2021届辽宁省葫芦岛协作校高三下学期物理4月一模试卷含答案

这是一份2021届辽宁省葫芦岛协作校高三下学期物理4月一模试卷含答案，共12页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 频率越低的光，粒子性越显著，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
B. 无论光强多强，只要入射光的频率小于金属的截止频率，就不能发生光电效应
C. 氢原子吸收光子后，电子运动的轨道半径变大，动能也变大
D. 发生β衰变时，新核的核电荷数不变
2.如下列图为某质点做直线运动的v－t图像。t0时刻质点的速度为v0 ， 2t0时刻质点的速度为2v0。图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线，由此可求出的物理量有〔 〕
A. 2t0时刻的加速度 B. 0～t0时间内的位移
C. 0～2t0时间内的位移 D. t0～2t0时间内的平均速度
3.世界最长的跨海大桥一港珠澳大桥建成，2021年12月1日起，首批粤澳非营运小汽车可免加签通行港珠澳大桥跨境段，极大方便了游客出行。2021年1月24日至25日，中央播送电视总台春节联欢晚会在港珠澳大桥白海豚岛设分会场。驱车数百米长的引桥，经过主桥，可往返于香港澳门两地。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 通过很长引桥，减小了汽车重力沿桥面方向的分力 B. 通过很长引桥，减小了汽车对桥面的压力
C. 汽车通过主桥最高点时，重力的瞬时功率不为零 D. 汽车通过主桥最高点时，处于超重状态
4.如下列图，在光滑的绝缘水平面上，有一个边长为L的正三角形abc，三个顶点处分别固定一个电荷量为q〔q>0〕的点电荷，D点为正三角形外接圆的圆心，E点为ab的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，以下说法中正确的选项是〔 〕
A. D点的电场强度一定不为零，电势可能为零
B. E、F两点的电场强度等大反向，电势不相等
C. c点电荷受到a、b点电荷的库仑力F库=－
D. 假设将一负点电荷从c沿直线移动到F，其电势能将不断减小
二、多项选择题
5.如下列图，在竖直线EOF右侧足够大的区域内存在着磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场．质量相同、电荷量分别为+q和-q的带电粒子，从O点以相同的速度，先后射入磁场，v的方向与OF成θ=30°,两带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用，那么( )
A. 两带电粒子回到EOF竖直线时与O点的距离相等
B. 两带电粒子回到EOF竖直线时的速度相同
C. 两带电粒子在磁场中的运动时间相等
D. 从射入到射出磁场的过程中，两粒子所受洛仑兹力的冲量相同
6.2021年4月10日人类拍摄的首张黑洞照片全球发布，它是黑洞存在的直接“视觉〞证据，验证了爱因斯坦的广义相对论。根据爱因斯坦的理论，黑洞是一种特殊的天体，它的密度极大，对周围物体有极强的吸引力，光子到达黑洞表而时也会被吸入，最多恰好能绕黑洞外表做圆周运动。据天文观测，银河系中可能有一黑洞，其质量约为4×1035kg，引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2、光速c=3×108m/s，可推测其半径可能为〔 〕
A. 2×108m B. 3×109m C. 2×1010m D. 3×107m
7.近年来， 无线充电功能越来越广泛的在汽车配置中出现，该技术为人们提供了很大便利性。如图甲为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使 内的感应线圈产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时〔电流由a流入时方向为正〕，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 感应线圈中产生的是恒定电流
B. t3～t4时间内，感应线圈中电流的方向与励磁线圈中电流方向相同
C. t1～t3时间内，c点电势高于d点电势
D. t1时刻，感应线圈中电流瞬时值为0
8.如下列图，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5：1，高为2h。现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落〔下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直〕，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。以下说法正确的选项是〔 〕
A. AB边刚进入磁场时线框的速度为
B. AB边刚进入磁场时线框的速度为
C. 从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为 mgh
D. DC边刚进入磁场时，线框加速度的大小为 g
9.对于热力学定律，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 第一类永动机不可能实现，因为违背了能量守恒定律
B. 热力学第一定律指出，不可能到达绝对零度
C. 热力学第一定律指出，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和
D. 热力学第二定律指出，不能从单一热源吸热全部用来对外做功而不产生其它影响
E. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律
10.如图为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图象，位于坐标原点的振源振动周期为1s.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 质点b的振幅为0 B. 质点b的周期为1s
C. 经过0.25s，质点b沿x轴正向移动0.5m D. 从t=0时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置
E. 在t=0时刻，质量相等的质点a、c所受的回复力大小之比为1:2
三、实验题
11.某研究性学习小组利用气垫导轨探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，假设光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。
〔1〕实验前，用刻度尺测量光电传感器A、B间的距离L；用游标卡尺测量遮光条的宽度d，读数如图乙所示，那么d=________mm；
〔2〕滑块用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码相连由图甲所示位置释放，滑块在细线的牵引下向左加速运动。遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图丙所示的输出电压U随时间t变化的图象。假设△t1、△t2和L、d，可计算滑块的加速度a=________〔用所测物理量的符号表示〕；
〔3〕为保证滑块在气垫导轨上运动时所受外力恒定，在实验前还应调节定滑轮高度，使细线与气垫导轨________。
12.
〔1〕小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx，正确的操作顺序是________〔填字母〕；
A、把选择开关旋转到交流电压最高档
B、调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点
C、把红黑表笔分别接在Rx两端，然后读数
D、把选择开关旋转到适宜的档位，将红、黑表笔接触
E、把红黑表笔分别插入多用电表“﹢、-〞插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0

