湖南省永州市高三下学期4月第三次模拟考试物理试卷

湖南省永州市2021届高三下学期4月第三次模拟考试物理试卷注意事项：1．本试卷共6页，16题（含选考题）。全卷满分100分。考试用时75分钟。2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。3．回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。4．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。A．如果没有摩擦，小球运动过程中机械能守恒B．如果没有摩擦，小球将在另一斜面上运动相同的路程C．如果没有摩擦，小球运动到另一斜面上最高点的高度与释放时的高度不同D．如果没有摩擦，小球运动到水平面时的机械能小于释放时的机械能2．汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在A．1s～3s内做减速运动B．0～5s内速度方向发生改变C．t＝2s时和t＝4s时加速度等大反向D．t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向3．2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。已知地球的质量为M，半径为RA．该导航卫星运行速度大于第一宇宙速度B．该导航卫星的发射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间C．该导航卫星在轨道运行时的加速度大小会小于质量较小的同步卫星加速度大小D．该导航卫星的预定轨道离地高度为4．某同学疫情期间居家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置（相对地面）斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前A．在空中运动的时间可能相等 B．飞出时的初速度竖直分量可能相等C．飞出时的初速度大小可能相等 D．撞击墙壁的速度可能相同A．流过定值电阻R的电流为10AB．排气扇电动机的发热功率4WC．整个电路消耗的功率84WD．排气扇电动机的输出功率40W6．如图所示，永州某校高三体育专业生在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，设该同学做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，且绳子BO=AO，为简便计算，假设两绳间的夹角为θ＝60°，绳AO、BO与水平面间的夹角恒为γ=30°，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为A． B． C． D．二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．钍（Th）是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料。已知钍发生衰变的半衰期为24天，关于钍的衰变，下列说法正确的是A．衰变放出的γ射线具有很强的电离能力B．钍原子发生一次β衰变，原子核放出一个电子C．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强D．现在有80个钍原子，经过96天后，未衰变的钍原子个数为5个8．如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入点电荷Q产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°角，粒子只受电场力的作用。下列说法中正确的是A．点电荷Q带负电B．a点的电势低于b点电势C．粒子在a点的电势能高于在b点的电势能D．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度9．如图所示，一竖直放置的轻弹簧一端固定于地面上，另一端与质量为3kg的物体B拴接在一起，质量为1kg的物体A置于物体B上。现用外力压缩弹簧到某一位置，撤去外力后A和B一起竖直向上运动，在A、B分离后，当A上升0.2m到达最高点时，B的速度方向向下，且弹簧处于原长。从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中，下列说法正确的是（g取10m/s2）A．A、B分离时B的加速度为gB．弹簧的弹力对B做负功C．B的动量变化量为零D．弹簧的弹力对B的冲量大小为6N·s10．如图所示，相距L的光滑金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置的半径为R的圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触；cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是A．