2021届安徽省合肥市高三下学期理综物理第二次教学质量检测试卷含答案

这是一份2021届安徽省合肥市高三下学期理综物理第二次教学质量检测试卷含答案，共14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.在海军建军70周年阅兵式上，首先接受检阅的是“长征10号〞战略导弹核潜艇，它是我国自主建造的排水量最大的潜艇，其动力源是核反响堆。关于核反响，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 核反响 为α衰变 B. 核反响 为β衰变
C. 核反响 为裂变反响 D. 核反响过程遵循核电荷数守恒和质量守恒
2.2021年我国航天取得了一系列重大成就：载人航天、探月探火、北斗导航·，2021年将安排超过40次宇航发射任务，其中发射空间站核心舱是重头戏，这标志着我国新一代空，间站建设工作的开启。假定某北斗卫星和建成后的天宫空间站在距地表高度分别为h1和h2的圆轨道上运行时，周期分别为T1和T2视地球为质量分布均匀的球体，忽略地球自转的影响，万有引力常量为G。利用上述数据可计算出〔 〕
A. 地球外表的重力加速度 B. 北斗卫星的动量大小
C. 天宫空间站受地球引力的大小 D. 北斗卫星与天宫空间站的质量比
3.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面底端以某一初速度沿斜面上滑，其动能和重力势能随上滑距离，的变化关系如图中直线I、II所示，重力加速度g=10m/s2那么以下说法正确的选项是〔 〕
2
C. 当物块上滑到s=2.5m时，其动能和重力势能相等
D. 在物块上滑s=4.0m过程中，其机械能损失了12J
4.空间有一沿x轴分布的电场，x轴上有P、Q两点，其位置坐标分别为x0、2x0一质量为m、电荷量为q〔q>0〕的粒子从坐标原点O以初速度v0沿x轴正方向做直线运动，其速度v随位置x的变化规律如下列图，粒子仅受电场力作用，设O点电势为零。那么以下说法正确的选项是〔 〕

A. 该电场为匀强电场
B. 粒子在P点的电势能为
C. Q点的电势为
D. 粒子在OP间的平均加速度比PQ间的大
5.如下列图，空间某区域存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向上，将相距很近的两带电小球a、b同时向左、右水平抛出，二者均做匀速圆周运动，经过一段时间，两球碰撞，碰后瞬间速度均为零。两球的电荷量分别为q1 ， q2 ， 质量分别为m1、m2 ， 不考虑两球之间的相互作用力。那么以下说法正确的选项是〔 〕

A. 两球均带负电
B. q1：q2=m2：m1
C. 两球做圆周运动的周期一定相等
D. 两球做圆周运动的半径一定相等
二、多项选择题
6.在图甲所示的电路中，电源电压的最大值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2和R3均为定值电阻，R2=R3=20 Ω，各电表均为理想电表。图乙中正弦曲线为R1两端的电压u1随时间t变化关系的图像。那么以下说法正确的选项是〔 〕

