湖北省十一校2021届高三下学期3月第二次联考物理试卷 word含答案.doc

鄂南高中 黄冈中学 黄石二中 荆州中学 龙泉中学 武汉二中 孝感高中 襄阳四中 襄阳五中 宜昌一中 夷陵中学 2021 届高三湖北十一校第二次联考 物理试题参考答案 1.D 2.C 3.A 4.D 5.C 6.B 7.C 8.BD 9.AC 10.AC 11.AC 12.（1）0.735 （3 分） （2）（m0+m）gL （2 分）          2 1 2 2 2 ) 1 () 1 ( 2 tt Md （2 分） 13．（1）①左（2 分）；②160 （2 分）； （2） 2I1R1 I2 （3 分） （3）无（2 分） 14．解：（1）对下部分气体 N，做等温变化 初状态：压强为𝑝1 = 𝑝0 + 𝑚𝑔 𝑆 （1 分） 体积为：𝑉1 = 𝑉0 末状态：压强为𝑝2，体积为：𝑉2 = 1 2 𝑉0 根据玻意耳定律有：𝑝1𝑉1 = 𝑝2𝑉2 （1 分） 对上部分气体 M，当活塞 A 移动到最低点时， 对活塞 A 受力分析可得出两部分气体的压强 𝑝2′ = 𝑝2（1 分） 初状态：压强为𝑝0，温度为𝑇0，体积为𝑉0 末状态：压强为𝑝2′，温度𝑇2′，体积为𝑉2′ = 3 2 𝑉0 根据理想气体状态方程，有： 𝑝0𝑉0 𝑇0 = 𝑝2′𝑉2′ 𝑇2 ′ （1 分） 代入数据解得：𝑇2′ = 3.6𝑇0 = 1080K；（1 分） （2）设上部分气体 M，等温𝑇2′变化，压强回到𝑝0时体积为𝑉3，根据玻意耳定律有：𝑝0𝑉3 = 𝑝2′𝑉2′ 代入数据解得：𝑉3 = 𝑝2′𝑉2′ 𝑝0 = 3.6𝑉0 （1 分） 对应释放气体的等效体积为：𝛥𝑉 = 𝑉3 − 𝑉0 = 2.6𝑉0 （1 分） 释放气体𝛥𝑚与原气体质量𝑚0之比为： 𝛥𝑚 𝑚0 = 𝛥𝑉 𝑉3 = 2.6 3.6 = 13 18 （2 分） 15．解：（1）设粒子做匀速圆周运动的半径为 R，过 O 作 PQ 的垂线交 PQ 于 A 点，如图所示： 由几何知识可得 𝑃𝐶 𝑃𝑄 = 𝑄𝐴 𝑄𝑂 （2 分） 代入数据可得粒子轨迹半径𝑅 = 𝑄𝑂 = 5𝐿 8 洛伦兹力提供向心力𝐵𝑞𝑣 = 𝑚 𝑣2 𝑅 （2 分） 解得粒子发射速度为𝑣 = 5𝐵𝑞𝐿 8𝑚 （2 分） （2）只加匀强电场时由粒子到达 ab 直线动能相等，知 ab 为等势面，电场方向垂直 ab 向下。（1 分） 水平向左射出的粒子经时间 t 到达 Q 点，在这段时间内 LLLCQ 2 1 ) 2 5 ( 22  （1 分） 𝐶𝑄 = 𝐿 2 = 𝑣𝑡 （1 分）；𝑃𝐶 = 𝐿 = 1 2 𝑎𝑡2 （1 分） 𝑎 = 𝑞𝐸 𝑚 （1 分） 解得电场强度的大小为𝐸 = 25𝑞𝐿𝐵2 8𝑚 （2 分） 16．解：（1）木板恰静止在斜面上，木板在斜面方向上受力平衡， 由  30cos30sin 0mgmg  （2 分） 得：𝜇0 = √3 3 （2 分） 故斜面体与木板 B 的动摩擦因数为√3 3 （2）物块 A 在木板上滑行， 对 A 有：𝜇𝑀𝑔𝑐𝑜𝑠30° − 𝑀𝑔𝑠𝑖𝑛30° = 𝑀𝑎𝐴 ① （1 分） 代入数据得𝑎𝐴 = 2.5𝑚/𝑠2，方向沿斜面向上 以木板 B 为对象有：𝜇𝑀𝑔𝑐𝑜𝑠30° + 𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛30° − 𝜇0 (𝑀 + 𝑚)𝑔𝑐𝑜𝑠30° = 𝑚𝑎𝐵 ② （1 分） 代入数据得 aB= 7.5𝑚/𝑠2，方向沿斜面向下 假设 A 与木板达到𝑣 共   时 A 还没有压缩弹簧且木板还没有到达底端，有 tavtav AAB 共 ③（1 分） 此过程中 A 的位移 t vv x A A 2 共  ④ （1 分） B 的位移 t v xB 2 共 ⑤ （1 分） 联立①~⑤ m/s6共v （1 分）， st 8.0 ， mxA 6.5 mL h mxB 5.5 30sin 4.2 0  故 A 在 B 上滑行的距离为𝛥𝑥 = 𝑥𝐴 − 𝑥𝐵 = 3.2𝑚 < 𝐿 − 𝑙0   = 5.4 𝑚，说明以上假设成立 （1 分） 共速后，由于(𝑀 + 𝑚)𝑔𝑠𝑖𝑛30° = 𝜇0(𝑀 + 𝑚)𝑔𝑐𝑜𝑠30°，A 与木板 B 匀速下滑，直到木板与底端挡板碰撞。 木板 B 与挡板碰前的速度为 6 m/s。 （1 分） （3）木板与挡板碰后停下，此后 A 做匀减速，设接触弹簧时 A 的速度为𝑣𝐴1，有： 22 10 )(2 共vvxlLa AA  ⑥ （1 分） 设弹簧最大压缩量为𝑥𝑚   ，A 从开始压缩弹簧到刚好回到原长过程有： 𝑄 = 2𝜇𝑀𝑔𝑥𝑚   𝑐𝑜𝑠30° = 1 2 𝑀𝑣𝐴1 2 ⑦ （2 分） A 从开始压缩弹簧到弹簧最短过程有： QMgxMvE mAP 2 1 30sin 2 1 02 1  ⑧ （1 分） 联立⑥~⑧ EP=31.25 J （2 分） 故弹簧被压缩到最短时的弹性势能为31.25 J。 