广东省湛江市2021届高三3月普通高考测试（一）物理试题 含答案

湛江市 2021 年普通高考测试（一） 物理 本试卷共 6 页，16 小题，满分 100 分．考试用时 75 分钟． 注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写答题卡上，将 条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”． 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点 涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，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答字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相 应位置上；如改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔或涂改液．不按 以上要求作答无效． 4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回． 一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．在每小题给出的四个选项中，只有 一个选项正确． 1．大亚湾核电站位于珠三角地区，是中国大陆第一座商用核电站．大亚湾核电站利用的是核裂变．一种典 型的核裂变反应方程为 1441 1 5 23 60 5 2 09 U n Ba X 3 n    ，其中原子核 X 的中子数为（ ） A．52 B．53 C．54 D．55 2．一质量为 m 的乘客站在倾角为 的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为 0a 的加速度加速上行， 如图所示．重力加速度大小为 g．该过程中，乘客对踏板的压力大小为（ ） A． mg B． 0 sinma  C． 0 sinmg ma  D． 0 sinmg ma  3．2020 年 7 月 26 日，大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600 海上首飞成功，为下一步飞机进行海上试飞科目 训练及验证飞机相关性能奠定了基础．若飞机的质量为 m，从 0t  时刻起，飞机在某段时间 0t 内由静止开 始做加速直线运动，其加速度与时间的关系图像如图所示（图中 0a 、 0t 均为已知量），则在这段时间 0t 内， 飞机所受合力的冲量大小为（ ） A． 0 0ma t B． 0 0 1 2 ma t C． 0 0 3 4 ma t D． 0 02ma t 4．如图所示，正方形线框 abcd 由四根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁场方向 垂直，线框顶点 a、d 与直流电源（内阻不计）的负极和正极相接．若 ab 棒受到的安培力大小为 F，则 ab 棒 受到的安培力（ ） A．大小为 3F ，方向由 b 到 a B．大小为 3F ，方向由 a 到 b C．大小为 F，方向由 a 到 b D．大小为 F，方向由 b 到 a 5．“土星冲日”是指土星、地球、太阳三者依次排成一条直线，此时土星距离地球最近．若地球和土星绕 太阳公转的周期分别为 1T 、  2 1 2T T T ，认为地球和土星的运行轨道均为圆，则相邻两次“土星冲日”间 隔的时间为（ ） A． 2 1 1 2 T T T B． 2 2 2 1 T T T C． 1 2 1 2 TT T T D． 1 2 2 1 TT T T 6．A、B 两辆小轿车（均视为质点）在平直公路上行驶，其速度一时间图像如图所示．若在 0t  时刻，A 车在前，B 车在后，两车间的距离为12m ，则 A、B 两车相遇的次数为（ ） A．0 B．1 C．2 D．3 7．真空中有两个固定的等量异种点电荷 A、B，过直线 AB 延长线上的 O 点作 AB 的垂线，以 O 点为圆心 的圆与 AB 的延长线和垂线分别交于 a、c 和 b、d 四点，如图所示．下列说法正确的是（ ） A．a 点的电势高于 b 点的电势 B．a 点的电场强度大于 b 点的电场强度 C．带负电的试探电荷在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 D．带正电的试探电荷在 c 点的电势能小于在 d 点的电势能 二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．