A. 交流电的频率为50 Hz B. 电压表的示数为：20 V
C. 电流表的示数为1.0A D. R1的阻值为200 Ω
7.如下列图，餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为μ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 小物块刚滑落时，圆盘的角速度为 B. 餐桌的半径为
C. 该过程中支持力的冲量为零 D. 该过程中因摩擦产生的内能为
8.如下列图，足够长的L型木板A静置于水平地面上，其上外表光滑，下外表与水平面间的动摩擦因数为μ。轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上外表的滑块B相连，A、B质量均为m，现对滑块B施加一个水平向右的恒力F，F的大小为2μmg。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块运动过程中弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为g。那么在开始施加F至弹簧第一次伸长到最长的过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A. B的速度一直增大 B. A和B组成的系统动量不守恒
C. 刚施加F瞬间，B的加速度大小为μg D. A和B的速度相同时，二者加速度大小相等
9.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 气体向外放热，其内能一定减小
B. 露珠呈球状是由于液体外表张力的作用
C. 饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大
D. 气体对容器的压强是大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的
E. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
10.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距6m，a、b的振动图像分别如图甲、乙所示。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 该波的周期为12s B. 该波的波长可能为24m
C. 该波的传播速度可能为2m/s D. 质点a在0~4s内通过的路程为6cm
E. 质点b在波谷位置时，质点a在平衡位置沿y轴负方向运动
三、实验题
11.以下列图为某实验小组利用气垫导轨“验证机械能守恒定律〞的装置。实验的主要步骤有：
A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；
B．测出挡光条的宽度d；
C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m；
D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l；
E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t；
F.重复步骤D、E，测出多组l和t。
重力加速度为g，请答复以下问题：
〔1〕本实验中________〔选填“需要〞或“不需要〞〕满足m远小于M；
〔2〕滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了________；
〔3〕假设系统机械能守恒，应该满足 ________〔用以上物理量表示〕；
〔4〕假设利用图像法处理实验数据，以下选项中能符合实验要求的是________。
12.某探究小组为了改装和校准电压表，设计的电路图如图甲，表头G的满偏电流为10 mA、内阻值标记为30Ω。
〔1〕根据上述表头参数，将其改装成量程为1V和3V的双量程电压表。那么定值电阻R1=________Ω，R2=________Ω；
〔2〕用量程为1V的标准电压表对改装表1V档进行校准，选择开关应接________〔选填“b〞或“c〞〕，在闭合S前，滑片P应靠近滑动变阻器的________端〔选填“M〞或“N〞〕；
〔3〕当标准电压表的示数为0.76V时，表头G的指针位置如图乙所示，由此可以推测出改装后的电压表量程不是预期值1V，而是___________〔填正确答案标号〕；
V
V
V
V
〔4〕假设量程不为预期值的原因是表头内阻的实际值与标记值不符，为了到达改装的目的，只需给R1________〔选填“申联〞或“并联〞〕一个阻值为________Ω的电阻即可。
四、解答题
13.如下列图，一带电粒子从平行板电容器上极板附近P点由静止释放，粒子经电场加速后，从Q点垂直AB边进入截面为正三角形的容器ABC中，容器中分布着垂直纸面向外的匀强磁场。粒子进入磁场后垂直击中器壁并发生弹性碰撞，最终又恰好回到P点，此后粒子重复上述运动。粒子的质量为m、电荷量为q，电容器两极板间距离为d，电压为U，Q为AB中点，容器的边长为L，不计平行板电容器下极板与AB间的间隙、空气阻力及粒子的重力，粒子的电荷量不变。
〔1〕求粒子离开平行板电容器时的速度大小；
〔2〕假设粒子在一个循环过程中与器壁发生两次碰撞，求粒子的运动周期；
〔3〕假设粒子在一个循环过程中与器壁发生八次碰撞，求磁感应强度大小。
14.如图a所示，一足够长的木板静置于水平地面上，木板最右端放置一小物块。在t=0时刻对木板施加一水平向右的恒力F，1s后撤去F，此后木板运动的v-t图像如图b所示。物块与木板的质量均为1kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.求：
〔1〕F的大小；
〔2〕撤去F直至木板停下的过程中，物块所受摩擦力的冲量大小；
〔3〕整个过程中木板与物块间因摩擦产生的内能。
15.一个足球的容积V=2.5L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为V0=125mL，压强与大气压相同、温度与环境温度相同的气体打进足球内。如果在打气前足球就已经是球形且其内部气体的压强与大气压相同。外界环境温度 ，外界大气压P0=1.0×105Pa。
〔1〕不考虑足球内气体的温度变化及足球容积变化，求打气4次后，足球内气体的压强；
〔2〕假设某次打气结束后，足球的容积比原来增大了1%，足球内气体的压强变为2×105Pa，温度升高至 ，求打气的次数。
16.如图甲所示，S是水下深度为d处的一个点光源，它发出两种单色光a和b，水面上形成了一个被照亮的圆形区域，其中间为复色光形成的区域，周边的环状区域为单色光形成的，如图乙所示，A点为环状区域内某点〔乙图中未标出〕。水对a和b的折射率分别为n1和n2〔n1>n2〕。
〔1〕完善图甲中的光路图并分析判断环状区域是由哪种单色光形成的；
〔2〕求环状区域的面积。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A．核反响 释放的是高速电子流，为β衰变，A不符合题意；
B．核反响 是轻核聚变，B不符合题意；
C．核反响 是可控核反响，为重核裂变，C符合题意；
D．核反响遵循核电荷数守恒。但因为核反响一般都会释放大量的热，存在质量亏损，所以质量不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】释放α粒子为α衰变；释放β粒子为β衰变，核反响过程前后质量数守恒，电荷数守恒，但质量会亏损。
2.【解析】【解答】A． 北斗卫星：由
天宫空间站：由
解得
不计地球自转影响时，地球对地面上的物体的万有引力等于重力，即为
可得
可求出地球外表的重力加速度，A符合题意；
B．北斗卫星的质量未知，故不能求得动量的大小，B不符合题意；
C．天宫空间站的质量未知，故不能求得天宫空间站受地球引力的大小，C不符合题意；
D．A选项的分析中可以看出，只能求得中心天体的质量，无法求得绕行天体的质量，故无法求得北斗卫星与天宫空间站的质量比，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】忽略地球自转，万有引力等于重力可计算地球外表的重力加速度；卫星质量未知，动量大小和引力大小无法比较，也无法求得卫星的质量关系。
3.【解析】【解答】斜面的高h=3.0m、长L=5.0m
A．物块在末位置的重力势能为
那么物块的质量
上滑过程中，根据动能定理可得
根据图线可知
解得加速度大小为
A不符合题意；
B．令斜面的倾角为θ，那么
所以
上滑过程中根据牛顿第二定律可得
解得 B符合题意；
C．根据图像可知，当物块上滑到s=2.5m时，其动能大于重力势能，C不符合题意；
D．在物块上滑s=4.0m过程中，机械能的损失为
D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】由图像可知I为动能的变化图像；II为重力势能的变化图像，根据动能定理及功能关系列方程求解。
4.【解析】【解答】AD．由图中数据可得粒子在OP间和PQ间运动位移均为x0；但在OP间运动平均速度大于PQ间平均速度，即
而两个阶段速度变化量均为 ，因此在OP段平均加速度更大，因为前后两段平均加速度不一样大，即电场力不一样大，该电场不是匀强电场，A不符合题意D符合题意；
B．由动能定理可得：O到P电场力做的功
解得
又因为O点电势为零，电场力做的功等于电势能减少量
B不符合题意；
C．由动能定理可得：O到Q电场力做的功
解得
又因为O点电势为零，电场力做的功等于电势能减少量；即
电势
C不符合题意。
故答案为：D。

