2021届高三四校联考
物理试题
满分100分，考试时间75分钟
命题学校： 定稿人：
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、考号、座位号等相关信息填写在答题卡指定区域内，并用2B铅笔填涂相关信息。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．光电效应实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
2．体育器材室里，篮球静止摆放在如图所示的由细杆组成的水平球架上，则（ ）
A．球架对篮球的作用力与篮球受到的重力平衡
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B．球架对篮球的支持力与篮球对球架的压力相同
C．篮球与球架间没有相对运动，所以篮球一定没有受到摩擦力作用
D．猛地向右推动球架，篮球会相对球架向右滚动
3． 一个质点从静止开始做匀加速直线运动，它在第3s内与第6s内通过的位移之比为x 1∶x 2，通过第3 个1m与通过第6个1 m时的平均速度之比为v 1∶v 2，则（ ）
A．x1∶x 2＝1∶4 B．x 1∶x 2＝5∶11
C．v1∶v 2＝1∶2 D．v 1∶v 2＝3∶6
4． 我国探月工程“绕、落、回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实。返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度约为200公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移。如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g0，探测器在圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点．点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，B点为轨道Ⅱ上的远月点．下列判断正确的是（ ）
A．探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为T=2πg0R
B．探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力不大于在轨道Ⅰ运动时受到的月球引力
C．探测器从A到B运行的过程中机械能减小
D．在A点变轨时，只要令探测器的速度大小增加，就一定能进入与轨道Ⅰ相切的椭圆轨道
5． 如图，在等边三角形abc的中心O处有一带正电的点电荷，d为ac边的中点，则在该点电荷产生的电场中（ ）
A．a、b、c点的电场强度相同
B．a、c、d点的电势差满足Uad＝Udc
C．电子在a点时的电势能小于在b点的电势能
D．电子在a点时的电势能大于在d点的电势能
6． 如图所示，半径为r的光滑圆形导体框架，直径刚好位于有界匀强磁场的边界上。导体杆Oa在外力作用下，绕O轴在磁场中以角速度ω顺时针方向匀速转动，磁场的磁感应强度为
8
B， 阻值为R的电阻两端cd通过导线与杆两端O、a分别连接，导体杆、导线和框架电阻不计，则（ ）
A．导体杆在磁场中转动时，电阻上的电流方向为c à d
B．导体杆在磁场中转动时，产生的电动势大小为 Bωr2
C．导体杆转动一周，外力做的功为 πωB2r44R
D．导体杆在磁场中转动时，外力的大小应为 ωB2r32R
7． 如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n1 = 200匝，副线圈匝数n2 = 100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
8． 下列说法错误的是（ ）
A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定是变力
B．做匀速圆周运动的物体，受到的合外力可能是恒力
C．忽略重力的带电粒子，在磁场中一定做曲线运动
D．忽略重力的带电粒子，在电场中可能做直线运动
9． 如图所示，内阻为r、电动势为E的电源，与灯泡L，电阻R，以及电容器C连接成电路，开始时开关S断开，则开关闭合电路稳定后，与开始时相比，（ ）
A．电容器上电量增大 B．灯泡L变暗
C．电源效率减小 D．电源内阻的热功率增大
10．如图所示，斜劈固定在水平地面上，斜面上O点以上光滑，O
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点及以下粗糙，一轻弹簧下端固定在挡板上，上端自然伸长到O点；小物块M紧靠弹簧上端恰好静止于O点，与M完全一样的小物块N从P点由静止释放，两小物块在O点发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两小物块均可视为质点，则（ ）
A．小物块N在碰撞前的运动过程中处于失重状态
B．全过程两小物块组成的系统动量守恒
C．小物块M第一次从最低点返回到O点的过程中，到达O点时的速度最大
D．碰后小物块M从O点运动到最低点的过程中,其重力势能的减少量等于与斜面间因摩擦而产生的热量
第Ⅱ卷（54分）
二、非选择题：11~12为实验题，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程；13~14为计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。15~16题为选考题，根据要求作答。
（一）必考题：共42分
11. （6分）用如图所示的实验装置进行实验。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量。
（1）所用的打点计时器在纸带上直接记录的是物体运动过程的_______(填“位置”或“位移”)；通过打点的数量，可以计算运动过程的__________，它所接电源为________电源(填“直流”或“交流”)。