在每小题给出的四个选项中，有多 个选项正确．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分． 8．电压互感器是一种测量电路中电压的变压器．如图所示，电压互感器的原线圈匝数较多，并联在电路中， 副线圈匝数较少，两端接在电压表上．则（ ） A．电压互感器是一种降压变压器 B．电压互感器能测量稳恒直流电路的电压 C．电压互感器原、副线圈电流的频率相同 D．电压互感器副线圈的电流小于原线圈的电流 9．2021 年，我国航天发射次数有望首次突破 40 次．在发射升空的初始阶段，一颗卫星（包含外壳）在火 箭的推动下由静止开始竖直向上匀加速上升，当卫星上升的高度为 h 时，卫星的速度大小为 v．若卫星受到 的阻力大小恒为 0.1mg （m 为卫星的质量，g 为重力加速度大小），不考虑该过程中重力加速度的变化，则 下列说法正确的是（ ） A．卫星的加速度大小为 2v h B．卫星从地面上升 h 高度所用的时间为 2h v C．卫星所受推力的大小为 2 2 mvmg h  D．卫星所受推力的平均功率为 311 20 4 mvmgv h  10．如图甲所示，abcd 是由导体做成的“U”形框架，其所在平面（bc 在水平面上）与水平面的夹角为 ， 质量为 m 的导体棒 PQ 与导轨 ab 、cd 垂直接触良好（接触面粗糙），回路 PbcQ 的面积为 S．整个装置放 在垂直于框架平面的磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，磁场的最大磁感应强 度为 0B ， PQ 始终静止．在 00 ~ t 时间内，下列说法正确的是（ ） A． PQ 中感应电流的方向由 P 到 Q B．回路中产生的感应电动势为 0 0 B S t C． PQ 所受安培力的方向垂直 PQ 沿框架平面向上 D． 0t  时刻． PQ 所受摩擦力一定沿框架向下 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第 11～14 题为必考题，每道试题考生都必须作 答．第 15～16 题为选考题，考生根据要求作答． （一）必考题：共 42 分． 11．（7 分）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量已知的相同钩码，探究弹簧弹力与形变量的关系． （1）本实验还需要的实验器材有_________． （2）如图乙所示，根据实验数据绘图，横轴为弹簧的形变量 x，纵轴为钩码的质量 m．已知重力加速度大 小 29.8m / sg  ，则弹簧的劲度系数 k  __________ N / m （结果保留两位有效数字）． （3）从图乙可以看出，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也有一定的伸长量，其原因是__________． 12．（9 分）某物理兴趣小组欲利用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻．提供的实验器材有： A．电源 E（电动势约为 6V ，内阻约为5 ）； B．电压表○V （量程为 6V ，内阻约为 6k ） C．电流表 （量程为100mA ，内阻约为 2.5 ）； D．电流表 （量程为1mA ，内阻约为30 ）； E．电阻箱 R（最大阻值为 999.9 ，最小改变值为0.1 ）； F．开关 S，导线若干． （1）电流表应选用_________________选填 C 或 D． （2）主要实验步骤如下，请完成步骤Ⅱ中的填空： Ⅰ．断开开关 S，拆下电流表，将 N 与 P 用导线直接相连，闭合 S，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指向 中间某一刻度，此时电阻箱的阻值为159.1 ； Ⅱ．断开 S，拆下 M 与 N 之间的导线，电流表接到 M、N 之间，闭合 S，调节电阻箱的阻值，使电压表指 针指向同一刻度，此时电阻箱的阻值为156.4 ，则电流表的内阻 AR  ________ ； Ⅲ．断开 S，拆下电流表，将 M 与 N 用导线直接相连，N 与 P 之间的导线拆下，将电流表接回 N、P 之间； Ⅳ．