云南、四川、贵州、西藏四省名校2021届高三第一次大联考物理试题及答案解析

绝密★启用前 2021 届四省名校高三第一次大联考 物理 本试卷共 8 页，18 题(含选考题)。全卷满分 110 分。考试用时 90 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：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。写在 试题卷、草稿纸和答题卡，上的非答题区域均无效。 3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接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。 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。 5.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第 I 卷 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题只有一 项符合题目要求，第 9～12 题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.下列说法正确的是 A.太阳内部持续不断地发生着热核反应，其中一种核反应方程为 ，X 表示 的是中子 B.β 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的电子流 C.碘 131 的半衰期为 8 天，若有 20 个碘 131 原子核，则经过 8 天后只剩下 10 个 D.“核反应堆”是核电站的核心设施，它通过可控制的链式反应实现核能的释放 2.一个质量为 0.1kg 的小球从 5m 高度处自由下落到一厚软垫上。若从小球接触软垫到小球向 下减速为 0 经历了 0.1s，则这段时间内小球动量变化量的大小及软垫对小球平均作用力的大小 为(g＝10m/s2，不计空气阻力) A.0.4kg·m/s，3N B.0.4kg·m/s，4N C.1kg·m/s，11N D.1kg·m/s，10N 3.一质点由静止开始做匀加速直线运动，位移为 1m 时开始计时，该质点的位移－时间图象如 1 4 1 24 H He 2X→ +图所示，下列说法正确的是 A.t＝0 时刻质点的速度为 m/s B.质点的加速度大小为 m/s2 C.质点在 0～3s 内的平均速度为 3m/s D.t＝2s 时刻质点的速度为 m/s 4.天文科学家发现一颗类地行星，该行星距离地球约 20 光年，它绕某恒星做匀速圆周运动的 公转周期为 37 天，半径为地球半径的 2 倍，表面的重力加速度与地球表面的重力加速度相等， 不考虑行星和地球的自转，下列说法正确的是 A.该行星的公转角速度比地球的公转角速度小 B.该行星的质量为地球质量的 16 倍 C.该行星的第一宇宙速度为 7.9km/s D.该行星的平均密度为地球平均密度的 5.如图所示，水平地面上固定着一倾角 θ＝37°的斜面体 ABC，高 BC＝h，P 点位于 A 点的正， 上方，并与 B 点等高。已知当地的重力加速度为 g，现从 P 点水平向左抛出一小球(可视为质 点)，忽略空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是 A.若小球恰好落在斜面 AB 的中点，其运动时间为 B.若小球恰好落在斜面 AB 的中点，其初速度为 C.若小球垂直打在斜面 AB 上，则下落的高度为 D.若小球垂直打在斜面 AB 上，则下落的高度为 6.用同样材料和规格的导线做成的单匝圆环 a 和 b，它们的半径之比 ra：rb，＝3：1，连接两圆 环的直导线的电阻不计，两直导线间的距离可忽略，图甲中圆环 a 处于均匀变化的磁场中，图 乙中圆环 b 处于均匀变化的磁场中。已知两图中磁场的变化率相同，甲、乙两图中 A、B 两点 1 3 2 9 4 9 1 2 2h g 1 3 gh 9 17 h 8 17 h间的电压大小之比 为 A.1 B.2 C.3 D.4 7.如图所示为物流货场使用传送带搬运货物的示意图，传送带与水平面成 37°角，并以 3m/s 的 速度沿逆时针方向匀速转动。现将货物轻放在传送带的上端点 A 处，经 1.3s 货物到达传送带 的下端点 B 处。已知货物与传送带间的动摩擦因数为 0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加 速度 g＝10m/s2，下列说法正确的是 A.货物先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 B.摩擦力对货物一直做正功 C.摩擦力对货物先做负功后做正功 D.从 A 点到 B 点的过程中，货物与传送带的相对位移为 0.55m 8.