（2）利用这个装置可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用的交流电的频率为f，选用这些条件写出重锤下落的加速度a＝_________．
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12. （10分）物理兴趣小组的同学拿到一根陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，（电阻膜均匀布满圆柱体的外侧面），管的两端有导电箍M、N，如下左图。该电阻的长度看作等于陶瓷管的长度。已知所用电阻膜材料的电阻率为ρ。他们通过实验测量该陶瓷管上电阻膜的厚度d，使用的器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）、电流表（量程0.6mA，内阻约为1Ω）、电池组（电动势为3V）、滑动变阻器、电键和导线。请帮助他们解决实验过程中的以下问题：
（1）用螺旋测微器测量陶瓷管的外径D，示数如下中图，则D =_____________mm。
（2）根据实验目的，在方框中画出合适的实验电路图（陶瓷管的电阻Rx≈5kΩ，滑动变阻器的总阻值为50Ω）。
（3）除了测量出陶瓷管的外径D和长度为L外，还需要测量直接测量的物理量及其符号为：
_____________________________________ 、_____________________________________。
（4）用（3）中给定的物理量符号，写出计算电阻膜厚度的表达式为：d=________________。
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13．（12分）随着冬天的来临，虽然我国的新冠病毒疫情已经被控制得非常好，但人们仍然不敢大意，大家勤洗手，常戴口罩，减少不必要的接触。在广州市的餐馆里，出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，他们担负起送餐的职责。送餐时，餐盘被放在水平托盘中央，边缘不与护栏接触。某时刻，天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美，在得到送餐指令后，沿预定的路径开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动，当他的速度大小为v =1m/s时，他发现正前方不远处站着一位顾客，于是立即制动做匀减速直线运动，在顾客前及时停下。若减速运动的加速度大小a2 = 2 a1，小美运动的总时间为t =3s。（不考虑反应时间，重力加速度g取10m/s2。）求：
（1） 小美减速运动的时间t2；
（2） 为使制动时，餐盘不会与水平托盘发生相对滑动，餐盘与托盘间的静摩擦系数μ至少为多少？ （静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。）
14. （14分）如图所示，质量为m的“匚”型金属导轨abcd，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为L，长为2L，cd部分的电阻为R，bc和ad部分电阻不计，P、P′分别为bc和ad的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。一质量为m、长为L、电阻为R的金属棒MN以速度v从ab端滑上导轨，并最终在PP′处与导轨相对静止。已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，整个过程金属棒和导轨接触良好。求：
（1）MN刚滑上导轨时，金属导轨的加速度a的大小；
（2）整个过程金属棒上产生的焦耳热Q；
（3）金属棒从滑上导轨到刚与导轨相对静止所经历的时间t。
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（二）选考题：共12分。请考生从两道题中任选一题作答。
15. 【物理选修3-3】
（1）（4分）下列说法正确的是__________。（双选）
A．晶体在熔化过程中，内能增加
B．热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律
C．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
D．悬浮在水中的花粉做布朗运动，花粉颗粒越大，布朗运动就越明显
（2）（8分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通， A、B的顶部各有一阀门K1、K2，B内有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，两个阀门均打开，活塞在汽缸B的底部。然后关闭K2，通过K1给汽缸A缓慢充气，直至汽缸B中的活塞，到达汽缸内一半高度的位置时，关闭K1。已知大气压强为p0，汽缸导热良好。求：
①此时汽缸B中气体的压强p1 ；
②接着关闭K1，打开K2，通过计算判断，系统稳定时，活塞能否上升到气缸B的顶部。
16. 【物理选修3-4】
（1）（4分）一列简谐横波沿x轴负方向传播，波的周期为0.4s，某时刻的波形如图所示．则下列说法正确的是__________。（双选）
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A．该波的波速为20m/s
B．该波的波长为10m
C．此时刻，质点P向上运动
D．此时刻，质点Q向上运动
（2）（8分）如图所示，直角三角形ABC是某三棱镜的横截面，其中∠A=60°。三棱镜折射率为233，一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为33，D、C两点间距离为10cm。单色光从D点进入棱镜后折射光线与BC边交于E点（图中未画出，已知光在真空中的速度为c=3×108m/s），求：
① 单色光从D点入射到E点所用的时间（计算结果可保留分式和根式）；
② 通过计算说明，该单色光能否从E点射出三棱镜。
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