闭合 S，调节电阻箱，记下电阻箱的阻值 R，电压表的示数 1U ，电流表的示数 1I ；再改变电阻箱的阻 值，获得多组数据． （3）张同学根据电压表的示数和对应电流表的示数作出的U I 图线如图乙所示，若图线在纵轴上的截距 为 a、图线斜率的绝对值为 1k ，则张同学测得电源的电动势为_______、内阻为_______（电流表的内阻用 AR 表示）． （4）李同学根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的 1 1 U R  图线如图丙所示，若图线在纵轴上的截 距为 b、图线的斜率为 2k ，则李同学测得电源的电动势为内阻为__________、内附为_______（电流表的内 阻用 AR 表示）． 13．（10 分）如图所示，在 xOy 坐标平面的第Ⅱ象限内有方向沿 x 轴正方向的匀强电场，在第Ⅰ象限内有 方向垂直坐标平面向外的匀强磁场．一带正电粒子在坐标平面内从 x 轴上的 P 点以大小为 0v 的速度垂直于 x 轴进入匀强电场，然后沿与 y 轴的正方向夹角 60  的方向进入磁场，并恰好垂直于 x 轴进入第Ⅳ象限．已 知 O、P 两点间的距离为 d，粒子的比荷为 k，粒子所受重力不计，求： （1）粒子进入磁场时的速度大小 v； （2）匀强磁场的磁感应强度大小 B． 14．（16 分）如图所示， ABC 为竖直面内的固定轨道， AB 段光滑，与水平方向间的夹角为 ， BC 段水 平且粗糙，C 端固定一竖直挡板，BC 长为 d．现将一质量为 m 的滑块甲从轨道 AB 段上到 B 点的距离为 1 2 d 处由静止释放，在 B 处（B 处有一小段光滑圆弧）与完全相同的另一静止的滑块乙发生碰撞，碰撞后成为 一个整体，整体与挡板发生 n（n 为正整数）次弹性碰撞后停在 BC 段上的 D 点（图中未标出），D 点到 C 点的距离为 x．重力加速度大小为 g，甲、乙均视为质点．求： （1）甲、乙碰撞前瞬间甲的速度大小 0v ； （2）两滑块碰撞过程损失的机械能 E ； （3）滑块整体与轨道 BC 段间的动摩擦因数  ． （二）选考题：共 12 分．请考生从给出的 15、16 两题中任选一题作答．如果多做，则按所 做的第一题计分． 15．【选修 3-3】（12 分） （1）（4 分）中午时车胎内气体（视为理想气体）的温度高于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则 与清晨相比，中午时车胎内气体分子的平均动能_________，车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位 面积的碰撞次数___________．（均选填“增大”、“减小”或“不变”） （2）（8 分）某训练中心利用储气罐给篮球充气．某容积为 0V 的储气罐内有压强为 08p 的空气，要求储气罐 给原先气体压强均为 02p 的篮球均充气至 04p ．假定每个篮球的容积恒为 0 60 V ，不计充气过程中的温度变 化．若储气罐最多能给 n 个这种篮球充足气，求 n 的数值． 16．【选修 3-4】（12 分） （1）（4 分）广东有丰富的水产资源，渔业发达．一渔船用频率为 f、在水中波长为  的超声波（一种机械 波）来探测远处鱼群的方位，测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为 t，则该超声波的波速大小 为________，鱼群与渔船之间的距离为_______（忽略船和鱼群的运动）． （2）（8 分）一透明砖的横截面如图所示， APB 是半径为 R 的 1 4 圆弧，P 点在圆弧上，ODEB 是长方形， AD 边足够长．一细束单色光平行 BE 方向从 P 点以入射角 60i   射入透明砖．透明砖材料对该光的折射 率 3n  ．请通过计算判断该光经弧面 AB 折射后是否从 AD 面射出透明砖． 湛江市 2021 年普通高考测试（一） 物理参考答案 1．B 【解析】本题考查原子核，目的是考查学生的理解能力．核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒， 可得原子核 X 的质子数为 36、质量数为 89，故原子核 X 的中子数为89 36 53  ，选项 B 正确． 2．C 【解析】本题考查牛顿运动定律，目的是考查学生的推理能力．该过程中，乘客在竖直向上方向的 加速度大小 0 sina a  ，设踏板对乘客的支持力大小为 F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有 F mg ma  ， 解得 F mg ma  ，由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小 0 sinN F mg ma    ，选项 C 正确． 3．C 【解析】本题考查动量定理，目的是考查学生的推理能力．在 0t t 时刻，飞机的速度大小 0 0 0 0 0 0 1 1 1 3 2 2 2 4v a t a t a t     ，根据动量定理有 0I mv  ，解得 0 0 3 4I ma t ，选项 C 正确． 