江西省八所重点中学2021届高三物理4月联考试题（Word版附答案）

江西省八所重点中学 2021 届高三联考 理科综合物理试卷 2021.4 考生注意： 1.本试卷分第 I 卷（选择题）和第 II 卷（非选择题）两部分，共 300 分。考试时间 150 分钟。 2.答题前，考生务必将密封线内的各项信息如姓名、学生代码等填写在答题卡上。 3.第 I 卷每小题选出答案后，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，再选涂其他答案标号。第 II 卷用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在试 题卷上作答，答案无效。 4.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 K-39 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 14~18 题只有一 项符合题目要求，第 19~21 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.下列说法正确的是（ ) A.自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；较重的原子核，中子数大于质子数 B.原子序数大于或等于 83 的元素都能自发地发出射线，原子序数小于 83 的元素不会发出射线 C.原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“枣糕模型－玻尔原子结构假说一核式结构模型” D.只有光具有波粒二象性，宏观物体只具有粒子性 15.如图所示，在发生交通事故时，安全气囊能够很好地保护人身安全，人 的速度减为零的过程中，如果气囊没有弹开时的作用时间是气囊弹开时的 ,则在速度变化相同的情况下，人在安全气囊未弹开与弹开时受到的作用 力之比为（） A. B. C.100 D.10 16.2019 年 7 月 25 日，一颗名为“20190K”的小行星与地球擦肩而过，该小行星与地球围绕太 阳公转的轨道如图所示，图中 M、N 两点为地球轨道与小行星轨道的交 点，且地球与小行星均沿逆时针方向运动，已知该小行星围绕太阳公转 的周期约为 3 年，不考虑其他天体的影响，则（） A.该小行星公转轨道的半长轴约为地球公转半径的 倍 B.地球和该小行星各自经过 N 点时的加速度大小相等 C.小行星在近日点的速率小于在 M 点的速率 D.在围绕太阳转动的过程中，地球的机械能守恒，小行星的机械能不守恒 17.一质点做匀变速直线运动，其运动的位移－时间图像（x-t 图像）如图中 实线所示，其中虚线为 t1 时刻图像的切线，已知当 t=0 时质点的速度大小不 为零，则质点的加速度大小为（） A. B. C. D. 18.如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为 r 的匀速圆周运 动，圆心为 O,角速度为ω,细绳长为 L,质量忽略不计，运动过程中细绳始终 与小圆相切。在细绳的另外一端系着一个质量为 m 的小球，小球恰好在以 O 为圆心的大圆上做圆周运动。小球和桌面之间动摩擦因数处处相同，以 下说法正确的是（ ) A.细绳拉力大小为 mω2r B.球与桌面间的摩擦力大小为 C.小球受到的合外力大小为 D.手对细线做功的功率为 19.如图甲所示，理想变压器副线圈接有一额定电压为 36V、额定电流为 1A 的灯泡和一电动机， 原线圈串有一理想电流表，并加上如图乙所示的交流电。灯泡和电动机均恰好正常工作，电 流表的示数为 1.8A.下列分析正确的是（ ) A.变压器原、副线圈的匝数比为 55:9 B.电动机的内阻为 3.6Ω C.电动机的额定功率为 360W D.通过灯泡的电流方向每秒钟改变 50 次 20.如图所示，空间中存在着匀强电场，长方体 ABCD-A1B1C1D1 中 ADD1A1 是边长为 lm 的正方形，棱 AB 长 2m,E、F 为棱 AB,CD 的中点， E1、F1 为棱 A1B1,C1D1 的中点。已知φA1=0V, φA=2V,φE=4V,φB=6V,φC=8V. 则下面说法正确的是（） A.F1 点电势可能为 6V B.电场强度大小为 V/m C.B、F1 两点的电势差 UBF1 与 A、E 两点的电势差 UAE 相同 D.把 0.1C 正点电荷从 B 点移到 D 点，电场力做功是 0.2J 21.如图，物块 A、C 置于光滑水平桌面上，通过轻绳绕过两定滑轮和一动滑轮相连接，动滑 轮下方悬挂物块 B,不计滑轮质量，轻绳分别与水平面和竖直面平 行，物块 A 的质量 m1=3kg,B 的质量 m2=2kg,C 的质量 m3=1kg,取 g=10m/s2.三个物块同时由静止释放且物块 A 与 C始终不与滑轮碰 撞，则下面说法正确的是 A.运动过程中物块 A、C 的动量大小之比为 1:1 B.运动过程中物块 A、C 的速度之比为 3:1 C.运动过程中物块 A 所受轻绳拉力的大小为 6N D.物块 B 由静止开始下降 h=0.5m 时，物块 A 的速度大小是 v=1m/s 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 22~32 题为必考题，每道试题考生都必须作 答。第 33~38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：（共 129 分） 22.(6 分）用如图甲所示的实验装置验证机械 能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但 质量不等的小球 P、Q,杆可以绕固定于中点 O 的水平轴在竖直面内自由转动。