〔2〕小明正确操作后，多用电表的指针位置如下列图，那么Rx=________Ω；

〔3〕小张认为用多用电表测量小电阻误差太大，采用伏安法测量．现有实验器材如下：电源〔电动势3V，内阻可忽略〕，电压表〔量程3V，内阻约3kΩ〕，多用电表〔2.5mA档；25mA档和250mA档，对应的内阻约40Ω，4Ω和0.4Ω〕，滑动变阻器RP〔0~10Ω〕，定值电阻R0〔阻值10Ω〕，开关及导线假设干．测量铅笔芯的电阻Rx ， 以下电路图中最适宜的是________〔填字母〕，多用电表选择开关应置于________档 ．
四、解答题
13.如下列图，在高h1=30m的光滑水平平台上，物块A以初速度v水平向右运动，与静止在水平台上的物块B发生碰撞，mB=2mA，碰撞后物块A静止，物块B以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动，并恰好沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点的高度h2=15m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接，物块B沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞．g取10m/s2 ． 求：
〔1〕物块B由A到B的运动时间；
〔2〕物块A初速度v的大小；
〔3〕假设小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点p〔p点没画出〕．设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围．
14.如下列图，左侧正方形区域ABCD有竖直方向的匀强电场和垂直纸面方向的磁场，右侧正方形区域CEFG有电场，一质量为m，带电量为＋q的小球，从距A点正上方高为L的O点静止释放进入左侧正方形区域后做匀速圆周运动，从C点水平进入右侧正方形区域CEFG。正方形区域的边长均为L，重力加速度为g，求：
〔1〕左侧正方形区域的电场强度E1；
〔2〕左侧正方形区域磁场的磁感应强度B；
〔3〕假设在右侧正方形区域内加水平向左的匀强电场，场强大小为E2＝ 〔k≥2为正整数〕。试求：小球飞出该区域的位置到G点的距离。
15.如下列图，足够长圆柱形气缸开口向上直立于水平面上，气缸的底面积为S=2.0×10-3m2.缸内有两个质量为m=1kg、可沿缸内无摩擦滑动的活塞，封闭着两局部理想气体，两活塞间连着一根劲度系数为k=1.05×103N/m 的轻质弹簧，当温度为T0=300K 时两局部气柱的长度均等于弹赞的自由长度l0=0.1m，当气体开温后，B 室的气柱长度变为l=0.2m.求:
〔1〕气体升温后的温度:
〔2〕气体开温后A室的气柱长度，(大气压强为p0=1.0×105Pa, g=10m/s2 ， 弹簧始终在弹性范围内)
16.如图表示一个盛有某种液体的槽，槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中，底边AB上有一个点光源D，其中BD= AB。 P为BC边的中点，假设要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩P点的上半局部，试
〔1〕作出光线从D点传播到液面的光路图
〔2〕求槽内液体的折射率应为多大？
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A．频率越高的光，波长越短，粒子性越显著；频率越低的光，波长越长，波动性越显著；大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性，A不符合题意；
B．根据产生光电效应的条件分析，入射光的频率大于金属的截止频率时，发生光电效应，即无论光强多强，只要入射光的频率小于金属的截止频率，就不能发生光电效应，B符合题意；
C．氢原子吸收光子后，向高能级跃迁，电子的轨道半径变大，根据库仑力提供向心力，那么有
解得动能
那么动能变小，C不符合题意；
D．β衰变的本质是，原子核内中子转化为质子，放出电子，故发生β衰变时，新核的核电荷数增加，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大，有无电子溢出，只与光的频率有关，与光强无关，有电子溢出时，光强越大，溢出的电子就越多。
2.【解析】【解答】A．对于速度-时间图象，速度的斜率表示加速度，但2t0时刻的斜率无法求解，即无法求解2t0时刻的加速度，A不符合题意；