cd在磁场中运动时电流的方向为c→dB．cd在磁场中做加速度减小的加速运动C．cd在磁场中运动的过程中流过截面的电荷量D．从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为三、非（一）必考题：共43分11．（6分）用如图所示的装置验证小球做自由落体运动过程中机械能守恒，图中O为静止释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。（1）若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有________（填选项前的字母）。A．小球的质量mB．小球下落到每一个速度传感器时的速度vC．小球下落到每一个速度传感器时所用的时间tD．小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h（2）作出v2­h图像，由图像算出其斜率k，当k＝________时可以认为小球做自由落体运动过程中机械能守恒。（3）写出对减小本实验误差有益的一条建议：______________________________。12．（9分）某兴趣小组欲测定一只标有“4.0V，0.8W”的小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下：学生稳压电源（电动势E＝6V，内阻不计）；单刀双掷开关S，开关K，导线若干。（1）实验需要小灯泡两端电压可以在0到4.0V之间任意调节，小组设计安装了如图（a）所示实验电路，其中标准电阻R应选________（填“R1”或“R2”）；（2）根据实验要求，电阻箱R3的阻值应调节到________（填“10.0Ω”或“20.0Ω”）；（3）连接好电路，开关S分别接a、b，调节滑动变阻器测得多组数据，对数据进行处理后，作出小灯泡的I－U图象，如图（b）所示，其中S接a时得到的图象应是图中的曲线________（填“1”或“2”）；在1、2两条曲线中，曲线________（填“1”或“2”）更接近小灯泡真实的伏安特性曲线；（4）虚线3、4分别为曲线1、2上P、Q两点的切线，由图可知，当小灯泡两端电压为2.75V时，灯丝电阻为________Ω（保留三位有效数字）。图（a） 图（b）13．（12分）如图甲所示，在直角坐标系xOy的x轴下方有沿y轴正向的匀强电场，在x轴上方有垂直坐标平面的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化如图乙所示（图中B1、B2未知）。一个质量为m、带电量为q的带正电粒子在y轴上P（0，－d）点处以大小为v0的初速度沿x轴正向射入电场，粒子从x轴上的Q（eq\f(2\r(3),3)d，0）点进入磁场，并以此时刻为t＝0时刻。已知，t1时刻后的粒子的运动轨迹与x轴、y轴均相切，不计粒子的重力，以垂直坐标平面向里为磁场正方向。求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）匀强磁场磁感应强度B1、B2的比值（若有多种符合题意的情形，只需计算一种情形的结果即可）。14．（16分）如图所示，传送带以v＝2m/s的恒定速度顺时针旋转，传送带的倾角θ＝37°，一质量M＝的物块与传送带间的动摩擦因数μ＝。左下方的仿真玩具手枪不断地沿平行传送带向上方向发射质量m＝的弹丸，弹丸每次击中物块的时间间隔为1s，击中物块前的瞬时速度大小均为v0＝40m/s，射入物块后会立即留在其中。将物块无初速度放在传送带的最下端时，恰好被第一颗弹丸击中。已知第3颗弹丸射入后，可以使物块在第4颗弹丸射入前到达传送带顶端。物块和弹丸均可看成质点，取sin37°＝，cos37°＝，g＝10m/s2，求：（1）物块第一次达到与传送带速度相同时所用的时间t1；（2）物块（3）传送带P、Q间距L的取值范围（最终结果保留三位有效数字）。（二）选考题：共13分，请考生从两题中任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。如果多做，则按第一题计分。15．[物理—选修3-3]（1）（5分）下列说法中正确的是________（填正确答案的标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同B．单晶体有确定的熔点和规则的几何外形，多晶体没有确定的熔点和规则的几何外形E．用油膜法估测分子大小时，用油酸酒精溶液体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径（2）（8分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度为270K时，被封闭的气柱长L＝30cm，两边水银柱高度差h＝5cm，大气压强p0＝75cmHg。