广东省茂名市五校联盟2021届高三下学期5月第三次联考物理试题+答案

茂名市2021届五校联盟高三第三次联考

物理试卷

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证，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，涂黑，写在试题卷、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：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡上交.

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.

1.下列说法正确的是（    ）

A.某金属能发生光电效应，当入射光的颜色不变而增大光照强度时，逸出的光电子的最大初动能变大

B.若利用黄光和蓝光分别在同一装置研究光电效应，用蓝光照射时的遏止电压小于用黄光照射时的遏止电压

C.当氢原子处于第二能级且不发生跃迁时，不会向外辐射光子

D.电子绕核旋转的轨道半径可取任意值

2.2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并将于今年5月择机实施降轨，软着陆火星表面，开展巡视探测等工作，如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆.探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、II、III的切点，O、Q还分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星点.关于探测器，下列说法正确的是（    ）

A.由轨道I进入轨道II需在O点减速

B.在轨道II的运行周期小于沿轨道III的运行周期

C.在轨道II运行的线速度大于火星的第一宇宙速度

D.在轨道III上，探测器运行到O点的线速度大于Q点的线速度

3.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏.如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内.左侧的筷子从图示中的位置缓慢旋转到水平位置，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦，左右侧筷子对玻璃球的作用力分别为和.左筷子在旋转过程中，下列说法正确的是（    ）

A.和都是逐渐增大 B.和都是逐渐减小

C.逐渐增大；逐渐减小 D.逐渐减小；逐渐增大

4.为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心.当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的.假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是（    ）

A.金属圆筒内场强处处为零

B.金属圆筒内越靠近收尘极电势越低

C.带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大

D.带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小

5.研究人员让外层覆盖锌的纳米机器人携带药物进入老鼠体内，机器人到达胃部后，外层的锌与消化液反应，产生氢气气泡，从而推动机器人前进，速度可达60.若机器人所受重力和浮力忽略不计，当纳米机器人在胃液中加速前进时，下列判断正确的是（    ）

A.机器人由原电池提供的电能直接驱动

B.机器人对胃液的作用力比胃液对机器人的作用力大

C.氢气气泡对机器人做的功比机器人克服胃液作用力做的功多

D.氢气气泡对机器人作用力的冲量比胃液对机器人作用力的冲量小

6.如图所示，虚线表示空间中的一个立方体的各条棱，实线L、M、N表示三条无限长直导线，其中通以等大的电流，实线上的箭头方向表示电流方向.已知L导线在处产生的磁场磁感应强度大小为B，则立方体顶点处的磁感应强度大小为（    ）

A. B. C. D.

7.某兴趣小组利用如下图所示装置给灯泡供电.图中两磁极位置相对于水平轴线对称，磁极间的磁场视为磁感应强度为B的匀强磁场，单匝矩形导线框，边长，，绕轴线沿逆时针方向以角速度匀速转动，并通过升压变压器（可视为理想变压器）给灯泡供电.下列说法正确的是（    ）

A.图示位置时线框产生的感应电动势为

B.线框产生的感应电动势的峰值为

C.线框中电流的有效值小于灯泡中电流的有效值

D.若灯泡偏暗，可通过适当减少原线圈匝数来提高灯泡亮度

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分有选错的得0分.

8.一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出，第一只球落在自己一方场地的B点，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点，第二只球直接擦网而过，也落在A点，如图.已知两只球质量相同，设球与地面的碰撞后，速度大小不变，速度方向与水平地面夹角相等，其运动过程中阻力不计，下列说法正确的是（    ）

A.两只球运动过程中加速度相同

B.两只球击中A点时重力做功的瞬时功率不相同

C.两只球落到A点动能相等

D.第一只球和第二只球飞过C处时的初速度之比为1：3

9.研究“蹦床”运动时，在运动员身上安装了传感器.可测出运动员运动过程的加速度与路程关系的数据，如图所示，若忽略空气阻力的影响，根据图像信息，下列说法正确的有：（    ）

A.运动员在蹦床上下降0.5m时速度为零 B.运动员在1m时，蹦床的弹性势能最大

C.运动员离开蹦床s后到达最高点 D.运动员离开蹦床时的速度为

10.如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是（、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为，电阻R两端的电压为，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有（    ）

A. B. C. D.

三、非选择题：共54分.第11～14题为必考题，考生都必须作答.第15～16题为选考题，考生根据要求作答.

（一）必考题：共42分.

11.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点.光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小与动能变化大小，就能验证机械能是否守恒.

（1）用计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离.

A.钢球在A点时的顶端；

B.钢球在A点时的球心；

C.钢球在A点时的底端.

（2）用计算钢球动能变化的大小.用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为______.某次测量中，计时器的示数为0.010s，则钢球的速度为______.

