2021“超级全能生”高三全国卷地区4月联考试题（乙卷）物理含解析

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“超级全能生”2021高考全国卷地区4月联考乙卷

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.某恒星内，三个α粒子结合成一个C核从而释放出核能。已知α粒子的质量mα=4.0026u、C的质量mC=12.0000u、质子的质量mp=1.0073u、中子的质量mn=1.0087u，1u=931 MeV/c2，c为光速，则C的比结合能约为

A.7.26 MeV     B.7.45 MeV     C.87.12 MeV     D.89.38 MeV

15.一跨过光滑定滑轮的轻绳两端分别连接物体a和物体b，物体a放在粗糙水平面上，物体b悬于空中，如图所示。现对物体b施加一水平向左的力F，使其缓慢向左移动一小段距离，物体a始终保持静止。则在此过程中

A.力F的大小始终不变              B.物体b所受的合力逐渐增大

C.物体a所受的支持力逐渐增大       D.物体a所受的摩擦力逐渐增大

16.如图所示，由两段圆弧和两段直轨道平滑连接，组成的封闭轨道固定在水平面上，整个封闭轨道关于O1O2连线所在直线对称，在两小球间压缩一轻弹簧(弹簧与小球不拴连)，用细线固定并靠着直轨道静置，不计一切摩擦。已知r2=2r1，m1=2m2=m，现将细线烧断，两小球进入圆弧轨道前弹簧已恢复原长，小球m1进入圆弧轨道时的速度为v，下列说法中正确的是

A.两球进入圆弧轨道时的动能之比Ek1：Ek2=2：1

B.两球进入圆弧轨道时对轨道的压力之比F1：F2=1：2

C.烧断细绳前，弹簧储存的弹性势能为Ep=mv2

D.两球经过圆弧轨道的时间相同

17.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为k，原线圈与定值电阻R0串联后接入输出电压大小恒定的交流电源，副线圈电路中接有理想电流表和滑动变阻器R(最大阻值等于R0)，开始时滑片P位于滑动变阻器电阻丝的中央位置，如图所示。将滑片P向下滑至电阻丝长度四分之一处的a点时，电流表的示数记为I1，将滑片P向上滑至电阻丝长度四分之三处的b点时，电流表的示数记为I2。已知I2=2I1，则

A.k=2     B.k=4     C.k=6     D.k=8

18.质量为m=0.4kg的带电小球静置于绝缘水平面上的A点，小球与水平面间的动摩擦因数µ=0.25，小球所带电荷量为q=+5.0×10－3C，在距A左端L处放置一特殊挡板(小球与挡板每次相碰后，其电荷量、动能均减半，电性不变)，挡板右侧存在水平向左且垂直于挡板的匀强电场，电场强度为E=1.0×103N/C，如图所示。现将小球由静止释放，g取10m/s2，下列说法正确的是

A.整个运动过程中，小球在第一次反弹后运动过程中的加速度最大

B.小球与挡板碰后离挡板的最远距离为L

C.小球最多与挡板碰撞2次

D.小球在水平面，上运动的总路程为5L

19.有一种被称为“魔力陀螺”的玩具深受小朋友们的喜爱。在强磁性引力作用下，陀螺可紧贴圆形钢圈外侧快速旋转而不脱落，好像钢圈对它施加了魔法一样，如图所示。已知陀螺受圆形钢圈的强磁性引力始终指向圆心且大小恒定。将陀螺的旋转运动视为在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动。陀螺的质量为m，重力加速度为g，圆轨道半径为R。不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是

A.陀螺可能做匀速圆周运动

B.陀螺经过最高点时的速度可能为零

C.若强磁性引力F=11mg，为保证陀螺做完整的圆周运动，陀螺经过最低点时的速率不超过3

D.陀螺沿圆轨道做完整的圆周运动时，对圆轨道最高点、最低点的压力之差恒为6mg

20.如图所示，地球近地卫星A和同步卫星B均在赤道平面内的轨道上，且保持卫星A、B轨道半径不变，则有

A.卫星A受到的万有引力比卫星B的大

B.若要使卫星A与卫星B对接，需要将卫星A加速

C.若地球仅质量变小，同步卫星B所在轨道将不再是同步轨道

D.若地球仅密度变小，卫星A的加速度将变小

21.倾角为θ=37°的斜面底端固定一轻质弹簧，且弹簧与力传感器连接，如图甲所示。O点为弹簧原长位置，O点以上的斜面粗糙、以下的斜面光滑。现从斜面上的A点由静止释放一小滑块，小滑块下滑并压缩弹簧至最短后，又反弹运动到斜面上的A'点(图中未画出)。力传感器记录下了此过程中弹簧弹力F与形变量x的关系，如图乙所示，弹簧被压缩过程中始终在弹性限度内。已知AO=1m，小滑块与斜面粗糙部分的动摩擦因数µ=0.5，g取10m/s2。则下列说法正确的是

