2021届四川天府名校高三（上）12月诊断性大联考理综物理试题（解析版）

2021届天府名校12月高三诊断性考试

理综物理部分

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。

1.如图所示，质量为M的木板静置于水平桌面上，右端恰处于A点，其上叠放着质量为〃，的木块。现给两

者一个相同的初速度％两者保持相对静止做匀减速运动，停下来时木板的右端恰处于8点。如果在两者运

动到AB中点时迅速将木块向上拿开，则木板停下来时右端处于（）

,阿

|M~\

/7//7////77

AB

A.8点左侧

B.B点右侧

C.B点、

D.因为各接触面的动摩擦因数未知，所以无法判断

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当两者叠放在一起都做匀减速运动时，加速度为

〃（M+m）g

a=——--------=〃g

M+m

当两者运动一半位移时迅速将木块向上拿开时，不影响木板的运动，木块以木板拿开时的速度为初速度继

续做匀减速运动，加速度

,RMg

a=——

M

显然木板的加速度不变，所以木板停下来时右端仍处于B点。

故选Co

2.笳是核聚变重要的核燃料之一，它的某个核反应的方程为X+：Hf；He+；n。已知X、：H、：He和：n

的质量分别为2.041u、3.0161u,4.0026u和1.0087u、1u相当于931.5MeV,由上述反应方程和数据可

知（)

A.X为；HB.该反应中的质量亏损为0.0289u

C.该反应释放出的能量约为17.6MeVD.:He的比结合能比；H的比结合能小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.根据核反应前后的质量数和电荷数守恒可知，可判断X为：H,选项A错误；

B.反应中的质量亏损

A/??=2.0141»+3.0161M—4.0026M—1.0087«=0.0189M

选项B错误；

C.由爱因斯坦质能方程可知释放的能量为

AE=0.0189x931.5MeV»17.6MeV

选项C正确；

D.因反应放出能量，贝吟He的比结合能比；H的比结合能大，选项D错误。

故选C。

3.2020年10月8日《中国青年网》消息，同时就职于美国华盛顿州立大学和德国柏林工业大学的教授德克

•舒尔策一马库赫牵头与天文学家同行合作，从行星年龄、质量、体积、表面温度。是否有水、与恒星距离

等方面确定“超宜居”标准，最终从4500颗已知地外行星中筛选出24颗“超宜居”行星。如果某颗“超宜

居”行星的半径为R,它的某颗卫星在距其表面耳的圆形轨道上做匀速圆周运动，周期为T。已知引力常量

为G,则下列说法正确的是（）

A.该“超宜居”行星的质量用=4G（"1”）

GT2

B.该“超宜居”行星的密度「=南下

C.卫星绕该“超宜居”行星运行的轨道半径越大，线速度越大

D.卫星绕该“超宜居”行星运行的轨道半径越小，角速度越小

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A.卫星围绕“超宜居”行星运行，根据万有引力提供向心力可得

「Mm,八，、4乃

G--------7=〃?(/?+%)—7-

(R+〃)2T2

解得“超宜居”行星的质量

4/(R+/7)3

M----------------

GT2

选项A正确;

B.“超宜居”行星体积

V」乃R

3

则其密度为

M3万(H+〃)3

p=---=--------------

VGT-fC

选项B错误;

C.根据

—Mmv~

G-=m—

广r

可得

V产

可知卫星的轨道半径越大，则线速度越小，选项C错误;

D.根据

「Mm2

G——=mcor

可得

可知卫星的轨道半径越小，则角速度越大，选项D错误;

故选Ao

4.如图所示，一个a粒子射入某电场，在仅受电场力的作用下，其运动的轨迹为关于），轴对称的抛物线,

且先后经过A、B两点时动能相等，则下列说法不正确的是（）

A.该电场为匀强电场

B.电场方向沿y轴正方向

C.A、B两点的电势相等

D.夕粒子经过。点时的动能为零

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.。粒子射入某电场，在仅受电场力的作用下，由运动的轨迹为抛物线可知a粒子做的是匀变

速运动，则受力为恒力，所以电场为匀强电场，A正确；

B.根据抛物线的开口方向可知，a粒子所受到的电场力方向竖直向上，电场方向沿y轴正方向，B正确；

C.粒子在电场中只受电场力运动动能和电势能之和不变，先后经过A、2两点时动能相等，则电势能相同，

A、8两点的电势相等，C正确；

D.a粒子在。点时有沿x轴方向速度，如果没有水平方向速度，速度为零则在0点以后将做直线运动,

所以a粒子经过。电时的动能不为零，D错误。

故选D。

5.交流发电机输出电压随时间的变化图像如图甲所示，发电机输出端与理想变压器原线圈相连，变压器与

用电器电路如图乙所示。已知电流表、电压表均为理想电表，通过滑动触头Q可以调节副线圈的匝数，则

下列说法正确的是（）

A.发电机的转速为100兀转/秒

B.在r=0.005s时，电压表的示数为360V

C.仅将滑动变阻器的滑动触头P向下滑动，定值电阻Ro的功率减小。

D.仅将滑动触头Q向上滑动，电流表的示数变大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.由图甲可知，周期为0.02s,所以发电机的转速为50转/秒。故A错误；

