甘肃省兰州市2021届高三物理下学期一模试题（Word版附答案）

兰州市 2021 届高三下学期第一次诊断性考试（一模） 理科综合物理试题 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 14~17 题只有一 项符合题目要求，第 18~21 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，有选错的得 0 分。 14.传记电影《放射性物质》聚焦人类历史上伟大的女科学家居里夫人，居里夫人是放射性元 素钋 210 Po 84      的发现者。若钋 210Po84      核发生衰变时会产生 粒子和原子核 X，并放出 射线。下列说法正确的是（ ） A. 射线是原子核能级跃迁产生的 B.原子核 X 的质子数为 80 C. 射线的穿透能力比 射线强 D. 射线和 射线都是高频电磁波 15.2021 年 2 月 24 日，我国首个火星探测器“天问一号”成功进入火星的停泊轨道，正式开 启了环绕火星阶段的探测任务。若探测器在离火星表面高度为 h 近似为圆形的轨道上运行， 周期为 T，已知火星半径为 R，万有引力常量为 G，则火星的密度为（ ） A. 2 3 GT  B. 2 4 GT  C. 3 2 3 3 ( )R h GT R   D. 3 2 3 4 ( )R h GT R   16.2022 年北京将迎来中国历史上的第一次冬季奥运会。跳台滑雪是冬奥会的传统项目，其运 动过程可以简化成如图所示模型。运动员从雪坡斜面顶端 A 点以不同的初速度水平飞出，分 别落在斜面上 B、C 点， AB BC ，落到 B、C 点对应的起跳初速度分别为 1v 、 2v ，下落的 时间分别为 1t 、 2t ，不计空气阻力。下列判断正确的是（ ） A.两次下落的时间之比 1 2: 1: 2t t  B.两次落在斜面上时速度与斜面的夹角之比为 1:2 C.两次初速度大小之比为 1 2: 1: 2v v  D.两次落在斜面上时速度大小之比为1: 2 17.质量为 1kg 的物块以10m/s 的速度沿斜面向上滑行，上升的最大高度为 4m，g 取 210m / s ， 以斜面底端所在平面为零势能面。下列说法正确的是（ ） A.若物块初速度减为 5m / s，则上升的最大高度为 2m B.物体所处高度 2m 时，机械能为 45J C.若物块能再滑回斜面底端，其速度为 5m / s D.若物块能再滑回斜面底端，其机械能为 40J 18.如图所示是小型交流发电机的示意图，磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， Ⓐ为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO 沿逆时针方向匀速转动，产生的交变 电流随时间变化的图像如图乙所示。已知电阻 4R   ，线圈电阻 1r   ，其余部分电阻不计， 以下判断正确的是（ ） A.电流表的示数为 10A B. 0.01st  时，穿线圈平面的磁通量最大 C.电阻 R 消耗的电功率为 800W D.线圈转动的角速度为100 rad / s 19.如图所示，图甲是某电场中的一条方向未知的电场线，从电场中的 P 点由静止先后释放 a、 b 两个比荷相同的带电粒子，仅在电场力作用下，a 粒子沿电场线向左运动，b 粒子沿电场线 向右运动，从释放时刻计时，两粒子的速率随时间变化的图像如图乙中实线所示，虚线为直 线，则（ ） A.a 一定带正电，b 一定带负电 B.a、b 两粒子的电势能都减小 C.电场强度 P 点左侧的比右侧大 D.电势 P 点左侧比 P 点右侧高 20.如图所示，质量均为 m 的 A、B 两物体由一根轻弹簧相连放置在光滑水平面上，B 紧靠墙 壁。现用一水平力向左缓慢推 A 物体，到某一位置时撒去水平力，当弹簧第一次恢复原长时 A 的速度为 0v 。下列说法正确的是（ ） A.撒去外力后 A、B 和弹簧组成的系统机械能守恒 B.撤去外力后 A、B 和弹簧组成的系统动量守恒 C.撤去外力后墙对 B 的冲量为 0mv D.B 离开墙面后弹簧中的弹性势能的最大值为 2 0 1 8 mv 21.如图所示，宽为 L 的门框形光滑导轨竖直放置，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为 d， 磁感应强度均为 B。质量为 m 的水平金属杆在磁场Ⅰ上方由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的 速度相等。金属杆在导轨间的电阻为 R，与导轨接触良好，其余部分电阻不计，重力加速度为 g，则金属杆（ ） A.