（i）使左端水银面下降h1＝5cm，封闭气体温度应变为多少；（ii）封闭气体的温度保持（i）问中的值不变，为使两液面相平，需从底端放出的水银柱长度为多少（管中水银柱足够长）。16．[物理—选修3-4]（1）（5分）图甲为一条均匀绳子两端产生的两列简谐横波P、Q在t＝2s时刻的波形图，图乙为横坐标是－5.5m处的质点M的振动图象，则横波Q的波速为____m/s，周期为_____s，当t＝s时质点O的位移为_____cm。（2）（8分）图示是由透明材料制成的柱体的横截面图，圆弧AB所对的圆心角∠AOB为120°，圆弧半径为R，P为AO上的点。现有一光线沿纸面垂直OA从P点射入，射到圆弧面上的C点恰好发生全反射。已知OP＝eq\f(\r(3),2)R，光在真空中传播的速度大小为c。求：（i）透明材料的折射率和光线发生全反射的临界角；（ii）光从P点射入到第一次射出柱体所用的时间。物理参考答案及评分标准一、选择题(单选题题号12345678910答案ACBCDBBCACADBC二、非选择题11．（1）BD（2分）（2）g（2分）（3）相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的小球做实验等（其他合理表述均可，2分）12．（1）R1（1分）（2）10.0Ω（2分）（3）2（2分）1（2分）（4）15.7（15.6～15.8均可，2分）或14.1（13.7～14.5均可，2分，此方法考虑到电流表内阻已知，减去电流表内阻消除系统误差），以上两种方法均得分。13．（12分）解：（1）粒子在电场中类平抛运动d＝eq\f(1,2)at2 ① 1分eq\f(2\r(3),3)d＝v0t ② 1分qE＝ma ③ 1分联立①~③式解得 ④ 1分（2）设粒子进磁场时速度为v，速度方向与x轴正向夹角为θ，有qEd＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02 ⑤ 1分由几何关系，有 ⑥ 1分联立④~⑥式解得θ＝60° ⑦ 1分粒子在磁场内圆周运动的周期T＝eq\f(2πm,qB)，则t1＝eq\f(1,2)T，即在0～t1时间内粒子在磁场中运动轨迹是半圆。由于粒子在运动轨迹刚好与x轴、y轴相切，轨迹可能如图（1）、（2）所示两种情形。情形（1）：设粒子在t1时刻前运动半径为r1，t1时刻后运动轨迹半径为r2，由几何关系，有r2＝(2r1＋r2)sin30° ⑧ 2分由有 ⑨ 2分解得 1分情形（2）：设粒子在t1时刻前运动半径为r1，t1时刻后运动轨迹半径为r2，由几何关系，有r2＝(2r1＋r2)sin30° ⑧ 2分由有 ⑨ 2分解得 1分（以上两种情形，只需计算出一种情形的结果即可得满分）14．（16分）解：（1）以沿传送带向上为正，在弹丸射入的过程中，有mv0＝(m＋M)v01 1分解得v01＝4m/s物块先以a1减速上升，有(m＋M)gsinθ＋μ(m＋M)gcosθ＝(m＋M)a1 1分解得a1＝10m/s2减至共速，所需时间t1＝ 1分解得t1＝0.2s ` 1分（2）共速前的位移x1＝eq\f(1,2)(v01＋v)t1解得x1＝0.6m 1分传送带与物块间的相对位移Δx1＝x1－vt1解得Δx1＝0.2m 1分物块后以a2减速上升，有(m＋M)gsinθ－μ(m＋M)gcosθ＝(m＋M)a2解得a2＝2m/s2 1分若继续减速至零，所需时间为t＝＝1s因为t1＋t＞1s所以物块速度未减至零时，第二颗弹丸已射入，此时物块的速度v1＝v－a2(1－t1)＝0.4m/s共速后的位移x2＝eq\f(1,2)(v＋v1)(1－t1)解得x2＝0.96m 1分传送带与物块间的相对位移Δx2＝v(1－t1)－x2解得Δx2＝0.64m 1分物体与传送带摩擦产生的热量Q＝μ(M＋m)gcosθ(Δx1＋Δx2)解得Q＝0.336J 1分（3）第一颗弹丸射入后物块上升的位移s1＝x1＋x2＝1.56m第二颗弹丸射入的过程，有mv0＋(m＋M)v1＝(m＋m＋M)v02解得v02＝4m/s 1分因v02＝v01则由此可推知第二颗弹丸射入后物块上升的位移s2＝s1 1分v2＝v1＝0.4m/s第三颗子弹射入的过程，有mv0＋(2m＋M)v2＝(m＋m＋m＋M)v03解得v03＝3.7m/s 1分减至共速，所需时间t3＝解得t3＝0.17s假设物块刚好到达顶端时第4颗子弹射入，此时物块的速度v3＝v－a2(1－t3)解得v3＝0.34m/s 1分此时上升的总位移s3＝eq\f(1,2)(v03＋v)t3＋eq\f(1,2)(v3＋v)(1－t3)解得s3＝1.4556m 1分传送带P、Q间的距离L应满足s1＋s2＜L＜s1＋s2＋s3解得m＜L＜8m 1分15．[物理—选修3-3]（13分）（1）ACD（5分）（2）（8分）解：(ⅰ)设左端水银面下降前，封闭气体的压