B．对于速度时间图象，图线与坐标轴围成面积表示位移，0～t0时间内的图象是曲线且不知是何种线，故无法求解0～t0时间内的位移，B不符合题意；
C．图中OA与AB是关于A点中心对称的曲线，利用割补法可知图线围成面积等于连接OB，OB图象与坐标轴围成三角形面积，该面积可求，即可求0～2t0时间内的位移，C符合题意；
D．对于速度时间图象，图线与坐标轴围成面积表示位移，t0～2t0时间内的图象是曲线且不知是何种线，故无法求解t0～2t0时间内的位移，那么无法求解t0～2t0时间内的平均速度，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合选项分析即可。
3.【解析】【解答】AB．对车受力分析，受重力、支持力和阻力，重力产生两个作用效果，使物体沿斜面下滑，使物体紧压斜面，设斜面倾角为θ，将重力按照作用效果正交分解，如图
由正交分解得，沿斜面分量为
压力的大小等于重力垂直斜面分量的大小，即
由于引桥越长，坡角θ越小，压力变大；重力平行斜面分量为
由于引桥越长，坡角θ越小，G1越小，通过很长引桥，减小了汽车重力沿桥面方向的分力，A符合题意，B不符合题意；
C．汽车通过主桥最高点时，重力的方向与速度的方向垂直，故重力的瞬时功率为零，C不符合题意；
D．汽车通过主桥最高点时，根据牛顿第二定律可得
那么有
处于失重状态，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】对处在斜面上的物体进行受力分析，在重力、支持力、摩擦力和牵引力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，结合斜面倾角的变化分析力的变化。
4.【解析】【解答】A．三个点电荷在D点的场强大小相等，方向沿角平分线，由几何关系可知三个场强间的夹角为120°，由矢量的合成可知，D点的场强一定为零；因为电势是一个相对性的概念即零电势的选取是任意的，D点电势可能为0，A不符合题意；
B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向下，而电荷c在E、F位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故E、F两点的电场强度大小不同，方向相反；对于电荷c的电场，E、F两点对称，电势相等，而ab两点电荷的合电场中，E的电势高于F的电势，所以E的电势高于F点的电势，B不符合题意。
C．取向下为正，c点处有ab产生的场强，由场强的叠加可知，c点的场强
C点电荷受到a、b点电荷的库仑力F库=－ ，负号表示方向向上，C符合题意。
D．根据沿着电场线方向电势降低，可知F点电势小于c点电势，而负电荷在电势越低的点电势能越大，故将一负点电荷从c沿直线移动到F，其电势能将不断增大，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】平面中的电场是由三个电荷产生的，电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
二、多项选择题
5.【解析】【解答】A、这两个正、负粒子以与OF成θ=30°角射入有界磁场后，由左手定那么可判断，正粒子沿逆时针方向旋转，负粒子沿顺时针方向旋转，如下列图．因粒子电量和质量都相同，所以正、负粒子的轨迹半径和周期都相同；经几何分析可知，负粒子转过的角度为2θ，正粒子转过的角度为2π−2θ，从而可判断两端圆弧所对应的弦相等，可判断两带电粒子回到 EOF竖直线时与O点的距离相等，A符合题意；B、正、负粒子再次回到EOF 竖直线时，速度方向正粒子改变了2π−2θ，负粒子改变了2θ，再加之洛伦兹力只是改变速度的方向，不改变速度的大小，故可知两带电粒子回到EOF竖直线时的速度大小和方向均相同，B符合题意；C、因正、负粒子的偏转角度不同，所以在磁场中的运动时间不同，C不符合题意；D、根据 ，初末速度均相同，那么两粒子所受洛伦兹力的冲量相同，D符合题意．
故答案为：ABD．
【分析】找圆心、画轨迹是解题的根底．带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛伦兹力作用下必作匀速圆周运动，抓住运动中的任两点处的速度，分别作出各速度的垂线，那么二垂线的交点必为圆心；或者用垂径定理及一处速度的垂线也可找出圆心；再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题．
6.【解析】【解答】由题意可知黑洞的逃逸速度为光速，根据逃逸速度公式
得 ，代入数据解得 ，那么黑洞的半径应小于半径的最大值 ，AD符合题意，BC不符合题意。
故答案为：AD。