【分析】由运动图像分析，粒子做加速度逐渐减小的加速运动，OP的平均速度大于PQ段平均速度，即粒子所受电场力逐渐减小，电场为非匀强电场，由动能定理和功能关系可计算P点的电势能和Q点的电势。
5.【解析】【解答】A．设电场强度为E，磁感应强度为B，由于二者均做匀速圆周运动，故重力与电场力平衡，所以两球均带正电，A不符合题意；
B．由重力与电场力平衡，得
故
B不符合题意；
C．小球a、b做圆周运动的周期分别为
因为
所以 C符合题意；
D．小球a、b做圆周运动
半径分别为
因为
所以
由于二者圆周运动的周期相等，无论二者速度大小如何，二者运动一周都会在出发点碰撞，由于v1和v2关系不确定，故两球做圆周运动的半径关系无法确定，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】带电小球在复合场内做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，由平衡条件和向心力的表达式列方程求解。
二、多项选择题
6.【解析】【解答】A．分析图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，那么频率为
A符合题意；
B．电阻R1两端电压的有效值
故电压表的示数为20V，B不符合题意；
C．电源电压的有效值为
故变压器原线圈两端的电压为
根据
解得
故流过电流表的示数为
C符合题意；
D．根据串并联电路特点可知流过副线圈中的电流
根据
解得
故
D不符合题意。
故答案为：AC。

【分析】根据交变电流图像中反响出的关系以及变压器原副线圈之间电压、电流和功率与线圈匝数之间的关系列方程求解。
7.【解析】【解答】A．小物块刚滑落时，根据摩擦力提供向心力可得
解得
A不符合题意；
B．小物块刚滑落时的速度大小为
小物块在餐桌上滑行的距离为x，根据动能定理可得
解得
小物块在桌面上运动的距离x俯视图如下列图