0 点正下方有 一光电门，小球球心可恰好通过光电门，已 知重力加速度为 g. （1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示， 则小球的直径为 d= cm. （2)P、Q 从水平位置由静止释放，当小球 P 通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示 的挡光时间为Δt=0.01s,则小球 P 经过最低点时的速度为 v=_ m/s(保留两位小数）。 （3)若两小球 P、Q 球心间的距离为 L,小球 P 的质量是小球 Q 质量的 k 倍（k>1),当满足 k= （用 L、d、Δt、g 表示）时，就表明验证了机械能守恒定律。 23.(10 分）如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻 Rg=10Ω、满 偏电流 Ig=10mA 的电流表、标识不清的电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好 的多用电表。当选择开关接“3”时为量程 250V 的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排 刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。 （1)其中电阻 R2= Ω. （2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为 mA. （3)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的 实验： ①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节 R1 的阻值使电表指针满偏； ②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央 C 处， 此时电阻箱如图丙所示，则 C 处刻度线的标注值应为 Ω. ③用待测电阻 Rx 代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知 待测电阻约为 Rx= Ω.(保留三位有效数字） ④小组成员拿来一块电压表，粗略测量电源的电动势，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱， 其中 表笔（填“红”或“黑”）接电压表的正接线柱。 24.(11 分）我国“利剑”隐身无人攻击机将用作航母舰载机。现阶段，“利剑”隐身无人攻击机还 在陆地上滑行测试。一架质量为 2.5x10#kg 的“利剑”在平直的跑道上滑行速度达到 60m/s 时才 能起飞。在陆地专用跑道上，“利剑”由静止开始匀加速滑行 1125m,刚好达到起飞速度，滑行 中阻力为其自重的 。取 g=10m/s2,求： （1)“利剑”的加速度大小； （2)“利剑”起飞时发动机的功率。 25.(20 分）如图所示，水平轨道与半径为 r 的半圆弧形轨道平滑连接于 S 点，两者均光滑且绝 缘，并安装在固定的竖直绝缘平板上。在平板的上下各有一块相互正对的水平金属板 P、Q, 两板间的距离为 d.半圆轨道的最高点 T、最低点 S、及 P、Q 板右侧边缘点在同一竖直线上。 装置左侧有一半径为 L 的水平金属圆环，圆环平面区域内有竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，一根长度略大于 L 的金属杆一端置于圆环上，另一端与过圆心 O1 的竖直转轴连 接，转轴带动金属杆逆时针转动（从上往下看），在圆环边缘和转轴处引出导线分别与 P、Q 连接。图中电阻阻值为 R,不计其他电阻。右侧水平轨道上有一带电量为＋q、质量为 m 的小 球 1 以速度 向左运动，与前面静止的、质量也为 m 的不带电小球 2 发生碰撞，碰 后粘合在一起共同向左运动。小球和粘合体均可看作质点，碰撞过程没有电荷损失，设 P、Q 板正对区域间才存在电场，重力加速度为 g. （1)计算小球 1 与小球 2 碰后粘合体的速度大小 v; （2)若金属杆转动的角速度为ω,计算图中电阻 R 消耗的电功率 P; （3)要使两球碰后的粘合体能从半圆轨道的最低点 S 做圆周运动到最高点 T,计算金属杆转动 的角速度的范围。 （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 一道题作答。如果多答，则每科按所答的第一题计分。 33.[物理－选修 3-3](15 分） （1)(5 分）关于热学知识的理解，下列说法中正确的是（）（填正确答案标号，选对 1 个给 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 0 分） A.用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气存在压强现象 B.雨水没有透过雨伞是因为水和伞的不浸润现象 C.在熔化过程中，非晶体要吸收热量，但温度可以保持不变 D.气体从外界吸收热量的同时对外界做功，其内能可能增加 E.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体的密度减小，内能增大 （2)(10 分）如图所示，一横截面积为 S=10-4 ㎡,内壁光滑的足够高绝热气缸静止 在水平地面上，气缸内有一质量为 m=0.25kg 的绝热活塞封闭了一定质量温度为 T=300K 的理想气体。气缸内有一原长为 L=8cm、劲度系数为 k=2.50N/cm (不随 温度而改变）的体积可以忽略的轻质弹簧，分别与气缸底部和活塞连接，且弹簧处于原长。 取大气压强为 Po=1.0x105Pa,重力加速度为 g=10m/s2.