【分析】光子无法逃脱黑洞的束缚，意味着黑洞的第一宇宙速度大于光速，结合万有引力定律和向心力公式列方程，结合选项分析求解即可。
7.【解析】【解答】A．由图象励磁线圈中通有变化的交变电流时，感应线圈中产生电流也在变化，不是恒定电流，A不符合题意；
B．由图可知，在t3～t4时间内，励磁线圈中的电流反向减小，故磁感应强度减小，那么通过感应线圈磁通量减小，根据楞次定律，可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相同，可知感应线圈中电流的方向与励磁线圈中电流方向相同，B符合题意；
C．由图可知，在t1～t3时间内分两段时间分析，根据楞次定律可知，在t1～t2时间内，励磁线圈中的电流从a流入，根据安培定那么可知，磁场方向向上，由于此时电流的大小不断减小，故磁感应强度减小，那么通过感应线圈磁通量减小，根据楞次定律，可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相同，也向上，那么线圈中的电流从d流向c；在t2～t3时间内，励磁线圈中的电流从b流入，根据安培定那么可知，磁场方向向下，由于此时电流的大小不断增大，故磁感应强度增大，那么通过感应线圈磁通量增大，根据楞次定律，可知感应线圈中磁场方向与励磁线圈中磁场方向相反，向上，那么线圈中的电流从d流向c，综上分析可知c点电势高于d点电势，C符合题意；
D．由图可知，t1时刻，励磁线圈中电流的斜率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为0，D符合题意。
故答案为：BCD。

【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向。
8.【解析】【解答】AB．设AB边刚进入磁场时速度为v0 ， 线框的电阻为R，AB=l，那么CD=5l。线框自由下落过程，由机械能守恒定律得
解得 ，A不符合题意，B符合题意；
C．AB刚进入磁场时加速度为0，所以安培力与重力大小相等，那么有
设DC边刚进入磁场前匀速运动时速度为v1 ， 线框切割磁感应线的有效长度为2l，那么线框匀速运动时有
联立解得 ，
从线框开始下落到CD边进入磁场前瞬间，根据能量守恒定律得
联立解得 ，C符合题意；
D．CD刚进入磁场瞬间，线框切割磁感应线的有效长度为3l，那么安培力为
由闭合电路欧姆定律得
由牛顿第二定律得
联立解得 ，D不符合题意。
故答案为：BC。

【分析】导线框先做自由落体运动，利用动能定理求解导线框的末速度，结合导线框初末状态的速度，对导线框的运动过程应用动能定理，其中导线框克服安培力做的功即为电路产生的热量。
9.【解析】【解答】A．第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A符合题意；
B．由热力学第三定律知，绝对零度无法到达，B不符合题意；
C．据热力学第一定律△U=Q+W可知，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，C符合题意；
D．热力学第二定律指出不能从单一热源吸热全部用来对外做功而不产生其它影响，D符合题意；
E．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，同时要消耗一定的电能，所以不违背了热力学第二定律，E不符合题意。
故答案为：ACD。