2021 届高三湖北十一校第二次联考物理试题 第 1 页 （共 4 页） 鄂南高中 黄冈中学 黄石二中 荆州中学 龙泉中学 武汉二中 孝感高中 襄阳四中 襄阳五中 宜昌一中 夷陵中学 2021 届高三湖北十一校第二次联考 物理试题 考试时间：3 月 25 日上午 10:30-11:45 考试用时：75 分钟 全卷满分：100 分 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，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：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。写在试 卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答 题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答卡一并上交。 一、选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分。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，第 8～11 题有多项符合题目要求。全都选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1． 玉兔二号月球车是采用核能来提供能量的，它的核能电池系统主要包括两个组成部分：一个装填 钚  Pu238 94 二氧化物的热源和一组固体热电偶。该装置使钚 238 衰变产生的核能转化为电能， 这一系统设计使用寿命为 14 年。钚 238 的半衰期为 88 年，原来静止的一个钚 238 衰变时放出𝛼粒 子和𝛾光子，生成原子核 X。已知钚 238、𝛼粒子、X 的质量分别为𝑚1、𝑚2、𝑚3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c，下列说法正确的是 A．X 的中子数比钚 238 的中子数少 4 个 B．钚 238 的温度升高后，其半衰期可能变为 90 年 C．𝛾射线的电离本领比𝛼射线强 D．𝛾光子的波长大于 cmmm h )( 321  2． 通电的等腰梯形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内，电流方向如图所示，ab 边与 MN 平行。下列关于通电直导线 MN 的磁场对线框作用的说法正确的是 A．线框所受安培力的合力为零 B．线框有两条边所受的安培力方向相同 C．线框有两条边所受的安培力大小相同 D．线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势 3． 高楼坠物极其危险，被称为“悬在城市上空的剑”。若一枚质量为 50 g 的鸡蛋，从 27 层楼的窗户自由落 下，与地面撞击的时间约为 0.001 s。不计空气阻力，则鸡蛋对地面的平均作用力约为 A．2000 N B．3000 N C．500 N D．1000 N 4． 冬奥会上有一种女子单板滑雪 U 形池项目，如图所示为 U 形池模型，池内各处粗糙程度相同，其中 a、 c 为 U 形池两侧边缘，且在同一水平面，b 为 U 形池最低点。某运动员从 a 点上方h高的 O 点自由下 落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置 d 点（相对 c 点高度为 2 h ）。不计空气阻力， 重力加速度为 g，则运动员 A．第一次经过 b 点时处于失重状态 B．第一次经过 c 点时的速度大小为 gh2 C．第一次从 a 到 b 与从 b 到 c 的过程中机械能损失相同 D．从 d 向下返回一定能越过 a 点再上升一定高度 5． 我国北斗导航系统（BDS）在 2020 年全面建成，是继 GPS、GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系 统。该卫星导航系统空间段包括 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星。若有一颗与地球同步轨道 卫星在同一轨道平面内的人造地球卫星，在自西向东绕地球运行，已知它的运行半径是同步轨道半径 的四分之一，地球自转周期为 T。某时刻该卫星与地球同步轨道卫星相距最近，则到下一次相距最近 经历的最短时间为 A． 9 T B． 8 T C． 7 T D． 4 T 2021 届高三湖北十一校第二次联考物理试题 第 2 页 （共 4 页） 6． 如图所示，空气中有一折射率为√2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、 半径为 R 的扇形 NBC，该柱体厚度为 h ，即𝑀𝑁 = 𝐷𝐶 = 𝐴𝐵 = ℎ。一 束刚好覆盖 ABNM 面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到 ABNM 面上。