4．A 【解析】本题考查安培力，目的是考查学生的推理能力．设每一根导体棒的电阻为 R、长度为 L．则 通过 ab 棒的电流 1 3 EI R  ，有 1F BI L ，通过 ad 棒的电流 2 EI R  ，ad 棒受到的安培力大小 22F BI L ， 解得 2 3F F ，选项 C、D 均错误；通过 ad 棒的电流方向由 d 到 a，根据左手定则， ad 棒受到的安培力 方向由 b 到 a，选项 A 正确、B 错误． 5．D 【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理能力．设相邻两次“上星冲日”间隔的时 间为 t，有 1 2 1t t T T   ，解得 21 2 1 TTt T T   ，选项 D 正确． 6．C 【解析】本题考查直线运动，目的是考查学生的推理能力．由题图可知．两车均做匀加速直线运动， A 车的加速度大小 2 2 1 16 m / s 4m / s4a   ，从 0t  时刻起，时间 t 内的位移大小 2 2 1 1 1 22x a t t  ；B 的加 速度大小 2 2 2 16 8 m / s 2m / s4a   ，从 0t  时刻起，时间 t 内的位移大小 2 2 2 0 2 1 82x v t a t t t    ，t 时刻两车间的距离 2 1 20 8 12x x x x t t      ，若两车相遇，则有 0x  ，解得 2st  或 6st  ，说明两 车相遇两次，选项 C 正确． 7．B 【解析】本题考查静电场，目的是考查学生的分析综合能力．电场线的分布如图所示，由于沿电场 线方向电势逐渐降低，a 点的电势低于 b 点的电势，选项 A 错误；由于等势线与电场线垂直，画出过 b 点 的等势线，可知 b、d 两点与 b 点的电势相等，而电场线的疏密表示电场强度的大小，可得 a 点的电场强度 大于 b 点的电场强度，选项 B 正确：带负电的试探电荷从 a 点移到 1b 点的过程中电场力做正功，电势能减 小，即带负电的试探电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能，选项 C 错误；带正电的试探电荷从 c 点移 到 1b 点的过程中电玚力做正功．电势能减小，即带正电的试探电荷在 c 点的电势能大于在 d 点的电势能， 选项 D 错误． 8．AC 【解析】本题考查交变电流，目的是考查学生的推理能力．也压互感器原线圈匝数较多，是一种降 压变压器选项 A 正确；电压互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，不能测量稳恒直流电压．选项 B 错误；电压互感器不能改变电流的频率，其原、副线圈电流的频率相同，选项 C 正确；因为电压互感器原 线圈匝数较多，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，选项 D 错误． 9．BD 【解析】本题考查功率，目的是考查学生的推理能力．设火箭的加速度大小为 a，有 2 2v ah ， 解得 2 2 va h  ，选项 A 错误；设卫星从地面上升 h 高度所用的时间为 t，有 2 vh t  ，解得 2ht v  ，选项 B 正确；设卫星所受推力的大小为 F，有 0.1F mg mg ma   ，解得 211 10 2 mvF mg h   ，选项 C 错误；该 推力的平均功率 311 2 20 4 v mvP Fv F mgv h      ，选项 D 正确． 10．BC 【解析】本题考查电磁感应，目的是考查学生的分析综合能力．由楞次定律可以判断，导体棒 PQ 中感应电流的方向由 Q 到 P，选项 A 错误；回路中产生的感应电动势 0 0B SF t t   ，选项 B 正确；出安 培定则可以判断，导体棒 PQ 所受安培力的方向垂直 PQ 沿框架平面向上，选项 C 正确； 0t  时刻，导体 棒所受安培力大小未知．无法根据物体的平衡条件确定导体棒 PQ 所受摩擦力的方向，选项 D 错误． 11．（1）刻度尺（2 分） （2）9.8（3 分） （3）弹簧自重的影响（其他说法只要合理．均可给分）（2 分） 【解析】本题考查胡克定律，目的是考查学生的实验能力． （1）实验需要测量弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有刻度尺． （ 2 ） 题 图 乙 中 的 图 线 为 直 线 ， 说 明 弹 簧 的 弹 力 大 小 与 惮 簧 的 伸 长 量 成 正 比 ， 可 得 2 2 6.0 10 9.8 N / m 9.8N / m(7.0 1.0) 10 Fk x          ． （3）由于弹簧自重的影响，当弹簧下端未挂钩码时，弹簧也会有一定的伸长量． 