湘豫名校联盟2021届高三物理3月联考试题（Word版附答案）

绝密★启用 湘豫名校联考（2021 年 3 月） 理科综合能力测试 物理 注意事项： 1.本试卷分第 1 卷（选择题）和第 II 卷（非选择题）两部分。时量 150 分钟，满分 300 分。答 题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答第 I 卷时，选出每小题答案后，用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。写在本试题卷上无效。 3.回答第 I 卷时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H~1 O~16 Si~28 As~75 In~115 Ba~137 第 I 卷 选择题（共 126 分） 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14 题～第 18 题 只有一项符合题目要求，第 19 题～第 21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对 但不 全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分。 14.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于 n=3 激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同 的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极 K 上时，电路中电流随电压 变化的图像如图丙。下列说法正确的是 A.阴极 K 金属的逸出功为 6.75eV B.氢原子跃迁时共发出 4 种频率的光 C.保持人射光不变，向右移动滑片 P,电流表示数可能变大 D.光电子最大初动能与入射光的频率成正比 15.A 和 B 两质点在同一直线上运动的 v-t 图像如图所示，已知在第 5s 末两个物体在途中相遇， 则下列说法正确的是 A.两物体从同一地点出发 B.出发时 B 在 A 前 5m 处 C.7s 末两个物体再次相遇 D.t=0 时两物体的距离比 t=3s 时的小 16.迄今为止，人类已经发射了数千颗人造地球卫星，其中的通信、导航、气象等卫星已极大 地改变了人类的生活。如图所示为我国发射的二氧化碳监测卫星轨迹示意图。已知该卫星在 半径为 r 的圆轨道上运行，经过时间 t,通过的弧长为 s.已知引力常量为 G.下列说法正确的是 A.该卫星的发射速度小于 7.9km/s B.可算出该卫星的周期为 C.该卫星的运行速度大于 7.9km/s D.可算出地球平均密度为 17.如图为一个水平传感器的简易模型，截面为内壁光滑竖直放置的正 三角形，内部有一个略小于三角形内切圆的小球，三角形各边有压 力传感器，通过测出小球对三边压力的大小，信息处理单元可显示 摆放处的倾角。图中 BC 边恰好处于水平状态，现将其以 C 为轴在 竖直平面内顺时针缓慢转动，直到 AB 边处于水平状态，则在转动 过程中 A.球对 AC 边的压力一直增大 B.球对 AC 边的压力一直减小 C.球对 AC 边的压力先增大后减小 D.球对 AC 边的压力先减小后增大 18.在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所 示的正弦交流电，把该交流电输入到图乙中理想变压器的 A、B 两端。图中的电压表和电 流表均为理想交流电表，R,为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R 为定值电阻。下列说 法正确的是 A.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 B.在图甲的 t=0.01s 时刻，形线圈平面与磁场方向平行 C.Rt 处温度升高后，电压表 V1 示数与 V2 示数的比值不变 D.Rt 处温度升高后，电压表示数 V2 与电流表 A2 示数的乘积可能不变 19.如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的小球在电场强度为 E、区域足够大的匀强电场中， 以初速度 v0 沿 ON 在竖直面内做匀变速直线运动。ON 与水平面的夹角为 30°,重力加速度为 g, 且 mg=qE,则 A.电场方向竖直向上 B.小球运动的加速度大小为 g C.小球上升的最大高度为 D.若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 20.如图所示，在直角三角形 abc 区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场， 磁感应强度大小为 B.大量质量为 m、电荷量为＋q 的同种粒子以相同 的速度沿纸面垂直于 ab 边射入场区，结果在 bc 边仅有一半的区域内 有粒子射出。已知 bc 边的长度为 L,bc 和 ac 的夹角为 60°,不计粒子重 力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是 A.粒子的入射速度为 B.粒子的入射速度为 C.粒子在磁场中运动的最大轨迹长度为 D.从 bc 边射出的粒子在磁场内运动的最长时间为 21.如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距 L,导轨的两端分别 与电源（串有一滑动变阻器 R)、定值电阻 Ro、电容器（电容为 C,原来不带 电）和开关 S 相连。整个空间充满了磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨 平面向外的匀强磁场。一质量为 m、电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上。 已知电源电动势为 E、内阻为 r,不计导轨的电阻。当 S 接 1,滑动变阻器 R 接入电路一定阻值时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止。当 S 接 2 后，金 属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 h 时达到稳定速度。重力加速度为 g, 则下列分析正确的是 A.当 S 接 1 时，滑动变阻器接人电路的阻值 B.若将 ab 棒由静止释放的同时，将 S 接到 3,则电容器积累的电荷量随金属棒速度 v 的变化关 系为 Q=CBLv C.当 S 接 2 时，金属棒 ab 从静止开始到刚好达到稳定速度所经历的时间为 t D.若将 ab 棒由静止释放的同时，将 S 接到 3,则金属棒 ab 将做匀加速直线运动，加速度大小 a= 第 II 卷 非选择题（共 174 分） 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题～第 32 题为必考题，每个试题考生都 必 须作答。第 33 题～第 38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 22.(6 分）测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固 定。 （1)实验过程中，电火花计时器应接在 （选填“直流”或“交流” ）电源上。调整定滑 轮 高度，使 。 （2)已知重力加速度为 g,测得木块的质量为 M,砝码盘和砝码的总质量为 m,木块的加速度 为 a,则木块与长木板间动摩擦因数μ= 。 （3)如图为木块在水平长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、 6 为计数点，相邻两计数点间还有 4 个打点未画出。打点计时器的工作频率是 50 Hz.从纸带上 测出 s1=3.20cm,s2=4.52 cm,s5=8.42 cm,s6=9.70 cm,则木块加速度大小 a= m/s2(保留两 位有效数字）。 23.(9 分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A.被测干电池一节 B.电流表 A1:量程 0~0.6A,内阻约为 0.2Ω C.电流表 A2:量程 0~0.6A,内阻为 0.10Ω D.电压表 V1:量程 0~3V,内阻未知 E.电压表 V2:量程 0~15V,内阻未知 F.滑动变阻器 R1:0~10 Ω,2A G.滑动变阻器 R2:0~100 Ω,1 A H.开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系 统误差。在现有器材的条件下，为消除上述系统误差，尽可能准确地测量电池的电动势和 内阻。 （1)在上述器材中请选择适当的器材：电流表选 ，电压表选 ，滑动变阻器选 （填写器材前的序号字母） （2)实验电路图应选择下图中的 （选填“甲”或“乙”）。 （3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的 U-I 图像。由此可知，干电池 的电动势 E= V,内电阻 r= Ω.(结果保留两位有效数字） 24.(14 分）在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为 R= 0.125m,相距 1m.圆环通过导线与电源相连，电源的电动势 E=3V,内阻不计。在两圆环上水平放 置一导体棒，导体棒质量为 0.06kg,接入电路的电阻 r=1.5Ω,圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。 开关 S 闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ=37°,g 取 10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求： （1)导体棒静止在某位置时所受安培力的大小； （2)匀强磁场的磁感应强度的大小； （3)断开开关 S 后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。 25.(18 分）如图所示，外径足够大，中空的水平圆形转盘内径 r=0.6m,沿转盘某条直径有两条 光滑凹槽，凹槽内有 A、B、D、E 四个物块，D、E 两物块分别被锁定在距离竖直转轴 R=1.0m 处，A、B 分别紧靠 D、E 放置。两根不可伸长的轻绳，每根绳长 L=1.4m,一端系在 C 物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮，穿过 D、E 两物块中间的光滑圆孔，系在 A、B 两个物块上，A、B、D、E 四个物块的质量均为 m=1.0kg,C 物块的质量 mC=2.0kg,所有 物块均可视为质点，（取重力加速度 g=10m/s2, =6.403. =1.414,计算结果均保留三 位有效数字） （1)启动转盘，转速缓慢增大，求 A、D 以及 B、E 之间恰好无压力时的细绳的拉力大小及转 盘的角速度大小； （2)停下转盘后，将 C 物块置于圆心 O 处，并将 A、B 向外侧移动使轻绳水平拉直，然后无 初 速度释放 A、B、C 物块构成的系统，求 A、D 以及 B、E 相碰前瞬间 C 物块的速度大小； （3)碰前瞬间解除对 D、E 物块的锁定，若 A、D 以及 B、E 一经碰撞就会粘在一起，且碰撞 时间极短，求碰后 C 物块的速度大小。 （二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选 一题作答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂 题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计 分。 33.【物理－选修 3-3】（15 分） （1)(5 分）一定质量的理想气体可以经过程 1、过程 2 从状态 A 到达状态 B,也可以经过程 3 到达状态 C,还可以经过程 4 到达状态 D,其 p-V 图像如图所示，且 B、C、D 在一条平行 于纵轴的直线上。已知在这四个过程的某一过程中，气体 始终与外界无热量交换；在过程 3 中，A 到 C 的曲线是双曲 线的一部分。对于这四个过程，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。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.在 A、B、C、D 四个状态中，B 状态气体温度最高 B.在过程 1 中，外界先对气体做功，然后气体再对外界做功 C.在过程 2 中，气体温度先逐渐降低后逐渐升高 D.在过程 3 中，气体温度始终不变 E.在过程 4 中，气体始终与外界无热量交换 （2)(10 分）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、 上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上 方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计 算方便，将潜水钟简化为截面积为 S、高度为 h、开口向下的 圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度 为 H 的水下，如图所示。已知水的密度为 p,重力加速度大 小为 g,大气压强为 po,H》h,忽略温度的变化和水密度随 深度的变化。 ①求进入圆筒内水的高度 l; ②保持 H 不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压人的空气与瓶子中原有的空气的质量比。 34.【物理－选修 3-4】（15 分） （1)(5 分）一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图所示，质点 P 的 x 坐标为 3m.已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4s.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。 每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.波的频率为 1.25 Hz B.波速为 4m/s C.x 坐标为 15m 的质点在 t=0.6s 时恰好位于波谷 D.x 坐标为 22m 的质点在 t=0.2s 时恰好位于波峰 E.当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17m 的质点恰好位于波谷 （2)(10 分）如图，一折射率为 的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形 ABC, ∠A= 90°, ∠B=30°.一束平行光平行于 BC 边从 AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求 BC 边与 AC 边上有光出射区域的长度的比值。