（3）下表为该同学的实验结果：

他发现表中的与之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点？请说明理由._____________________________________________________________________________________

12.（10分）某课外兴趣小组要描绘一个标有“4.8V，2.4W”的小灯泡的伏安特性曲线，部分实验器材如下：直流电源E（6V，内阻可不计）、电流表A（0～0.6A，内阻约为0.4Ω）、电压表V（0～3V，内阻为1）、开关和导线若干、滑动变阻器（0～10Ω，额定电流2A）、滑动变阻器（0～150Ω，额定电流2A）

（1）由于电压表V的量程太小，需将电压表量程扩大为0～6V，该电压表应串联的分压电阻的阻值为______Ω，找到符合要求的电阻后，该小组的同学将题给的电压表（表盘未改动）与分压电阻串联，改装成量程为0～6V的电压表后，设计了图甲的电路来描绘该小灯泡的伏安特性曲线，为减小测量误差和便于实验操作，滑动变阻器应选用______；

（2）请根据实验电路原理图甲连接图乙中的实物图；

（3）连接好电路后小组成员发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表始终有示数，且电流表的示数无法调到零，可能的原因为______（选填“断路”“断路”“断路”或“短路”）；

（4）排除故障后，通过电压表和电流表所读的数据在坐标系中描点连线，得到的曲线如图丙，若把该小灯泡与一阻值为20Ω的定值电阻串联后接到电动势为8V、内阻不计的电源两端，利用作图法得该小灯泡的实际功率约为______W（保留两位有效数字）

13.（10分）将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上，改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压.极板下方三角形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，其中、，底边平行于极板，长度为L，磁感应强度大小为B.一粒子源O位于平行板电容器中间位置，可产生无初速度，质量为m、电荷量为的粒子，在粒子源正下方的极板上开一小孔F，在同一直线上且垂直于极板.已知电源电动势为E，内阻忽略不计，滑动变阻器电阻最大值为R，粒子重力不计，求：

（1）当滑动变阻器滑片调节到正中央时，粒子从小孔F射出的速度；

（2）调整两极板间电压，使粒子从三角形直角边射出且距离C点最远，两极板间所加电压应是多少？

14.（16分）如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接.一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板.已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小.

（1）若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；

（2）求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；

（3）若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功与的关系.

（二）选考题：共12分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.

15.【物理选修3-3】（12分）

（1）（4分）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为______（选填“引力”或“斥力”）.分子势能和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置.

（2）（8分）自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管上端封闭，并和一压力传感器相接.洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的.已知细管的长度，管内气体可视为理想气体且温度始终不变，取大气压，重力加速度，水的密度.洗衣机停止进水时，求：

（i）细管中被封闭的空气柱的长度L；

（ii）洗衣缸内水的高度h.

16.【物理选修3-4】

（1）（4分）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示.在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m.测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s.该列波的频率为______，波长______m.

当B点离开平衡位置的位移为+6时，A点离开平衡位置的位移是______.

（2）（8分）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，.一细光束从的中点D垂直于面入射，.求：

（i）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；

（ii）光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间.（光在真空中的传播速度为c）

茂名市2021届五校联盟高三级第三次联考物理参考答案

1.答案：C.解析：光电子最大初动能与光的强度无关，A错；蓝光频率比黄光频率高，根据光电效应方程可知道，和遏制电压，B错.根据波尔理论，电子核旋转轨道不是任意的，而是不连续的，固定的.

2.A【详解】A.由轨道I进入轨道Ⅱ需在O点减速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以A正确；B.根据周期公式可知，轨道半径越大周期越大，所以在轨道Ⅱ的运行周期大于沿轨道Ⅲ的运行周期，则B错误；C.根据可知，在轨道Ⅱ运行的线速度小于火星的第一宇宙速度，所以C错误；D.根据开普勒第二定律可知，在近地点的线速度大于远地点的线速度，所以在轨道Ⅲ上，探测器运行到O点的线速度小于Q点的线速度，则D错误；故选A.

3.答案：B解析：对玻璃珠受力分析如下图

A.  在旋转中，增大，所以和都是减小

4.答案：D

【详解】AB.根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故AB错误；C.尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；D.离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故D正确.

故选D.

5.【答案】C【解析】解：A、纳米机器人由外层的锌与消化液中的盐酸反应，产生氢气气泡作为推进动力，故A错误；B、根据相互作用力的特点可知，机器人对胃液的作用力等于胃液对机器人的作用力，故B错误；C、机器人在胃液中加速前进，根据动能定理可知，氢气气泡对机器人做的功比机器人克服胃液作用力做的功多，故C正确；D、氢气气泡对机器人作用力大于胃液对机器人作用力，故前者的冲量大，故D错误.

6.答案：C解析：实线L、M、N表示三条无限长直导线，其中通以等大的电流，己知L导线在处产生的磁场磁感应强度大小为B，则各导线在立方体顶点处的磁感应强度大小均为B，L产生的沿方向，M产生的沿方向，N产生的沿方向，根据矢量合成可知，，故选C.