根据图中几何关系可得
解得
B符合题意；
C．该过程中支持力的冲量
支持力和运动时间均不为零，那么支持力的冲量不为零，C不符合题意；
D．该过程中因摩擦产生的内能为
D符合题意。
故答案为：BD。

【分析】由圆周运动相关知识和动量定理以及功能关系列方程求解。
8.【解析】【解答】由题意可知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与地面间的最大静摩擦力
对B施加力
后B向右做加速运动，弹簧开始伸长，设弹簧的伸长量为x，劲度系数为k， B在水平方向受向右的拉力F与向左的弹簧的弹力
作用，开始 合力向右，B向右做加速运动，随B的位移增加，弹簧的伸长量x变大，弹簧的弹力 变大，B所受合力减小，加速度减小，B向右做加速度减小的加速运动；当弹簧弹力
时合力为零，B继续向右运动，弹簧的弹力继续增大，弹簧的弹力大于拉力F，B所受合力向左，加速度向左， B开始向右做减速运动；A在水平方向受到弹簧向右的弹力 与地面对A向左的静摩擦力 作用，在弹簧弹力
过程中A所受合力为零，A静止不动，该过程，A、B所受合外力
系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A开始运动后，A、B系统所受合外力为零，系统动量守恒；当弹簧弹力
时A开始向右运动；A刚开始向右运动时A的速度小于B的速度，在相等时间内A的位移小于B的位移，A、B间的距离增大，弹簧的弹力增大，B所受合力增大，A所受合力增大，B做加速度增大的减速运动，A做加速度增大的加速运动，经过一段时间，A、B的速度相等，此后A继续做加速运动，B继续做减速运动，A的速度大于B的速度，A、B间的距离减小，弹簧的伸长量减小，因此当A、B速度相等时弹簧的伸长量第一次伸长到最长；
A．由以上分析可知，B开始做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力与拉力F相等后开始做加速度增大的减速运动，在弹簧第一次伸长到最长的过程中，B的速度向增大后减小，A不符合题意；
B．由以上分析可知，在A开始运动前，A、B系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A开始运动后，A、B系统所受合外力为零，系统动量守恒，因此从开始施加F至弹簧第一次伸长到最长的整个过程中，A、B组成的系统动量不守恒，B符合题意；
C．刚开始施加F瞬间，弹簧弹力为零，由牛顿第二定律可知，B的加速度大小
C不符合题意；
D．由以上分析可知，当A、B速度相等时，A、B所受弹簧的弹力 大小相等，A所受合力大小
B所受合力大小
A、B所受合力大小相等，A、B的质量相等，由牛顿第二定律可知，A、B的加速度大小相等，D符合题意。
故答案为：BD。

【分析】施加拉力后B向右做加速运动，弹簧开始伸长，弹簧弹力变大，当弹簧弹力大于拉力F后，B开始做减速运动；A和B整体在水平方向上受外力F，故动量不守恒；事假拉力F的瞬间，弹簧长度不变，由牛顿第二定律可计算B的加速度。
9.【解析】【解答】A．做功和热传递都可以改变内能，物体放热的同时假设外界对气体做功，且外界对气体做功比气体向外放出的热量多，根据热力学第一定律可知，物体内能可能增加，A不符合题意；
B．露珠呈球状是由于液体外表张力的作用，液体外表的张力具有使液体外表收缩到最小的趋势，B符合题意；
C．温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，C符合题意；
D．根据气体压强的定义可知，气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的，D符合题意；
E．当分子间作用力表现为斥力时，距离减小时分子力做负功，故分子势能随它们间距离减小而增大，E不符合题意。
故答案为：BCD。

