 x 轴、竖直方向为 y 轴的坐标 系． （1）为保证实验结果误差尽可能小，下列说法正确的是________ A．斜槽轨道必须光滑 B．必须调节斜槽，保证末端水平，且让小球出射方向与硬板平行 C．必须调节硬板，保证硬板在竖直平面内 D．轨道末端的 Q 点即为坐标原点，也就是平抛运动的起点 （2）在图 2 中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是：该次实验时，小 球在斜槽上释放的位置与其它几次相比偏________（选填“高”或“低”）． （3）根据图 2 记录的点可求得钢球平抛的初速度大小为________ （已知 ） ． 四、计算题：本题共 4 小题，共计 46 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写 出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 15．（6 分）如图，在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱 （长度可以忽略）．如果不计大气压的变化，这就是一个简易“温度计”．已知大气压强是 ，易 拉罐的容积是 ，均匀吸管内部的横截面积为 ，吸管露出的长度为 ，当温度为 时，油柱刚好在吸管和易拉罐的接口处．缓慢升高环境温度，易拉罐中气体从外界吸热 ，油柱恰好到 达吸管管口，求： （1）此时环境温度 T； （2）易拉罐中气体内能的变化 ． 16．（10 分）一个质量为 m 的蹦床运动员，从离水平网面 h 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水 平网面 高处．已知运动员与网接触的时间为 ，重力加速度为 g，取向上为正方向，空气阻力忽略不 /m s 210m/sg = 510 10 a. p× 3300cm 20.2cm 20cm 27 C° 10J U∆ 2h t∆计． （1）运动员着网时的速度大小 v； （2）整个过程中，运动员所受弹力的冲量 I； （3）全过程中，人增加的机械能是多少？这些能量由谁提供？ 17．（14 分）如图所示，一条带有圆轨道的长直轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的水平直轨道 相切，圆轨道的半径 ，滑块以一定的初速度从左侧水平直轨道滑入圆轨道，滑过最高点 Q 后再 沿圆轨道滑出，进入右侧水平直轨道，已知图中 P 点左侧轨道均光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排 列，每段长度都为 ，滑块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 ，重力加速度 g 取 ． （1）若滑块从左侧进入圆轨道的初速度为 ，问滑块能否到达圆轨道的最高点 Q； （2）若滑块从左侧进入圆轨道，运动至图中 E 点，恰好与轨道无相互作用，已知过 E 点的半径与竖直方向 夹角为 ，求进入圆轨道的初速度． （3）若滑块从左侧进入圆轨道的初速度为 ，问滑块最终停在右侧轨道的何处？ 18．（16 分）如图所示，一倾角为 的固定斜面底端安装一挡板，物块 Q 静止在与挡板相距为 s（足够大） 的A处．某时刻，物块P以沿斜面向下的速度 与Q发生弹性碰撞．已知Q与斜面间的动摩擦因数为 ， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，P 与斜面间无摩擦，两物块（视为质点）质量均为 m，取重力加速度为 g． （1）求 P 与 Q 第一次碰撞后瞬间各自的速度大小； （2）求 P 与 Q 第二次碰撞前瞬间各自的速度大小； （3）当 Q 与挡板发生碰撞瞬间，撤去物块 P，且 Q 与挡板碰撞时损失的能量是碰前的 ，求 Q 停止的位 0.5mR = 1mL = 0.1µ = 210m/s 2 5m/s 2cos 3 θ θ     = 5m/s θ 0v 2tanθ 3 4置与挡板的距离． 参考答案 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共计 24 分．每小题只有一个选项符合题意． 1．B 2．C 3．B 4．D 5．C 6．A 7．C 8．A 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分． 9．CD 10．AD 11．AD 12．ABD 三、实验题：本题共 2 小题，共计 14 分．请将解答填写在答题卡相应的位置． 13．（8 分）（1）BD（2 分）（漏选得 1 分，错选不给分） （2）图略（2 分）（只画成直线或曲线不给分） （3）①100（2 分） ②超过弹簧的弹性限度（2 分） 14．