A.小滑块从A点至最低点过程，先做匀加速运动后做匀减速运动

B.A'点与O点的距离为0.2m

C.小滑块的质量为1kg

D.小滑块运动的最大速度为2m/s

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.(5分)某同学利用打点计时器装置研究小车在桌面上的直线运动。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车，在小车运动过程中，获得了如图所示的一条纸带，O、A、B、C、D、E和F为纸带上的7个计数点，每两个相邻计数点之间还有4个计时点未画出。用刻度尺测得OA=1.38cm、OB=3.38cm、OC=5.99cm、OD=9.21cm、OE=13.04cm、OF=17.48cm。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。

(1)分析纸带点迹特点可知，纸带的           (填“左端”或“右端”)与小车相连接；

(2)打出D点时，小车的速度大小为           m/s；根据题中数据可求得小车的加速度大小为           m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)

23.(10分)某同学利用一节干电池(电动势E=1.5V，内阻r=1Ω)、表头(满偏电流Ig=1mA，内阻rg=1450Ω)、两个定值电阻、一个滑动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、一对红黑表笔制作一只双量程的简易欧姆表，设计的电路图如图甲、乙所示。

(1)红表笔是           (填“A”或“B”)；

(2)如图甲所示，先将表笔A、B短接，调节电阻R使表头满偏，则电阻R=           ；

(3)保持R不变，按如图乙所示，将定值电阻R1、R2和单刀双掷开关接入电路，将表笔A、B短接，开关分别接1、2使表头指针半偏时，对应的中值电阻为150Ω和300Ω，则开关接1时的倍率           (填“大于”“等于”或“小于”)接2时的倍率，定值电阻的阻值R1=           、R2=           。(以上两空结果保留两位小数)

24.(14分)质量为M=2.0kg的长木板置于光滑水平面上，质量为m=1.0kg的小滑块置于长木板的右端，如图所示。现对小滑块施加一大小为10N、方向与水平方向成37°角的恒力F，作用1.5s后撤去该力，此后运动过程中，小滑块恰好不滑出长木板的左端。已知小滑块与长木板之间的动摩擦因数µ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：

(1)未撤去恒力F时，小滑块、长木板的加速度大小；

(2)长木板的长度。

25.(18分)如图所示，相距为d=0.5R的MN、PQ边界间存在垂直纸面向外的匀强磁场，且边界足够长，PQ下方存在与其相切的、半径为R的圆形匀强磁场区域，方向垂直纸面向里，有一长度为2R、与PQ垂直的粒子发射板S能均匀地沿PQ方向发射速率均为V，质量均为m，电荷量均为q的带电粒子，且所有粒子均能从边界相切点O进入PQ上方磁场区域，不计粒子间的相互作用及粒子的重力，两磁场区域内的磁感应强度大小相等。求：

(1)带电粒子的电性及磁感应强度B的大小；

(2)正对圆形区域圆心的粒子在磁场中运动的总时间t；

(3)在MN边界上多宽范围内有粒子逸出，以及从MN边界上射出的粒子所占总发射数的比例。

(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)关于热力学定律，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.做功和热传递都能改变系统的内能

B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C.一定质量的某种理想气体，从外界吸收热量，其温度一定升高

D.一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，内能一定增大

E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

(2)(10分)一粗细均匀的U形玻璃管在竖直平面内放置，U形管右端封闭，左端开口且足够长，管内装有水银，如图所示。初始时，两边水银面的高度差为h=9.5cm，右管内气柱的长度为L0=10cm，气体可视为理想气体。假设环境温度保持不变，大气压强恒为p0=76cmHg。

(i)若向U形管左端加入水银，当右管内气柱长度为5cm时，求所加入水银的长度；

(ii)若让U形管在竖直平面内自由下落，已知右管水银柱始终在水平管以上，求两边水银面稳定时的高度差。

34.[物理－选修3－4](15分)

(1)(5分)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0.5s时，该波的波形图如图甲所示，图乙表示介质中的某质点的振动图像。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.该简谐波的波速为4m/s

B.再经过1s，质点P将向右移动4m

C.甲图中在坐标原点的质点的振动图像如图乙所示

D.0～0.5s内，质点P运动的路程为0.4m

E.图乙为质点P的振动图像

(2)(10分)如图所示，ABCDE为一折射率为n的透明介质的截面，其中ABC为半圆弧面，半径为R，AEDC为矩形面，AC为半圆的直径，一束单色光从AE面上的P点入射且入射光线与竖直方向的夹角为θ。

(i)要使光入射后能射到CD面上，AP的最小值为多少？

(ii)保持入射点P位置与(i)相同，要使光能垂直ABC弧面射出，折射率n需变为多少？