若只考虑首次入射到 ABCD 面上的光，则 ABCD 面上的光透出 部分的面积为 A． 3 Rh B． 4 Rh C． 6 Rh D． 12 Rh 7． 如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框 abcd。t = 0 时刻，线框在 水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc 边刚进入磁场的时刻为 t1，ad 边刚进入磁场的时刻为 t2，设 线框中产生的感应电流的大小为 i，ad 边两端电压大小为 U， 水平拉力大小为 F，则下列 i、U、F 随运动时间 t 变化关系 图像正确的是 8． 如图所示，同一介质中的 P、Q 两列持续振动的简谐横波分别沿 x 轴正向和负向传播，质点 a、b、 c、d 分别位于 x = 6 m、7 m、8 m、7.5 m 处，若波的传播速度为10 m/s，图示为 t = 0 时刻的波 形图。则再经过 t = 0.5 s 时 A．质点振动的频率为 0.4 Hz B．质点 a、c 处于平衡位置 C．质点 b 的位移大小为 30 cm D．质点 d 的振动方向沿−𝑦轴 9． 如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A，A 与竖直墙之间放一光滑 圆球 B，整个装置处于静止状态。若把 A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则 A．B 对墙的压力减小 B．B 对 A 的压力增大 C．地面对 A 的摩擦力减小 D．A 对地面的压力增大 10．如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R0 为定值电阻， R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从某一位置滑动到另一位置，观察到电流表 A1 的示数增大了 0.2 A， 电流表 A2 的示数增大了 0.8A，已知各表均为理想交流电表，下列说法正确的是 A．电压表 V2 示数不变，V3 示数减小 B．电压表 V1、V2 示数都增大 C．变阻器滑片是沿 c → d 方向滑动的 D．该变压器是升压变压器 11．质量为 m 的带电小球由空中某点 A 无初速度地自由下落，在 t 秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强 电场，再经过 2t 秒小球又回到 A 点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，重力加速度为 g，则 A．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了 2 21 2 mg t B．匀强电场的大小为 4mg E q  C．整个过程中小球电势能减少了 2 29 8 mg t D．从 A 点到最低点的过程中，小球重力势能减少了 22 3 2 tmg t i O t2 t1 A t i O t2 t1 B D t F O t2 t1 C t U O t2 t1 2021 届高三湖北十一校第二次联考物理试题 第 3 页 （共 4 页） 二、非选择题：本题共 5 小题，共 56 分。 12．（7 分） 某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验： A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道 B．两个光电计时器 C．安装有挡光片的小车（质量为 M） D．拴有细线的托盘(质量为 m0) E．可以调节高度的平衡支架 F．一定数量的钩码 某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门 A、B。实验步骤如下： 甲 乙 ①调节两个光电门中心的距离，记为 L； ②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B， 钩码的质量记为 m； ③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B，光电计时器记录小车通过 A、 B 的时间分别为△ 𝑡1和△ 𝑡2； ④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。 根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，已知重力加速度为 g，回答以下问题 （1）图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d，则𝑑 =___________cm。 （2）小车加速从 A 到 B 过程中合外力做的功𝑊 =___________；小车动能的变化量的表达式 △ 𝐸k =______________________________________（用已知和测得的物理量的字母符号表示）。