（6 分）（1）BC（2 分）（漏选得 1 分，错选不给分） （2）低（2 分） （3）1（2 分） 四、计算题：本题共 4 小题，共计 46 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写 出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．（只要结果正确给全分，结果 错误按步得分） 15．（6 分）解：（1）（3 分）由于气体做等压变化 （1 分） 有 （1 分） （若本式没有，结果正确，同样给分） 解得 （1 分） （2）（3 分）等压变化，气体对外做功 （1 分） （1 分） 由热力学第一定律 （1 分） （1 分） （只要结果正确给全分，结果错误按步得分．其他解法，相应给分） 16．（10 分）解（1）（3 分）运动员触网前自由落体 （2 分） 求得着网速度 （1 分）（直接得到结果同样给分） （2）（4 分）运动员离开网后竖直上抛 V CT = 300 300 0 2 20 273 27 . T + ×=+ 304T K= W P V= ∆ 5 41 10 0.2 10 0.2 0.4JW = × × × × = U W Q∆ = + 0.4 10 9.6JU∆ = − + = 2 2v gh= 2v gh= 2 2 2v g h′ = ×运动员离开网的速度 （1 分）（若没有本式，但结果正确同样给分） 着网到反弹过程，动量定理 （2 分） 可得 （1 分） （3）（3 分）接触网前后，机械能变化 （1 分） 可知 （1 分）（直接写出本结果，只给本式分） 这些能量是运动员自身提供的．（1 分） 17．（14 分）解：（1）（5 分）假设能到 Q，从出发点到最高点 Q，动能定理 （3 分） 到达 Q 的速度 ，恰好能到达圆轨道最高点 Q （2 分）（只要算到 即给全分） （2）（5 分）物块在 E 点受力分析 （2 分） 物块在 E 点的速度 （1 分）（本式若没有，结果正确也给分） 出发点到 E 点，动能定理 （1 分） 出发点的速度 ，代入数据可得 （1 分） （3）（4 分）全过程动能定理 （2 分） 在粗糙段上的位移为 （1 分） 可知，滑块最终距离 P 点右端 （1 分） （用其他方法，若能得到结果，同样给分） 18．（16 分）解：（1）（5 分）动量守恒 （2 分） 能量守恒 （1 分） 2v gh′ = ( )I mg t mv mv′− ∆ = − − ( )2 2I mg ght= + +∆ 2 21 1 2 2mv vE m∆ ′= − E mgh∆ = 2 2 0 1 12 2 2QmgR mv mv− = − 0Qv = 0Qv = 2 cos Evmg m R θ = 2 3E gRv = ( ) 2 21 11 cos 2 2EmgR mv mvθ− + = − 2v gR= 2 5m/sv= 2 0 10 2gx vm mµ ′− = − 12.5mx = 24.5m 10 1p Qmv mv mv= + 2 2 2 0 1 1 1 1 1 2 2 2P Qmv mv mv= +得 ， （2 分） （2）（6 分）对 Q 受力分析可知 可得 ， （1 分） Q 匀减速直线运动 对 P 受力分析可知 （1 分） P 匀加速直线运动 碰撞条件为 ，于是碰撞时间 （2 分） （若结果错误，只要前面有任意两条方程正确即可得 2 分） 且 ， ，于是 ， （2 分） （用其他方法得到结果，同样给分） （3）（5 分）任意两次碰撞位置的距离 （1 分） PQ 最后一次碰撞的位置与挡板距离 ，（1 分） 其中 n 为 结果的整数部分 PQ 最后一次碰撞后，Q 运动至挡板处有 1 0Pv = 1 0Qv v= cosmgµ θ sin Qmg maθ = sinQa g θ= ( ) 2 0 1 sin2Qx v t g tθ= − sin Pmg maθ = sinPa g θ= ( ) 21 sin2Px g tθ= P Qx x= 0 sin vt g θ= P Pv a t′ = 0Q Qv v a t′ = − 0Pv v′ = 0Qv ′ = 2 0 2 sin vL g θ= x s nL= − s L ( )2 2 1 0 2 sinv v g xθ− = −于是，Q 与挡板碰撞前的速度 （1 分） （若直接列式得到本式，可得 3 分） Q 与挡板碰撞前后， Q 反弹的速度 Q 沿斜面上升过程- （1 分） 于是，Q 停下位置距离挡板 ，其中 n 为 的整数部分 （1 分） （方程式 1 分，结果 1 分，若没有说明不扣分，用其他方法得到结果同样给分） ( )2 1 0 2 sinv v g s nL θ= − − 2 2 1 2 1 1 1 2 2 4mv mv= ⋅ ( )2 2 0 1 2 sin2v v g s nL θ= − − ( ) 2 2 1sin cos 0 2mg x mg x mvθ µ θ− ∆ − ∆ = − ( )2 0 1 2 sin24 sinx v g s nLg θθ  = − −∆  s L