2021“超级全能生”高三全国卷地区5月联考试题（丙卷）物理含解析

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“超级全能生”2021高考全国卷地区5月联考丙卷

理科综合 物理部分

注意事项：

1.本试题卷共8页，满分300分，考试时间150分钟。

2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡的相应位置。

3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。

4.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，再选涂其他答案标号。

5.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

二、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，14～18题只有一个选项符合题目要求，19～21题有多个选项符合题目要求。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.物理学的发展是世界顶尖科学家智慧的结晶，如：伽利略、牛顿、法拉第，安培等科学家为物理学的发展拓荒开道，下列说法中符合物理史实的是

A.伽利略利用斜面实验研究自由落体运动的规律，建立了平均速度、瞬时速度和加速度的概念

B.牛顿在伽利略斜面实验的基础上，利用合理外推驳斥了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点

C.法拉第发现了产生感应电流的条件和规律，并对理论和实验资料进行严格分析后得出电磁感应定律

D.安培在研究磁场的来源时，发现通电导线周围存在磁场，提出分子电流假说

15.质量为100g的玩具小弹球被一小孩从20m高的阳台由静止释放，小弹球落地时与地面的作用时间为2ms，落地后再次反弹的高度为5m，取g=10m/s2，不考虑空气的阻力，则

A.小弹球落地前后瞬间动量变化量的大小为1kg·m/s

B.小弹球落地时对地面的作用力约为1500N

C.小弹球与地面相互作用过程中，地面对小弹球的冲量可以忽略不计

D.小弹球落地后反弹的原因是地面对小弹球的作用力大小大于小弹球对地面的作用力

16.如图所示，真空中竖直固定一表面粗糙的金属板，其正前方固定一个带正电的点电荷Q，OQ垂直于金属板，已知OM=ON。一表面绝缘带正电的小滑块(可视为试探电荷且不影响原电场)从金属板上端的M点由静止释放，运动到N点的过程中，下列说法不正确的是

A.小滑块在M、N点的加速度相同                   B.小滑块的电势能不变

C.小滑块在OM段和ON段摩擦力做的功一定相等     D.小滑块的速度一定一直增大

17.木材加工厂中，工人师傅将一根横截面半径为R的半圆形木墩平放在水平地面上，将一根横截面半径相同的圆木放在光滑竖直墙壁和半圆形木墩之间，并用竖直挡板将半圆木墩的左侧固定，如图，所示。现向左水平移动挡板，使半圆木墩向左平移，圆木缓慢下移。已知半圆木墩与水平地面间的动摩擦因数处处相等，圆木与半圆木墩间的摩擦不计。在圆木到达地面之前的过程中，下列说法正确的是

A.圆木对半圆木墩的压力变小               B.圆木对竖直墙壁的压力不变

C.半圆木墩所受水平地面的支持力变小       D.半圆木墩所受水平地面的摩擦力不变

18.如图所示，长为L=4m、质量为m=1kg的木板恰好静止在倾角为37°的足够长斜面上，一质量为m0=4kg的小物块(可视为质点)以v0=4m/s从左边某一位置(未画出)水平抛出，一段时间后恰好沿木板的平行方向滑上长木板的上端，经过时间1s后滑离长木板，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是

A.小物块在空中飞行的时间为0.4s

B.小物块在长木板滑行时，长木板的加速度为1.5m/s2

C.小物块与长木板上表面间的动摩擦因数为0.8

D.小物块在长木板滑行时，小物块的加速度0.8m/s2

19.有一匝数为100匝的矩形导线框ABCD，其电阻为20Ω，处于如图甲所示的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，穿过线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，线框输出端与一个原、副线圈匝数比为6：1的理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一负载电阻R，交流电压表及电流表为理想电表，电流表的示数为0.2A，下列说法正确的是

A.导线框ABCD输出的电功率等于负载R上消耗的热功率

B.负载电阻R的阻值为55Ω

C.电压表的示数约为67V

D.如果给负载电阻R再并联一只相同的电阻，电压表示数不变

20.2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”携带近2kg的月壤成功返回，实现了我国探月工程的“绕、落、回”三步曲。着陆月球前，“嫦娥五号”在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T。选择着陆位置时，“嫦娥五号”变轨到贴近月球表面飞行。已知月球的半径为R，忽略月球自转及地球对卫星的影响。下列说法正确的是

A.月球表面的重力加速度为

B.月球的第一宇宙速度为

C.在选择着陆位置的圆轨道运行时，周期为T

D.“嫦娥五号”返回时，从近月轨道经过若干次变轨，变轨前后周期不变

21.如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，α粒子(He)从D形盒中央由静止释放，经电压为U的交变电场加速后进入磁场，粒子被持续周期性加速。若忽略α粒子在电场中的加速时间，下列说法正确的是

A.α粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1：2：3：4：…

B.带电粒子做圆周运动的周期必须与交变电场的周期相等

C.如果只增大交变电压U，α粒子的最大动能不会发生变化

D.粒子从静止开始加速到出口处所需要的时间为

三、非选择题(包括必考题和选考题两部分，共174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(本题共11题，共129分)