7.答案：D解析：A.由图可知，此时线圈和磁场垂直，线框的磁通量最大，感应电动势为0，选项A错误；B.线框产生的感应电动势的峰值为，选项B错误；C.升压变压器原副线圈的功率相等，所以原线圈电流大于副线图的电流，则线框中电流的有效值大于灯泡中电流的有效值，选项C错误D.若灯泡偏暗说明输出电压较小，要使输出电压变大，应减少原线圈匝数，选项D正确.故选D.

8.答案：AD解析：由平抛运动的规律可知，加速度相同，故A正确；两只球击中A点时重力做功的瞬时功率相同，B错误；由于一、二两球在水平方向均为匀速运动，水平位移x大小相等，设它们从O点出发时的初速度分别为、，由得：；所以有，所以两只球飞过球网C处时水平速度之比为1：3故D正确.由于重力做功一样，但是初动能不一样，故两只球在A点的动能不同，故C错误

9.答案：BC解析：A.运动员下降0.5m时，加速度为零，速度最大，A项错误；B运动员在1m时加速度最大速度为零.弹性势能最大，B正确：C.离开蹦床又回到蹦床的路程.上升与下落的距离分别是2.5m，，∴，C正确；D.离开蹦床蹦床的速度，D错误.

10.【答案】ABC【详解】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势

环路电流即；安培力，方向水平向左，即则；

R两端电压即；感应电流功率即.

分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：

即加速度.因为金属棒从静止出发，所以，且，即，加速度方向水平向右.

（1）若，，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动.有，说明，也即是，，，，所以在此情况下A选项符合；

（2）若，随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；

（2）若，随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合：故选ABC.

11.答案（1）B（2）1.50（1.49～1.51都算对）1.50（1.49～1.51都算对）

（3）不同意.因为空气阻力会造成小于，但表中大于.

12.答案：1000    见解析  断路  0.51（0.49～0.53均可）

（1）[1][2]电压表原满偏电压为3V，设满偏时电流为，内阻为，故有

串联一个电阻后，则有联立解得

由图甲知，电路为分压电路，为了使电流表指针偏转明显，便于读数，减小误差，需要选择最大阻值较小的.

（2）根据图甲连线如图所示

（3）若断路，则上支路断开，两表均无读数；若断路，电压表无读数；若短路，电流表示数可以调到0；若断路，无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表始终有示数，且电流表的示数无法调到零，所以故障可能是断路.

（4）设灯与20Ω的定值电阻串联后接入电动势为8V、内阻不计的电源两端，电流为I，分压为U，则有

在图丙中画出这条线，与曲线相交，交点即为稳定时流经灯泡的电流、电压，计算可得（0.49W～0.53W）

13.解：（1）；（2）

【详解】（1）当滑片调节到正中央时，两极板间的电压为（2分）

则根据动能定理有（2分）

所以粒子从小孔F射出的速度为（1分）

（2）粒子的运动轨迹如图所示

由几何关系得圆周半径（1分）

又根据（2分）得

再设两极板之间的电压为，根据动能定理有（1分）

联立解得（1分）

14.（1）5；；（2）；；（3）见解析

【详解】（1）对物块，在A到B的运动过程应用动能定理得

代入解得（1分）

若传送带速度，则代入数据解得（1分）

这段时间（1分）

随后在传送带上匀速运动的时间（1分）

物块通过传送带所需的时间（1分）

（2）a.当传送带静止或速度较小时，物块在传送带上一直做减速运动，物块克服摩擦力所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最小，最小动能设为，由动能定理得（1分）

解得（1分）

b.当传送带的速度较大时，物块在传送带上一直做匀加速运动，摩擦力对物块所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最大，最大动能设为，由动能定理得（1分）

解得（1分）

（3）由（2）问可知，物块刚达到滑板时的速度范围为，故当时，物块先匀加速再匀速，刚滑上滑板时的速度大小.设若滑板与挡板间距足够长，滑板碰挡板前物块与滑板能达共速，由动量守恒得（1分）解得

对物块，由动能定理得（1分）

对滑板，由动能定理得（1分）解得，

物块相对滑板的位移（1分）

故若，则木板与挡板碰撞前物块与滑板已经共速，共速后二者相对静止，无摩擦力，故克服摩擦力做的功（1分）

若，则当滑板与挡板相碰时物块尚未滑到滑板的右端，这种情况下物块的对地位移为（1分）

克服摩擦力做的功（1分）

15.（1）引力（2分）C（2分）

【详解】由于在小水滴表面层中，水分于间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分于势能的是C位置.

（2）【答案】（i）40；（ii）52

【详解】（i）细管中的气体初始压强为，初始体积为.

细管中的气体末态压强为，设末态体积为.（1分）

由波意尔定律可得（1分）解得（2分）

（ii）设洗衣机缸与细管中的水面差为，细管中气休的压强为（1分）

故洗衣机的水位（1分）解得（2分）

16.（1）0.5（2分）20（1分）-6（1分）

（2）解：（i），设玻璃对空气的临界角为C（1分）

则，（1分）

，光在面发生全反射，（1分）

由折射定律有（1分）

所以（1分）

（ii）棱镜中的光速（1分）

所求时间（1分）

解得（1分）