2021西安长安区高三下学期5月第二次模拟考试理科综合物理试题含答案

长安区2021年高三年级第二次模拟试题

理科综合 物理

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分，总分300分。考试时间150分钟。

注意事项:

1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。

2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号;非选择题答案用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答，超出答题区域书写的答案无效

4.保持答题卡清洁，不折叠、不破损。

5.若做选考题时，考生按照题目要求作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑。

可能用到的相对原子质量：H 1  C 12  N 14  O 16  S 32  K 39  Fe 56  Cd 112

第Ⅰ卷 选择题（共126分）

二、选择题（本题共8小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题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。）

14．铀核(U)是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为U＋n→X＋Sr＋2n并释放核能，下列说法正确的是(　　)

A．因为裂变时释放能量，根据,所以裂变后的总质量数减少

B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变

C．X原子核中的核子数为140个，中子数为84个

D．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核(U)的结合能

15．2020年9号台风“利奇马”登陆浙江，对浙江多地造成了不同程度的破坏．台风登陆某地时风速为v，该地公园内有一棵大树，台风过境时这棵大树与台风正对接触面积为S，假设台风与这棵大树接触后风速变为0，已知空气密度为，则台风对这棵大树的作用力大小为（ ）

A.  B．   C．  D．

16．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的表面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是(　　)

A．霍尔元件的上下表面的距离越大，UCD越大

B．若霍尔元件的载流子是正电荷，则电势差UCD<0

C．仅增大电流I时，电势差UCD不变

D．如果仅将霍尔元件改为电解质溶液，其他条件不变，UCD=0

17.在光滑的水平面上，一滑块的质量m＝2 kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F＝4 N(方向未知)作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P、Q两点时速度大小均为v＝5 m/s.滑块在P点的速度方向与PQ连线的夹角α＝37°，sin 37°＝0.6，则下列说法正确的是( 　　)

A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°角      B．滑块从P到Q的时间为6s

C．滑块从P到Q的过程中速度最小值为5 m/s   D．P、Q两点的距离为12 m

18．如图示，倾斜直杆OM可以在竖直面内绕O点转动，轻绳AB的A端与套在直杆上的光滑轻环连接，绳子中间某点C拴一重物，用手拉住绳的另一端B.初始时BC水平，现将OM杆缓慢旋转到竖直，并保持∠ACB大小和轻环在杆上的位置不变，在OM转动过程中(　)

A. 绳AC的张力先减小后增大

B．绳AC的张力逐渐减小

C．绳BC的张力先增大后减小

D．绳BC的张力大小变化不能确定

19．我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础．如图所示，假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界，虚线球面外侧没有空气，返回舱从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回舱．d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G．则返回舱（    ）

A．在d点加速度大于B．在d点速度小于

C．过a点的速度大于过c点的速度 D．过虚线球面上的c、e两点时的速度大小相等

20．一质量为m的小物块静置于粗糙水平地面上，在水平外力作用下由静止开始运动，小物块的加速度a随其运动距离x的变化规律如图所示．已知小物块与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在小物块运动0～2L的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．小物块在0～L内做匀变速直线运动，L～2L内做匀速运动

B．小物块运动至2L处的速度为

C．整个过程中水平外力做功为2mL

D．小物块从L处运动至2L处所用的时间为t＝

21．在真空中水平放置的平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器两极板间的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示．当给电容器突然充电使两极板间的电压增加ΔU1，油滴开始向上以加速度a运动；经时间Δt1后，电容器又突然放电使其电压减少ΔU2，加速度大小变为3a，且加速度方向向下，又经过时间Δt2，油滴恰好回到原来位置．假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计，运动过程中油滴未与极板相碰．重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　 )

A．ΔU1∶ΔU2＝1∶8

B．Δt1=Δt2

C．Δt1时间内和Δt2时间内，油滴动能变化量之比为1∶4

D．Δt1时间内和Δt2时间内, 油滴动量变化量大小之比为1∶3

第Ⅱ卷（非选择题 共174分）

三、非选择题(包括必考题和选考题两部分.第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答.第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答.)

(一)必考题（共129分）

22.（6分）为了测量木块与木板间动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图所示

实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移s随时间t变化规律，如图所示。

(1) 根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度v=_______m/s，木块加速度a= ________m/s2；（结果均保留两位有效数字）

(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________；（已知当地的重力加速度g）

23.（9分）要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：

电池组（电动势4.5V，内阻约1Ω）； 电流表（量程为0-250 mA，内阻约5Ω）；

电压表(量程为0-3V，内阻约3kΩ)；  电键一个，导线若干。

(l)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填字母代号）。

A．滑动变阻器(最大阻值20Ω ，额定电流1 A)

B．滑动变阻器(最大阻值1750Ω，额定电流0.3 A)

(2)请在方框中画出实验的电路。

(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。其中，图中方框甲中应填，方框乙中应填 。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个2Ω的定值电阻R串联，接在电动势为1.5V，内阻为1Ω的电源两端，如图所示。每个小灯泡消耗的功率是______W（结果保留三位有效数字）。

24.(14分) 如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量m＝1 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动．已知xAB＝5 m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)小物块到达B点时速度的大小；

(2)小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；

(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离.