在磁场Ⅰ中向下做匀减速直线运动 B.穿过两磁场克服安培力做的功相等 C.穿过磁场Ⅱ的过程通过导体横截面的电量较大 D.穿过磁场Ⅱ的过程产生的热量为 2mgd 第Ⅱ卷 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 40 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（共 129 分） 22.（5 分）2013 年 6 月 20 日宇航员王亚平在“天宫一号”上做了一个测质量的实验，原理是 测出物体受到恒力作用后的加速度，利用牛顿第二定律得到物体的质量。某物理学习小组根 据上述实验原理设计了如图甲所示实验装置来测物体的质量。将待测质量的物体放在小车上， 释放砝码和砝码盘，小车在拉力（大小由力传感器测出）作用下沿长木板运动，得到的一条 纸带如图乙所示（打点频率为50Hz ，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出），通过处理 纸带可以得到加速度。改变砝码盘中砝码的个数，多次重复实验，得到小车的加速度与所受 拉力 a F 的图像，如图丙所示。 （1）实验装置中垫块将木板右端垫起的目的是__________。 （2）乙图中小车运动的加速度为_________ 2m / s （保留三位有效数字）； （3）丙图中①表示没有放入待测物体时的情况，②表示放入待测物时的情况，则待测物体的 质量 m  _________（用图像中所给物理量的符号表示）； 23.（10 分如图所示，（a）为多用电表的内部结构示意图.E 是电池的电动势； 1R 、 2R 、 3R 、 4R 和 5R 是定值电阻， 6R 是可变电阻；表头Ⓖ的满偏电流为 3mA ，内阻为 200 ， 1 2 200 199R R   ，虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连。 （1）图（a）中的 A 端与__________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）当选择开关与 2 连接，此时的多用表为__________表，量程为__________。选择开关连 接 4 和 5 都为同一种表，当连接___________时量程较大。 （3）当选择开关与 3 连接时多用表为欧姆表，倍率为 100  ，用它测量某一电阻时指针如 图（b）所示，则被测电阻的阻值为__________。 24.（12 分）如图所示，平行正对金属板 MN 间的电压为 U，M 板电势高于 N 板电势。N 板右 侧有一正方形匀强磁场区域 abcd，正方形边长为 L。一质量为 m 电量为 q 的粒子，从静止开 始经过两极板加速后从 ad 边中点垂直进人匀强磁场，最后从 c 点离开。不计粒子重力，求： （1）粒子的电性及进入磁场时的速度 v ； （2）匀强磁场的磁感应强度 B 的方向及表达式。 25.（20 分）如图所示，质量 1kgm  的物块 A（可视为质点）放置在质量 2kgM  的长木板 最右端，物块与木板间的动摩擦因数为 0.4  。长木板放置在光滑水平面上。一水平恒力 10NF  作用在物块 A 上，经过时间 t，物块运动到距木板右端 2mx  时撤去 F，最终物块 A 恰好停在长木板的最左端。重力加速度 g 取 210m / s 。求： （1）水平恒力作用的时间 t 为多少； （2）木板总长度是多少。 （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，并在答题纸上把所选题目的题号方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目 的题号一致，在答题纸选答区域指定位置答题。如果不涂、多涂均按所答第一题评分；多答 则每学科按所答的第一题评分。 33.【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。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） A.一块 0℃的冰逐渐熔化成 0℃的水的过程中分子势能会增加 B.花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与液体的温度和花粉颗粒的大小有关 C.多晶体和非晶体一样没有规则的外形，所以它们均没有固定的熔点 D.若理想气体的体积不变温度升高，则单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 E.