【分析】做功和热传递都可以改变内能，但看吸热放热无法判断内能变化；露珠成球状是由于外表张力使外表积收缩至最小；饱和蒸汽压随温度的升高而增大；气体压强是由于气体分子撞击容器壁产生的；当分子间作用力表现为斥力时，距离减小时分子力做负功，故分子势能随它们间距离减小而增大。
10.【解析】【解答】A．根据质点振动图像可确定周期为12s，A符合题意；
B．由ab的振动图像可确定ab间相差 ，所以
n=0时为最大波长，λ=8m，不可能为24m，B不符合题意；
C．根据
可知
当n=0时，波速最大为 ，不可能为2m/s，C不符合题意；
D．根据三角函数关系可知，0-4s为 ，其通过的路程为一个振幅4cm，加上振幅的一半，等于6cm，D符合题意；
E．由两振动图像可知，质点b在波谷位置时，a点在平衡位置沿y轴负方向运动，E符合题意。
故答案为：ADE。

【分析】根据波动图像和波长、波速和周期之间的关系列方程求解。
三、实验题
11.【解析】【解答】〔1〕由砝码和滑块系统来说，验证机械能守恒律，系统减少重力势能和增加的动能均可以测量，不必测拉力，故不需要满足m远小于M。

〔2〕 只有砝码下降了，所以系统减少的重力势能
〔3〕滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．那么滑块通过光电门时速度大小为
钩码的重力势能减少了mgl，系统动能增加了 ，那么系统机械能守恒成立的表达式是
〔4〕根据
整理得
由上述分析知 是一条过原点的直线。
故答案为：D。
【分析】〔1〕本实验不需要测量绳子拉力，所以不需要m远小于M。
〔2〕只有砝码下降了，所以系统减少的重力势能 。
〔3〕假设机械能守恒，那么砝码减少的重力势能等于砝码和滑块增加的动能。
〔4〕根据表达式画出函数图像进行分析。


12.【解析】【解答】〔1〕接b点时，量程为 ，所以

接c时，分压电阻
所以
〔2〕由上述分析知，接b的量程是1V，接c的量程是2V。用量程为1V的标准电压表对改装表1V档进行校准，选择开关应接b。
为保护电路平安，滑动变阻器分压为零，所以滑片应在M端。
〔3〕现要校对1V的量程的刻度，由图乙可以看出表头示数为
那么此时两端电压
那么可以求得实际量程
故答案为：B。
〔4〕由题意知，用改装的电压表测电压时，测量值总是大于实际值，这是表头电阻的实际值小于30Ω造成。实际的电流表的内阻
那么在R1上串联一个电阻，使表头与这两个电阻的总电阻为100Ω。
由题意知，用改装的电压表测电压时，测量值总是大于实际值，这是表头电阻的实际值小于30Ω造成。实际的电流表的内阻
那么在R1上串联一个5.0Ω电阻后，使表头与这两个电阻的总电阻为100Ω，所以就与R1串联一个5Ω的电阻。
【分析】〔1〕由闭合电路欧姆定律和电表的改装知识列方程求解。
〔2〕接b的量程是1V，接c的量程是2V。用量程为1V的标准电压表对改装表1V档进行校准，选择开关应接b。
〔3〕根据闭合电路欧姆定律列方程求解。
〔4〕用改装的电压表测电压时，测量值总是大于实际值，这是表头电阻的实际值小于30Ω造成，根据电表的改装知识分析求解。

四、解答题
13.【解析】【分析】〔1〕根据动能定理，电场力做功等于粒子的动能变化量。
〔2〕由洛伦兹力提供向心力，再根据几何关系列方程求解。
〔3〕假设发生八次碰撞，那么由几何关系画出运动轨迹，再根据牛顿第二定律列方程求解。
14.【解析】【分析】〔1〕先假设物体和木板之间无相对滑动，通过分析判断是否符合题意，再根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
〔2〕由受力分析和牛顿第二定律求解木板停下所需要的时间，再根据动量定理分析求解。
〔3〕根据摩擦力产生的内能等于摩擦力与相对位移的乘积进行分析求解。
15.【解析】【分析】〔1〕充气问题将容器中原有气体与打入气体看做一个整体，应用玻意耳定律分析求解。
〔2〕将原有气体和打入气体看做一个整体，根据理想气体状态方程分析求解。
16.【解析】【分析】〔1〕根据光的折射定律画出光路图，在由折射率与临界角的关系求解。
〔2〕由光路图结合全反射定律和几何关系列方程求解。