25．(18分)如图所示，互相平行、相距d的两条金属长导轨固定在同一水平面上，电阻可忽略不计，空间有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，质量均为m，长度均为L,电阻均为R的导体棒甲和乙，可以在长导轨上无摩擦地左右滑动。开始时，甲导体棒具有向左的初速度v，乙导体棒具有向右的初速度3v，运动时两导体棒始终与导轨垂直并接触良好.求:

（1）开始时，回路中电流I；

（2）当一根导体棒速度为零时，另一根导体棒的加速度a的大小；

（3）运动的过程中通过乙导体棒的电量最大值qm .

 (二)选考题（共45分。请考生从给出的2道物理题、2化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号后的方框涂黑,注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清楚每问的小题号，在答题卡指定位置答题.如果多做，则每个学科按所做的第一题计分。）

33．【物理——选修3—3】（15分）

（1）(5分）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢上升。环境温度保持不变，大气压不变，系统始终处于平衡状态。在活塞上升过程中（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.气体体积逐渐增大，内能增加     B.气体压强逐渐减小，内能不变

C.气体压强逐渐增大，放出热量     D.气体对外界做功，吸收热量

E.气体对外界做功，外力逐渐增大

（2）（10分）如图，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动。A、B的质量分别为mA＝12kg,m B＝8.0kg,横截面积分别为＝4.0×1O-2m2,＝2.0×l0-2m2 。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强P0＝1.0×l05Pa .
①气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,求封闭气体的压强?
②已知此时气体的体积V1=2.0×10-2m3,现保持温度不变将气缸竖直放置，达到平衡后如图2所示,与图1相比,活塞在气缸内移动的距离L为多少？取重力加速度g＝10m/s2。

34．【物理——选修3—4】（15分）

(1)(5分)电子的静能为0.511MeV,质子的静能为938MeV，被1kV电压加速的电子和质子的德布罗意波长之比(结果涉及电子和质子质量的使用字母表示，电子质量质子质量)

(2)（10分）长度为L的轻杆和固定在杆自由端上的小铅球组成一个单摆，小铅球的质量为m.现在杆上再套一颗同质量的珍珠，它可以沿着过距轻杆上端处的水平线自由地滑动，如图所示，求这种异型摆微小振动时的周期。忽略空气阻力和一切摩擦。

【物理答案】

14. D　15．B   16. D   17.  D  18. B  19. B CD  20. BD  21. BD

22.（6分）【答案】①0.4 （2分）， 1 （2分）； ②斜面倾角（或A点的高度）（2分）

23.（9分）【答案】①A （2分）                ②   （3分）         

③    I/A（1分）U/V （1分）       0.09 W（2分）

24.

答案　(1)  m/s　(2)150 N　(3)3.2 m

解析　(1)从A到B，根据动能定理有

(F－μmg)xAB＝mv

得vB＝ ＝)m/s

(2)从B到D，根据动能定理有

－mg·2R＝mv－mv

得vD＝＝8 m/s

在D点，根据牛顿运动定律有FN＋mg＝

得FN＝m－mg＝150 N

(3)由D点到落点小物块做平抛运动，在竖直方向上有

2R＝gt2，得t＝ ＝  s＝0.4 s

水平地面上落点与B点之间的距离为

x＝vDt＝8×0.4 m＝3.2 m

25.

（1）开始时，设回路中的电动势为E，电流为I，根据法拉第电磁感应定律有

根据闭合电路欧姆定律

联立解得

((2)甲，乙两导体棒在运动过程中受到的安培力大小相等,加速度大小相等。由于甲棒的初速度较小。所以甲导体棒速度先减小到零。是此时乙导体棒的速度大小为,根据动量守恒定律,以导体棒运动的方向为正方向有

回路中的感应电动势为

回路中的感应电流为

以导体棒受到的安培力大小为

根据牛顿第二定律

联立解得

(3)当两导体棒速度相等时,回路中的感应电流为零。设两导体棒共同的速度为。由动量守恒定律得

解得

设从开始运动到两棒速度相等的时间为t。回路中的电流为i。以水平向右为正方向。对导体棒甲，根据动量定理有

感应电荷量qm=it

解得

33(1)答案：BDE

（2）气缸处于图1位置时，设气缸内气体压强为P1，对于活塞和杆，力的平衡条件为　　PoSA+P1SB=P1SA+PoSB①（3分）
　　　解得 P1=Po=1.0×105Pa ②（1分）
　（2）气缸处于图2位置时，设气缸内气体压强为P2，对于活塞和杆，力的平衡条件为
　　　　PoSA+P2SB+(mA+mB)g=P2SA+PoSB③（2分)
　　　设V2为气缸处于图2位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得
　　　　P1V1=P2V2④(2分）
　　　由几何关系可得
　　　　V1-V2=L(SA-SB) ⑤ (1分）
　　　由以上各式解得
　　　　L=9.1×10-2m （1分）

34(1)答案：

（2）解析：

先将摆拉至与竖直方向成角的位置，放手后摆到平衡位置时的角速度为，由机械能守恒定律，有：

① （5分）

设想有一单摆与之等效，振动时有相同的角速度，摆球质量为,摆长为,也从最大偏角为的位置释放，同理有g②（3分）

由①②式得等效摆长 所以此摆的振动周期= （2分）