如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为 35cm 的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接 在一起，螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)d＝5cm，拖把头的半径为 10cm，拖把杆上段相对 螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段 1s 内匀 速下压了 35cm，该过程中拖把头匀速转动，下列说法正确的是 A.拖把头边缘的线速度为 1.4π m/s B.拖把杆向下运动的速度为 0.1π m/s C.拖把头转动的角速度为 7π rad/s D.拖把头的转速为 1 r/s 1 2 U U9.理想变压器的示意图如图所示，输入端与某交流电源相连，其中电流表为理想交流电表。下 列操作中，电流表的示数可能不变的是 A.将 P 向上移动，Q 向上移动 B.将 P 向上移动，Q 向下移动 C.将 P 向下移动，Q 向上移动 D.将 P 向下移动，Q 向下移动 10.如图所示，在竖直平面内固定有半径为 R 的半圆轨道，其两端点 M、N 连线水平。将一轻 质小环 A 套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在 M 点，另一端系一质量为 m 的小球，小球 恰好静止在图示位置。不计一切摩擦，重力加速度为 g，下列说法正确的是 A.细线对 M 点的拉力大小为 mg B.轨道对轻环的支持力大小为 mg C.细线对轻环的作用力大小为 mg D.图示位置时 MA＝ R 11.如图所示，以直角三角形 AOC 为边界的区域内存在着磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸. 面向里的匀强磁场。已知∠C＝30°，AO＝L，D 点为 AC 中点，O 点处有一个粒子源，可以在 纸面内向各个方向发射大量的比荷为 的带负电的粒子，粒子的速度大小均为 v0＝ 。设 某粒子发射的方向与 OC 边的夹角为 θ，不计粒子间的相互作用力及重力，对粒子进入磁场后 的运动，下列说法正确的是 A.当 θ＝60°时，该粒子将从 A 点射出 B.从 AC 边射出的粒子在磁场中运动的时间随 θ 的减小而增加 C.所有从 OA 边射出的粒子在磁场中运动的时间相等 D.在 AC 边上仅在 AD 范围内有粒子射出 3 2 3 3 q m qBL m12.如图所示，固定斜面与水平面的夹角为 θ，弹簧的下端固定在挡板上，上端有一可视为质点 的物体，但弹簧和物体不粘连，现用沿斜面向下的外力推着物体，使其静止于 A 点，此时弹 簧的压缩量为 x0，撤去外力后物体向上运动 3x0 时速度减为零。已知物体的质量为 m，与斜面 间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，弹簧的劲度系数为 k，物体向上运动的过程中，下列 说法正确的是 A.从撤去外力到物体速度达到最大时物体经过的位移 x＝ B.物体做匀减速直线运动的时间 t＝ C.刚撤去外力时物体的加速度 a＝ D.物体向上先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 第 II 卷 二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 13～16 题为必考题，每个试题考生都必 须作答。第 17～18 题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题(共 47 分) 13.(6 分) 在“验证牛顿第二定律”的实验中，某同学发现可利用该实验测量滑块的质量 M，其实 验装置如图甲所示，实验步骤为： (1)调整长木板的倾角，当钩码的质量为 m0 时，滑块恰好可沿长木板向下做匀速运动。 (2)保持长木板的倾角不变，撤去钩码，将滑块移近打点计时器，然后释放滑块，滑块沿长木 板向下做匀加速直线运动，打出的纸带如图乙所示(打点计时器的打点周期为 T)。 0 mgsin mgcosx k µθ θ+－ 0x gsin gcosµθ θ+ 0kx mgsin mgcosµ m θ θ− −请回答下列问题： ①打点计时器在打下 D 点时滑块的速度 vD＝ 。 ②滑块做匀加速直线运动的加速度 a＝ 。 (3)保持长木板的倾角不变，挂上质量为 m(小于 m0)的钩码，滑块沿长木板向下做匀加速运动， 测出滑块的加速度。多次改变钩码的质量 m，分别求出相应的加速度。 (4)作出 a－mg.图象如图丙所示，若认为细绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等，则由图丙可 求得滑块的质量 M＝ kg。 14.(9 分) 某同学要测量一蓄电池的电动势和内阻，在学校实验室找到以下器材：毫安表 A(内阻 Rg ＝2.9Ω，满偏电流 Ig＝100mA)、电压表 V(量程 U0＝3V，内阻很大)、电阻箱 R1(0～999.9Ω)、 滑动变阻器 R2、开关、导线若干。 (1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱 R1 与毫安表 A 并联，可使其量程扩大，取 R1＝ Rg，则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的 倍。 (2)扩大量程后毫安表的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图甲所示的电路，调节滑动变阻 器 R2，读出了多组电压表的示数 U 和毫安表的示数 IG，并作出了 U－IG 图线如图乙所示，由 作出的 U－IG 图线及题中的相关信息，可求得蓄电池的电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω。(结 果保留两位有效数字) 15.(12 分) 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，质量 m＝1kg 的带正电的小球与长 L＝2m 的 绝缘细线相连，细线的上端固定于 O 点，O 点距地面的高度为 3m，小球的电荷量 q＝0.01C， 细线能承受的最大拉力 T＝36N，现将细线拉直并从细线与竖直方向成 θ＝60°角处由静止释放 小球，当细线转到竖直方向 OA 时，细线恰好断裂，最后小球落到地面上，已知重力加速度 g ＝10m/s2，小球可视为质点，不计空气阻力，求： 1 29(1)电场强度的大小； (2)小球落地时与 OA 的水平距离。 16.(20 分) 如图甲所示，质量 M＝1kg 的木板置于水平地面上，木板上表面与 AB 面平齐，t＝0 时质 量 m＝1kg 的物块在与水平地面成 θ＝37°角的外力 F 作用下从 A 点由静止开始运动，0～7s 内 外力 F 随时间 t 变化的关系图线如图乙所示，7s 后撤去外力 F。已知 t＝2s 时物块滑上木板， 运动过程中物块始终未滑离木板，物块与 AB 面、木板与地面间的动摩擦因数均为 μ＝0.3，物 块与木板间的动摩擦因数 µ2＝0.8，重力加速度 g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)AB 面的长度； (2)撤去外力 F 前物块相对木板的位移大小； (3)木板长度的最小值。 (二)选考题：共 15 分。请考生从给出的 2 道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一 题计分。 17.[物理——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.扩散现象是分子热运动状态总是朝着无序性增大的方向进行的一种表现 B.液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 C.露珠呈球状是液体表面张力作用的结果 D.液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出了 E.容器内封闭着一定量的理想气体，保持压强不变而体积增大时，容器器壁在单位时间内单位面积上受到气体分子撞击的次数一定减少 (2)(10 分)如图所示，开口处装有固定卡环且导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，横截 面积为 S、厚度不计的活塞可以在气缸内自由滑动，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理 想气体，开始时活塞与气缸底部之间的距离为 L，气体的热力学温度为 2T0(T0 为环境的热力 学温度)，压强为 2p0(p0 为大气压强)，由于缸内气体缓慢散热，最终气体的温度与环境温度相 同。已知活塞的质量 m＝ (g 为重力加速度)。 (i)求活塞与气缸底部之间的最小距离； (ii)若一定质量的理想气体的内能与温度的关系满足 U＝kT(k 为大于零的已知常数)，求活塞下 移过程中气体吸热还是放热，吸收或者放出的热量为多少? 18.[物理——选修 3－4](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.男高音和女高音歌唱家所发出的声波可能会发生干涉现象 B.机械波中某一质点的振动频率一定等于该机械波波源的振动频率 C.如果波源停止振动，在介质中传播的机械波也会立即消失 D.空气中的声波是不可能发生偏振现象的 E.若观察者逐渐靠近波源，则所接收到的波的频率大于波源的频率 (2)(10 分)某种透明玻璃对甲光的折射率 n＝ 。现用这种玻璃制成一块玻璃砖，且玻璃砖中 有一个球形中空气室。一束包含甲、乙两种单色光的复色光照射到气室的 A 点，如图所示， 甲光从 C 点射出气室进入玻璃，乙光从 D 点射出气室进入玻璃。已知该复色光在 A 点的入射 角为 30°，气室中的气体对甲、乙两种光的折射率均为 1。 (i)作出甲、乙两光的光路图，并说明甲、乙两光穿过同一狭缝时哪种光更容易发生相对明显的 0p S 2g 2衍射现象； (ii)求甲光通过气室前后的偏转角。