12．（1）C．（1 分） （2）2.7（2 分） （3）a（1 分） 1 Ak R （2 分） （4） 1 b （1 分） A 2k Rb  （2 分） 【解析】本题考查闭合电路的欧姆定律，目的是考查学生的实验能力． （1）若电流表选用量程为1mA 的 ．则通过 的最小电流约为 6 A 6mA(1000 5 30)   ，超过了 的量程． （2）由于电压表指针指向同一刻度，故有 A 156.4 159.1R     ，解得 A 2.7R   ． （3）根据闭合电路的欧姆定律有  AE U I R r   ，变形得  AU R r I E    ，结合题图乙解得 E a 、 1 Ar k R  ． （4）根据闭合电路的欧姆定律有  A UE U R rR     ，变形得 1 1 1AR r U E R E    ，结合题图丙解得 1E b  、 2 A kr Rb   ． 13．【解析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的推理能力． （1）粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系有 0cos v v   （2 分） 解得 02v v ． （1 分） （2）设粒子进入磁场时的位置到原点 O 的距离为 s，粒子在电场中运动的时间为 t，有 0s v t （1 分） 0 tan 2 vd t  （2 分） 由几何关系可得，粒子在磁场中做圆周运动的半径 sin sr  （1 分） 又 2wqvB m r  （2 分） 解得 03 2 vB kd  ． （1 分） 14．【解析】本题考查动量与能量，目的是考查学生的分析综合能力． （1）对甲从释放到滑至 B 点的过程，根据动能定理有 2 0 1 1sin 2 2mg d mv   （2 分） 解得 0 sinv gd  ． （1 分） （2）对甲、乙碰撞的过程，根据动量守恒定律有 0 2mv mv （2 分） 解得 1 sin2v gd  （1 分） 根据能量守恒定律有 2 2 0 1 1 22 2E mv mv   （1 分） 解得 1 sin4F mgd   （1 分） （3）若整体与挡板第 n 次碰撞后，沿 BC 段向左运动一段距离后停在 D 点，则整体在 BC 段上通过的路程  1 2 1 d xns   （1 分） 根据功能关系有 2 1 12 22mgs mv    （2 分） 解得 sin 8[(2 1) ] d n d x     （1 分） 若整体与挡板第 n 次碰撞后，向左冲上 AB 段后再下滑．最后停在 D 点，则整体在 BC 段上通过的路程 2 (2 1)s n d x   （1 分） 根据功能关系有 2 2 12 22mgs mv    （2 分） 解得 sin 8[(2 1) ] d n d x     ． （1 分） 15．【选修 3-3】 （1）增大（2 分） 增大（2 分） 【解析】本题考查分子动理论，目的是考查学生的理解能力．当车胎内气体的温度升高时，车胎内气体分 子的平均动能增大；在分子数和体积不变的情况下，由于气体分了的平均速率变大，气体分子在单位时间 内对车胎内壁单位面积的碰撞次数增大． （2）【解析】本题考查气体实验定律，目的是考查学生的推理能力． 设充气前每个篮球中的气体等温压缩至 04p 时的体积为 1V ，有 0 0 0 12 460 Vp p V  （2 分） 篮球内气休体积的减少量 0 160 VV V   （2 分） 储气罐给篮球充气时做等温变化，有  0 00 08 4p V p V n V   （2 分） 解得 120n  ． （2 分） 16．【选修 3-4】 （1） f （2 分） 1 2 ft （2 分） 【解析】本题考查机械波，目的是考查学生的理解能力．该超声波的传播速度大小 v f ，鱼群与渔船之 间的距离 1 2 2 tx v ft   ． （2）【解析】本题考查光的折射与全反射，目的是考查学生的推理能力 光路图如图所示，根据折射定律，有 sin sin in r  （2 分） 解得 30r   设该光在透明砖中发生全反射的临界角为 C，有 1sinC n  （1 分） 解得 3sin 3C  （1 分） 出几何关系有 60POA i    （1 分） 该光到达 AD 面上的 M 点时的入射角 60   （1 分） 由于 3 3sin 2 3    ，故 C  （1 分） 该光到达 AD 面上时会发生全反射，不能从 AD 面射出透明砖． （1 分）