22.(6分)某同学用落体法验证机械能守恒时，得到小球从空中由静止下落的部分频闪照片，经处理后如图所示。图中O点为释放小球的初始位置，小球下落时对应位置的距离图中已标出，单位是厘米。已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，小球的质量为m=1.0kg，当地的重力加速度大小为g=9.8m/s2。回答下列问题：(计算结果保留两位有效数字)

(1)小球下落至C处时的动能EkC=        J，小球在下落过程中受到空气阻力的作用，通过计算发现从O到C的过程，小球重力势能的减少量△Ep，大于动能的增加量△Ek。

(2)继续利用图中的数据，计算出小球下落的加速度大小为          m/s2，于是求出所受空气阻力的大小为          N。

23.(9分)某实验小组要描绘标有“3.8V  0.32A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材除了开关、导线外，还有：

A.电压表V1(量程0～3V，内阻等于3kΩ)     B.电压表V2(量程0～15V，内阻等于15kΩ)

C.电流表A1(量程0～400mA，内阻约等于1.0Ω)  D.电流表A2(量程0～3A，内阻约等于0.1Ω)

E.滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2A)      F.滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流0.5A)

G.定值电阻R3(阻值等于1Ω)                 H.定值电阻R4(阻值等于1kΩ)

I.电源E(E=6V，内阻不计)

(1)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量，电流表应选用         ；电压表应选用          ；滑动变阻器应选用          ；定值电阻应选用         。(均填仪器前的字母)

(2)请在给定的虚线方框内画出实验电路图，并将所选各元件字母代码标在该元件的符号旁。

(3)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示，将该小灯泡跟标有“6.0V  1.80W”的小电动机和另一电源E。(内阻r=0.33Ω)连接成图乙所示的电路时，小电动机恰好正常转动，则此时小灯泡的实际功率为          W，电源E0的电动势为          V。(结果均保留两位小数)

24.(12分)如图所示，水平轨道AB的右端与倾角θ=37°的传送带BC平滑连接。传送带以v=2m/s的速度逆时针转动，一质量为m=0.2kg的小滑块(可视为质点)从水平面上的A点以vo=4m/s的速度向右滑向传送带。已知LAB=0.7m，LBC=0.8m，小滑块与轨道AB及传送带BC间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，小滑块经过连接处无能量损失。求：

(1)小滑块在传送带上向上滑行的最大位移x0；

(2)若小滑块能返回水平轨道，求小滑块停止在水平直轨道上时离A点的距离；若不能，说明理由。

25.(20分)如图所示，足够长的金属框倾斜放置，与水平方向的夹角为θ=37°，框宽为0.5m，金属框上端接入R=2Ω的电阻，其他部分电阻不计。有一磁感应强度大小为B=2T，方向垂直整个框面向上的磁场。质量为0.2kg、接入线框部分的电阻为r=1Ω的金属棒MN从金属框上某一位置静止释放，下滑过程中与金属框保持良好接触。当通过金属棒某一横截面的电荷量为2C时，金属棒的运动达到稳定状态。已知空气阻力不计，g取10m/s2。金属棒与金属框架间的动摩擦因数µ=。求：当通过金属棒某一横截面的电荷量为2C时，

(1)金属棒沿框架下滑的距离；

(2)金属棒达到的最大速度；

(3)此过程中电阻R上产生的焦耳热。

(二)选考题(共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分)

33.[物理－选修3－3](15分)

(1)(5分)关于固体、液体和气体，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1个扣3分，最低得分为0分)

A.单晶体蔗糖磨碎后熔点不会发生变化

B.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

C.土壤里有很多毛细管，如果要把地下的水分沿着它们引到地表，可以将地面的土壤锄松

D.用打气筒给自行车打气时，越下压越费力，说明分子间斥力越来越大，分子间势能越来越大

E.理想气体在等压膨胀过程中，气体分子在相等时间内对容器内璧相同面积上的撞击次数会减少

(2)(10分)“踢足球”是一项同学们喜爱的体育运动，去年冬天某班级举行足球比赛，中场休息时发现足球内气压不足，体育委员准备拿到室内给足球充气。已知室外温度为－13℃，室内温度为17℃，足球体积V=600 mL。在室外时，足球内部气体的压强为7.8×104Pa，充气筒每次充入体积为22 mL、压强为1.0×105Pa的空气。整个过程中，不考虑足球体积的变化和充气过程中气体温度的变化。求：体育委员在室内把足球内气体的压强充到1.2×105Pa，他需要充气多少次？

34.[物理－选修3－4](15分)

(1)(5分)某同学做“利用单摆测定重力加速度”的实验时，提供了下列部分器材：

①长约1m的细线；    ②直径约为2cm的带孔均质小钢球；

③数字停表；          ④铁架台(如图)；        ⑤游标卡尺；         ⑥天平

回答下列问题：

(i)为了完成实验，上述器材不需要的是            (填器材前的序号)。

(ii)a.还需要的器材是            (填器材前的字母)。

A.天平     B.米尺     C.弹簧测力计     D.光电门

b.简述该同学选择的器材在本实验中的使用：                                      。

(2)(10分)如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。其中∠C=30°，AB边长为L。一束单色光从AB边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在AC面发生全反射，最后从BC边上的F点(图中未标出)射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为c。

(i)作出光路图并求出玻璃砖的折射率n；

(ii)求单色光在玻璃砖中传播的时间t。