通 过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。 13.（9 分） 某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为 200 mA 的 电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为 100 mA，内阻为12 Ω，另外一个电流表的量程为 200 mA。 甲 乙 （1）图中 E 为学生电源、G 为灵敏电流计、A1代表量程为 100 mA 电流表A(图中未画出)改装后的电 流表、A2为量程为 200 mA 的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S 为开关、Rx为待 测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下： A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材； B．将滑动变组器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关 S； C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计 G 的示数为零，此时量程为 100 mA 的电流表 A 的示数为𝐼1，A2的示数为𝐼2，电阻箱的示数为𝑅1； D．实验完毕，整理器材。 ①实验步骤 B 中滑动变阻器R3的滑片应调至最________(填“左”或“右”)端； ②某次测量时，量程为 100 mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为_______mA。 （2）待测金属圆柱Rx 的阻值为 (用所测物理量的字母表示)。 （3）电流表A1、A2的内阻对测量结果________(填“有”或“无”)影响。 2021 届高三湖北十一校第二次联考物理试题 第 4 页 （共 4 页） 14．（9 分） 如图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一固定绝热活塞 K 和质量为 m 的可自由移动的 绝热活塞 A 将管内气体分割成体积相等的 M、N 两部分，温度都为𝑇0 = 300 K，上部气体 M 压强为 𝑝0 = 1.0 × 105 Pa，活塞 A 产生的压强有 𝑚𝑔 𝑆 = 2 × 104 Pa （S 为活塞横截面积，g 为重力加速度）。 现保持下部分气体 N 温度不变，只对上部分气体 M 缓慢加热，当活塞 A 移动到最低点 B 时（不计摩 擦），求： （1）上部分气体的温度； （2）保持上下部分 M、N 气体温度不变，释放一部分 M 气体，稳定后活塞 A 又回到了原来的 位置，则释放气体质量与 M 气体原有质量之比。 15．（13 分） 如图所示，在真空室内的 P 点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+𝑞、质量为 m 的粒子， 不计重力，粒子的速率都相同。ab 为 P 点附近的一条水平直线，P 到直线 ab 的距离𝑃𝐶 = 𝐿，Q 为直 线 ab 上一点，它与 P 点相距 LPQ 2 5  。当直线 ab 以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达 Q 点；当 ab 以上区域只存在平行该平面的匀强电场时， 所有粒子都能到达 ab 直线，且它们到达 ab 直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达 Q 点。求： （1）粒子的发射速率； （2）匀强电场的场强大小和方向。 16．(18 分) 如图所示， 倾角为 θ ＝30°的斜面体固定在水平地面上，其左端高度 h ＝6.0 m，一薄木板 B 置于斜 面顶端，恰好能静止，下端连接一根自然长度 L0 ＝1.1 m 的轻弹簧，木板 B 总质量 m ＝1 kg，总长度 L ＝ 6.5 m。有一个质量为 M＝3 kg 的小物块 A 以沿斜面向下大小为 8.0 m/s 的速度滑上木板 B，A、B 之间的动 摩擦因数 2 3  ，木板 B 下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块 A 最后恰好没有脱离弹簧，且弹簧 一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g ＝10 m/s 2，不计空气阻力。求： （1）斜面体与木板 B 的动摩擦因数 μ0； （2）木板 B 与挡板碰撞前的瞬间的速度大小； （3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能 Ep。