B.由图甲可知，交流电压的最大值为36夜V，则电压表的示数即有效值为36V。故B错误；

C.当滑动触头Q位置不变时，输出电压不变，此时滑动触头P向下滑动，负载电阻减小，输出电流增加，

定值电阻的功率增大。故C错误；

D.滑动触头P不变，将滑动触头Q向上滑动，则输出电压变大，易知输出功率变大，而输入功率与输出功

率相等，则变压器输入功率变大，原线圈中电流表的示数变大。故D正确。

故选D。

6.如图所示，足够长的光滑水平导轨上放有一个凹槽，其质量为M=10kg。凹槽以初速度v=6m/s匀速运动。

某时刻在凹槽内无初速度放置一个质量为胆=2kg的物块，物块与凹槽之间存在摩擦，若物块与滑块碰撞过

程中无机械能损失，则在此后的运动过程中（）

A.凹槽与物块组成的系统机械能守恒

B.凹槽与物块组成的系统动量守恒

C.凹槽与物块的最终速度均为5m/s

D.整个运动过程中系统因摩擦产生的热量为55J

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.凹槽与物块之间有滑动摩擦，会损耗机械能。A错误；

B.凹槽与物块组成的系统合外力为零，摩擦力是系统内力，所以动量守恒。B正确;

C.对系统，动量守恒，二者最终共速，有

Mv()=(M+m)v

解得

u=5m/s

C正确；

D.对系统，根据能量守恒得

11,

72

Q=-Mvl--（M+m）v=30J

D错误。

故选BC。

7.如图所示，斜面体的高BC为“，底边AB水平且长度为2d。在A点正上方有间距相等的。、E、尸三点,

AD=DE=EF=d,。为AC的中点.现在。点将一小球以初速度出水平向右抛出，恰好垂直打在斜面上，已

知重力加速度为g,不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

I

A.小球落在斜面上时的速度大小为百%

B.小球飞行时间为一组

g

C.小球一定落在。点

D.若小球从尸点水平向右抛出，初速度合适时有可能垂直斜面击中C点

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】B.假设/C钻=6,小球垂直打在斜面上，将落点速度分解在水平方向和竖直方向，则有

tan—

匕gt

由几何关系有

BC

ntan0=---

AB2

解得小球的飞行时间f，故B正确;

g

A.小球落在斜面上的速度为u石％,故A错误:

sin。

C.水平方向的位移为

2%2片

gg

竖直方向的位移为

由几何关系可知小球一定是落在A、0两点之间，故C错误;

D.由前面分析可知，小球垂直打在斜面上，则小球的水平位移和竖直位移相等，所以若小球从尸点水平向

右抛出，初速度合适时有可能垂直斜面击中C点，故D正确。

故选BD。

8.如图甲所示，绝缘斜面MNQP。上有两条与底边NQ平行的虚线C。、EF,两条虚线之间存在垂直于斜

面向上的匀强磁场。单匝正方形金属框Hcd从斜面上虚线CQ上方某一位置由静止释放，金属框下滑过程

中他边始终与斜面底边NQ平行，以释放瞬间为仁0时刻，其回图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.当必边进入磁场,〃边尚未进人时,金属框中感应电流的方向为a-b—c-d—a

B.当成边进入磁场,cd边尚未进入时,金属框仍加速运动

C.当ah边进入磁场,cd边尚未进入时,金属框匀速运动

D.匀强磁场的宽度可能大于金属框的边长

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A.由右手定则可知，必边进入磁场后（4边还未进入）产生的感应电流方向为a-d-Cf%一a,A