冰箱能够把热量从低温物体传递到高温物体， 所以它不遵循热力学第二定律 （2）（10 分）图为粗细均匀的圆管形儿童玩具水枪。水枪吸水前，先将圆形薄活塞向下推至 底部；插入水中后缓慢向上拉动活塞，待水面上升一定高度后，保持枪管竖直提离水面。现 测得枪内水面距枪口的高度为 h，管内空气柱的长度为 l，枪内活塞的横截面积为 S，外界大 气压强为 0P ，水枪密闭性良好，设整个过程气体可视为理想气体，温度保持不变。水的密度 为  ，重力加速度为 g，忽略枪头部分形状的影响，求吸水前枪内活塞至枪口间空气的体积 0V 。 34.【物理—选修 3-4】（15 分） （1）（5 分）如图甲所示，A、B 为同一介质中相距 200m 的两波源，其振动图像如图乙所示。 0t  时刻 A、B 同时开始振动，经过 20s 两列波相遇，以下说法正确的是__________（填入正 确答案的标号。选对一个得 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.两列波在 A、B 连线中点相遇 B.两列波相遇点更靠近 A 波源 C.A 波的波速为5m / s D.两波相遇会发生干涉现象 E. 24st  时 A、B 连线中点的位移为零 （2）（10 分）如图所示，公园要修建一个截面为等腰梯形的水池，欲使它在注满水的情况下， 一束与水平面夹角为 45  的平行光可以照射到整个水池底部，求水池坡面的倾角 应满足 的条件。（水的折射率为 2n  ） 2021 年高三诊断考试 物理参考答案及评分参考 14 15 16 17 18 19 20 21 A C D B AD BC AC BD 22.（5 分） （1）平衡摩擦力（1 分） （2）1.23（2 分） （3） 0 0 2 1 F F a a  （2 分） 23.（10 分） （1）黑（2 分） （2）电流表（2 分） 0.6A（2 分） 5（2 分） （3）1100（2 分） 24.（共 12 分） （1）正电荷 2Uqv m  （5 分） （2）磁场方向垂直纸面向外 4 2 5 UmB L q  （7 分） 解析：（1）粒子在电场中加速，由图中 M、N 正负关系可知粒子带正电。（1 分） 由动能定理 21 2Uq mv （2 分） 得 2Uqv m  （2 分） （2）粒子进入磁场后从 C 点射出，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外（2 分） 由 2mvqvB R  ，得 mvR Bq  （2 分） 由几何关系得 5 4 LR  （2 分） 代入数据得 4 2 5 UmB L q  （1 分） 25.（共 20 分） （1） 1st  （9 分） （2）木板长 3.3mL  或 10 m3L  （11 分） 解析：（1）对 A 由牛顿第二定律可得 AF mg ma  26m / sAa  （2 分） 对 B 由牛顿第二定律可得 Bmg Ma  22m / sBa  （2 分） 恒力 F 作用 t 时间内 A、B 位移分别为 2 A 1 2Ax a t 21 2B Bx a t （2 分） 由已知得 A Bx x x  （2 分） 解得 1st  （1 分） （2）撤去外力时 A、B 的速度分别为 6m / sA Av a t  2m / sB Bv a t  （2 分） 撤去外力后 A、B 组成的系统动量守恒，A 恰好停在 B 的最左端时二者具有相同的速度，由动 量守恒得 - ( )A Bmv Mv m M v  （2 分） 解得 10 m / s3v  （2 分） 由能量守恒得 2 2 2 1 1 1 1 ( M)2 2 2A Bmv mv m v mgx    （2 分） 解得 1 4 m3x  （2 分） 木板总长度 1 10 m 3.3m3L x x    （1 分） 选修 3-3 33.（共 15 分） （1）ABD（5 分） （2） 2 0 0 gSlV lS p   （10 分） 解析：解吸入的水有 m V lS   （2 分） 由平衡条件得 0mg pS p S  （2 分） 解得 0p p gh  （2 分） 枪内气体发生等温变化，由玻意耳定律得 0 0p V PV 即  0 0 0p V p gh lS  （2 分） 解得 0 0 ghSlV lS p   （2 分） 选修 3-4 34.（共 15 分） （1）ACE（5 分） （2） 60   （10 分） 解析：若要池塘注满水的情况下激光可以照射到整个底部，折射光线与底部的夹角应大于等 于 ， 即折射角 2r    （2 分） 入射角 452i      （2 分） 根据折射定律 sin sin in r  ，即 sin 452 sin r  （2 分） 解得 30r  （2 分） 故 60   （2 分）