若气缸内气体温度发生变化，状态稳定后 弹簧的弹力大小等于活塞的重力，求状态稳定后气体温度的可能值。 34.[物理－选修 3-4](15 分） （1)(5 分）如图所示，沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速 为 200m/s,关于这列波有以下说法，其中正确的是（）（填正确答案标号，选对 1 个给 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 0 分） 2021.4 A.图示时刻，质点 b 正在向平衡位置移动 B.从图示时刻开始，经过 0.01s 质点 a 通过的路程为 0.4m C.这列波的频率为 50Hz D.若该波传播中遇到宽约 3m 的障碍物能发生明显的衍射现象 E.此时刻质点 b 的振幅正在增大 （2)(10 分）如图所示的扇形为某一透明介质的横截面，其中扇形的圆心角为 90°,A 点与圆心 的连线为圆心角的角平分线，已知 NO 沿水平方向，一细光束沿水平方向由 A 点射入介质， 经折射后到达右侧界面的 B 点。已知透明介质的折射率为 n= ,BO=d,光在空气中的速度为 c. 求： （i)通过计算分析光线能否从右侧界面射出透明介质（写出必要的文字说明） （ii)若不考虑光线在各界面的反射，求光束在透明介质中传播的时间 江西省八所重点中学 2021 届高三联考 物理答案 22．（1）1.450（2 分） （2）1.45（2 分） （3） 2 2 2 2 gL t d gL t d     （2 分） 23．（1）24 990（2 分）（2）6.9（2 分）（3）150（2 分）67.4（2 分）黑（2 分） 14 15 16 17 18 19 20 21 A D B C C AC BD ACD 25．（20 分）（1） 5 2 grv  （2） 2 2 4 2 4 B LP R R    （3） 2 2 7mgd mgd qBL qBL   【解析】(1)两球碰撞过程动量守恒，则： 0 1 1 1( )2 2 2mv m m v  （2 分） 解得： 5 2 grv  。（2 分） (2)杆转动的电动势 21 1 2 2BLv BL L BL      （3 分） 电阻 R 的功率 2 2 4 2 4 B LP R R    。（2 分） (3)通过金属杆的转动方向可知：P、Q 板间的电场方向向上，粘合体受到的电场力方向向上．在 半圆轨道最低点的速度恒定，如果金属杆转动角速度过小，粘合体受到的电场力较小，不能 达到最高点 T，临界状态是粘合体刚好达到 T 点，此时金属杆的角速度ω1 为最小，设此时对 应的电场强度为 E1，粘合体达到 T 点时的速度为 v1。 在 T 点，由牛顿第二定律得： 2 1 1 vmg qE m r   （1 分） 从 S 到 T，由动能定理得： 2 2 1 1 1 12 2 2 2qE r mg r mv mv     （1 分） 解得 1 2 mgE q  （1 分） 杆转动的电动势 2 1 1 1 2 BL  （1 分） 两板间电场强度 1 1E d  （1 分） 联立解得 1 2 mgd qBL   （1 分） 如果金属杆转动角速度过大，粘合体受到的电场力较大，粘合体在 S 点就可能脱离圆轨道， 临界状态是粘合体刚好在 S 点不脱落轨道，此时金属杆的角速度ω2 为最大，设此时对应的电 场强度为 E2 。 在 S 点，由牛顿第二定律得 2 2 vqE mg m r   （1 分） 杆转动的电动势 2 2 2 1 2 BL  （1 分） 两板间电场强度 2 2E d  （1 分） 联立解得 2 2 7mgd qBL   （1 分） 综上所述，要使两球碰后的粘合体能从半圆轨道的最低点 S 做圆周运动到最高点 T，金属杆转 动的角速度的范围为： 2 2 7mgd mgd qBL qBL   （1 分） 33.（1）（5 分）ADE（2）（10 分）【详解】初状态压强为 5 0 1.25 10 Pamgp p S     ---------- 1 分 8cmV S  末状态，弹簧弹力为 kx mg ----------1 分 解得 1cmx  ----------1 分 末状态有两种可能，当弹簧拉伸时 5 1 0 1.5 10 Pamg kxp p S S      ---------- 1 分 1 9cmV S  根据理想气体状态方程 1 1 1 PVPV T T  ---------- 1 分 联立解得 1 405KT  ----------1 分 当弹簧被压缩时 5 2 0 1.0 10 Pap p   ---------- 1 分； 2 7cmV S  ---------- 1 分 根据理想气体状态方程 2 2 2 PVPV T T  ---------- 1 分 解得 2 210KT  ----------1 分 34.（1）（5 分）BCD（2）（10 分）【答案】（i）能 （ii） c d2 （i）作出光在透明介质中的光路图，如图所示，根据光的折射定律有 r in sin sin （1 分） 由题意可知  45i （1 分） 解得  30r （1 分） 假设光在该透明介质中全反射的临界角为 C，则有 Cn sin 1 （1 分） 解得  45C （1 分） 根据几何关系可知，折射光线在透明介质中时，光线在右侧界面上的入射角为  4515 因此光线在右侧界面上不会发生全反射，能从右侧界面射出（1 分） （ii）假设 xAB  ，则由正弦定理得 sinsin x r d  ，又  45 （1 分） 整理得 sin sin 45= 2sin sin30x d d dr    光在透明介质中的传播速度为 n cv  （1 分）；则光在透明介质中的传播时间为 v xt  （1 分） 整理得 c dt 2 （1 分）