错误；

BC.金属框"cd在斜面上由静止释放后，先做匀加速运动，A）时刻"边进入磁场，切割磁感线产生感应

电流并受到安培力作用，开始匀速运动，B错误，C正确；

D.设金属框的边长为L,磁场的宽度为上，若心＜心，则2”时刻金属框完全进入磁场，3ro时刻金属框开

始减速运动，说明"边开始离开磁场，若则2ro时刻曲边刚好离开EF边界，但以边尚未进入磁

场，3/0时刻金属框开始减速运动，说明cd边刚好进入磁场，即磁场的宽度可能大于也可能小于金属框的边

长，D正确。

故选CD。

第II卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必

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）

9.某实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

打点计时器-纸带

,工^,限位孔

申律3g3”/?S"?"?”纥

甲乙

（1）安装打点计时器时，应注意使两个限位孔；

（2）某次实验打出的纸带不小心断了一段，剩余部分如图乙所示，图中已标出相邻两点之间的距离，已知打

点周期为T,重力加速度为g,则打“5”这个点时重锤的速度大小为；如果选取“5”与“9”这两个点分

析，满足关系时，重锤下落过程中机械能守恒。

1222

【答案】（1）.同一竖直线上（2）•号（3）.8gT（52+53+54+55）=（.y5+56）-（5,+52）

【解析】

【分析】

【详解】两个限位孔在同一竖直线上，重锤下落时纸带与限位孔之间的摩擦力才会最小，实验误差小。

⑵⑵⑶打“5”这个点时重锤的速度大小为

_S]+§2

2T

同理，打“9”这个点时重锤的速度大小为

$+$6

%

2T

如果选取“5”与“9”这两个点分析，满足关系

mg(s2+s3+s4+s5)^刎宕一4）

即当

8gT“S2+S3+S4+$5）=（$5+$6）2—（S[+$2）2

此时，重锤下落过程中机械能守恒。

10.某同学要描绘一个小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡上标有“2.8V1.4W”字样。实验室可供选用的器材如

下：

A.电流表Ai（量程为0.6A,内阻约为2。）

B.电流表A2（量程为10mA,内阻为100C）

C.电压表Vi（量程为15V,内阻约为5kC）

D.定值电阻R（阻值为200。）

E.定值电阻幻（阻值为1kC）

F.电源E（电动势为3V,内阻不计）

G.滑动变阻器&（0〜5C,允许通过的最大电流为2A）

H.滑动变阻器&（0〜100允许通过的最大电流为0.5A）

I.开关S、导线若干

⑴测量小灯泡电流应选用（填“AF或"A2”），滑动变阻器应选用（填或"用”）；

（2）测量小灯泡两端的电压时，该同学认为电压表V的量程太大，不能使用。他用另一个电流表与定值电阻

（填“品”或“&”）_______（填“串”或“并”）联改装成电压表；

（3）在图示的虚线框中画出实验的电路图并标出所选器材的代号。

【答案】(l).Ai(2).R3(3).RI(4).串(5).见解析

【解析】

【分析】

【详解】根据小灯泡上的标志“2.8V1.4W”，可知其额定电流为0.5A,所以测量小灯泡电流应选电

流表Ai；因为要描绘小灯泡伏安特性曲线，需要电压从。开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，故

选小量程滑动变阻器R3。

(2)[3]]4|小量程电流表改装成电压表需要串联一个电阻，根据串并联电路关系，可得

代入数据可得U=3V,故选电流表A2与定值电阻R串联改装为量程为3V的电压表刚好满足实验要求。

(3)[5]滑动变阻器采用分压接法，因为电阻较小，所以电流表Ai外接，电路图如下图所示

11.尽管我国粮食生产连年丰收，对粮食安全还是始终要有危机意识。为了确保粮食安全，某粮库积极存

购秋粮，如图所示，粮袋卸车后先置于匀速转动的水平传送带上，并最终与水平传送带以共同速度vo=2m/s

匀速运动。水平传送带右端紧靠长为/=40m,倾角©37°的顺时针转动的倾斜传送带，设粮袋经过两条传

送带交接处时速度大小不变。粮袋可视为质点，粮袋与倾斜传送带之间的动摩擦因数/『0.8,重力加速度

g=10m/s2,sin37"=0.6。

(1)如果倾斜传送带匀速转动的速度大小为尸4m/s,求粮袋从倾斜传送带底端运动到顶端的时间；

(2)如果倾斜传送带匀速转动的速度大小可以调节，求粮袋运动到项端的最大速度。

【答案】(l)11.25s；(2)6m/s

【解析】

【分析】

【详解】（1）粮袋在倾斜传送带上加速时的加速度大小为

Vgcos"gsine=。4zs2

mm

粮袋达到倾斜传送带速度时所用的时间为

v-v_

彳=-----a=5s

a

粮袋达到倾斜传送带速度时的位移为

粮袋从底端到顶端所用时间为

I—x..__

t=人------=11.25s

v

（2）粮袋在倾斜传送带上一直加速时，运动到顶端时的速度最大，由

V；-VQ=2al

代入数据解得

v,=6m/s

12.如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy的第一象限与第四象限内有一条垂直于x轴的虚线MMMN马

x轴的交点为。。在y轴与虚线MN之间有匀强电场与匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小为Ei；x轴

上方的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为5,x轴下方的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小