【分析】第一类永动机违反了能量第一定律，第二类永动机违反了能量第二定律，不能从单一热源吸热使之完全转化为有用功而不引起其它变化。
10.【解析】【解答】A、图示时刻质点b的位移为0，但其振幅为4cm；A不符合题意.
B、所有参与传播的质点振动的周期与波源相同，波源振动的周期为1s，故质点b的周期也为1s；B符合题意.
C、简谐横波沿x轴正向传播时，质点b只在自己平衡位置附近上下振动，并不向前移动；C不符合题意.
D、简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻，质点a向下运动，回到平衡位置的时间小于 ，而质点c向上运动，回到平衡位置的时间等于 ，故质点a比质点c先回到平衡位置；D符合题意.
E、根据简谐运动的特征：F=-kx可知，在t=0时刻，质点a、c所受的回复力大小之比为1:2;E符合题意.
故答案为：BDE.
【分析】利用图像可以判别质点的振幅大小；利用波源的振动周期可以知道其他质点的振动周期；质点不会随波移动；利用振动方向可以判别质点谁先回到平衡位置；利用胡克定律可以判别回复力的比值。
三、实验题
11.【解析】【解答】〔1〕游标卡尺的精确度为0.05mm，主刻度读数为1mm，游标读数为14×0.05mm=0.70mm，那么d=1mm +0.70mm=1.70mm〔2〕经过光电门A的速度为
经过光电门B的速度为
由匀变速直线运动规律有
解得 ；〔3〕为保证滑块在气垫导轨上运动时所受外力恒定，在实验前还应调节定滑轮高度，使细线与气垫导轨平行。

【分析】〔1〕明确游标卡尺的读数规那么进行读数即可；
〔2〕当运动位移很短时，物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度，利用宽度除以挡光的时间即可；结合物体的速度变化量以及对应的时间，利用加速度的定义式求解物体的加速度；
〔3〕导轨水平，排除重力对实验的影响。
12.【解析】【解答】〔1〕多用电表应先进行机械调零，再进行欧姆调零，用完后再把电表档位调整到交流电压最高档或OFF档；E项是机械调零，DB是欧姆调零，C是测电阻，最后关闭是A，故答案为EDBCA．〔2〕由图可知，档位为 ，读数为 ．〔3〕AB、 由于待测电阻较小，电流表电阻引起的误差较大，所以采用外接法，A不符合题意，B符合题意；
C. 电压表量程为3V，电源电动势为3V，C图接法致使电压表偏转不明显，C不符合题意；
D. 图中电路图电压表测量的是电源的电压，不会随着滑动变阻器变化而变化，D不符合题意；
故答案为：B．
用电源电动势除以总电阻，最大电流约为 ，所以选择 的量程．

【分析】〔1〕多用电表规定的是电流“红进黑出〞；多用电表使用前应先进行机械调零，每次更换倍率都要进行欧姆调零，两根笔短接，电阻应该为零，不为零时进行欧姆调零；
〔2〕利用欧姆表测量电阻，读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
〔3〕为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表内阻比较大，对电压影响比较大，故采用电流表外接法。
四、解答题
13.【解析】【分析】解决此题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合进入圆弧轨道的速度方向，通过平行四边形定那么求出初速度是解决此题的关键．
14.【解析】【分析】〔1〕小球做匀速圆周运动，重力等与电场力，列方程求解电场强度；
〔2〕带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，根据磁场方向、利用几何关系求解轨道半径，再结合向心力公式求解磁感应强度；
〔3〕粒子在水平方向沿匀速直线运动，在竖直方向上受电场力的方向而做加速运动，根据水平位移和竖直的大小，利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可。
15.【解析】【分析】〔1〕结合气体初末状态的温度、压强和体积，利用理想气体物态方程求解末状态气体的温度。
〔2〕气体做等压变化，结合气体初状态和末状态的体积和温度，利用盖—吕萨克定律列方程求解末状态的温度即可。
16.【解析】【分析】〔1〕结合光线的入射角和介质的折射率，利用折射定律求解折射角，大致画出光的传播路径，
〔2〕通过几何关系求出光的入射角和折射角，利用折射定律求解介质的折射率。