为B2,3=2良。在第二象限内有水平向右的匀强电场，场强大小为上。一个质量为〃八电荷量为+夕的

带电液滴从P点由静止释放，恰经过原点。进入第四象限后，开始做匀速圆周运动。已知P点坐标为（-3d,

4d）,Bi=即（g为重力加速度），液滴通过。点后穿过x轴一次，最后垂直于MN射出磁场，sin37°

=0.6,cos37°=0.8o求：

⑴场强Ei、Ei大小；

⑵虚线MN与y轴的距离；

⑶液滴从P点释放到离开磁场的时间。

.3〃吆,*53%、/d

【答案】(1)艮=-7^；(2)64(3)(4+--)/—

4q60V2g

【解析】

【分析】

【详解】(1)液滴在第一、四象限内做匀速圆周运动电场力与重力大小相等、方向相反，故有

E\q=tng

则

q

在第二象限，液滴在尸点由静止释放后沿直线运动，设液滴进入磁场时速度方向与x轴成a角则

4d4

tan«=---=—

3d3

解得

a=53°

合力必沿尸。方向，所以

mg

tana=­：-

E2q

解得

3mg

E2=——

4q

(2)设液滴经过。点时的速度大小为P,则

3Eiqd+4m(>d=gmv2

解得

y二|V^

V

qvBz-m—

可得

Ri=3d

同理可解得液滴在x轴上方磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径

3,

Ri=­d

2

所以虚线MN与)，轴的距离

x-2&sin53°+Risin53°=6d

(3)液滴在第二象限的加速度

以=1.25/咫=]25g

mm

液滴在第二象限的运动时间

液滴在光轴上方磁场中做匀速圆周运动的周期

_2»R[_6TTId

液滴从尸点移动到离开磁场的时间

d

t=t]+-------

2?

13.如图所示，一个质量为M、上端开口的圆柱形导热气缸内有两个质量均为，〃的活塞A、B,两活塞面积

均为S,与气缸围成的空间I、n内分别封闭有一定质量的同种理想气体。现在活塞A的中间系一根细线，

将气缸悬挂在天花板上，气缸呈竖直状态，I、II两部分体积相等，气体温度相同。已知两活塞与气缸间光

滑且不漏气，大气压强为⑷。重力加速度为g,则I内理想气体的压强为一；I内理想气体的质量_______

（填''大于”“等于”或“小于”）II内理想气体的质量。

⑵.小于

【解析】

【分析】

【详解】［1］对气缸受力分析有

p2S+Mg=p0S

对气体间的隔板，受力分析有

P]S+mg=p2s

(M+ni)g

II内同种气体温度、体积均相同，压强大的质量大。所以I内理想气体的质量小于II内理想气体的质

量。

14.如图所示，粗细均匀的"U"形管竖直放置，左管封闭、右管开口，管内的水银柱封闭一定质量的理想气

体，气柱长度L=20cm,左右两管中水银柱的高度差为6=8cm,已知环境温度%=27。C,热力学温度与摄氏

温度间的关系为7^+273K,大气压强po=76cmHg。（计算结果均保留三位有效数字）

（1）若在右管缓慢注人水银，计算当两管液面相平时左管中气柱的长度；

（2）若给左管气体加热，计算当两管液面相平时左管中气柱的摄氏温度。

【答案】(l)17.9cm；(2)129℃

【解析】

【分析】

【详解】(1)由于缓慢注入水银，因此管内气体发生等温变化。

初态压强

Pi=(76-8)cmHg=68cmHg

体积

Vt=SL

设注入水银两管液面相平时，气柱的长度为d,则此时气体的体积

V2=Sd

此时气体的压强

p、=76cmHg

由玻意耳定律可知

0M=PM

解得

17.9cm

(2)设加热后气体的温度为4,初始温度

Ti=300K

加热后气体的体积为

h

匕=S(L+/)

根据理想气体状态方程得

PM_%匕

解得

T2»402K

当两管液面相平时左管中气柱的摄氏温度

7=(402—273)℃=129℃

15.如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，。点为波源。设U0时刻波源从平衡位置沿

y轴负方向开始振动，经/=0.7s。在x轴上。至10m范围第一次形成如图所示的波形，则下列说法正确的是

A.该简谐横波的周期为0.4s

B.44m处的质点的位移总是-2m

C.A-6m处的质点的振幅为4m

D.416m处质点在0~ls内通过的路程为4m

E.该波的波速大小为20m/s

【答案】ADE

【解析】

【分析】

【详解】A.由于波源的起振方向沿y轴负方向，因此各质点的起振方向均向下，故经过r=0.7s,波传播到

3

14m处，正好1一个周期，所以周期为T=0.4s,故A正确；

4

E.由图象可知波长;l=8m,所以波速为

A