2021莆田高三下学期4月月考物理试题含答案

这是一份2021莆田高三下学期4月月考物理试题含答案，共12页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年下学期高三4月月考卷
物 理
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号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号涂黑，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，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、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，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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。
1．智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的(　　)
A．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．在研究光电效应饱和电流时，由I＝neSv可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度v越大，饱和电流越大
C．入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3v时，此时光电流的遏止电压为
D．用一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高
2．甲、乙两物体同时从同一位置出发做直线运动，v－t图像如图所示，则(　　)

A．10～20 s内，乙的加速度为1 m/s2
B．0～20 s内，甲、乙的平均速度之比为8∶3
C．t＝10 s时，乙的速度方向发生改变
D．t＝20 s时，甲、乙相遇

3．如图是某建筑工地悬吊装置的示意图，图中OM是用轻钢制作的龙骨，ON为尼龙轻绳。OM可以绕通过M点且垂直于纸面的轴转动，尼龙绳的N端系在一辆天车上，尼龙绳和龙骨的重力及M处的摩擦力都可以忽略不计。若所挂的重物不变，保持OM与竖直墙面的夹角不变而将天车稍微向左开动一点距离，下列说法正确的是(　　)

A．尼龙绳ON对O点的拉力不变
B．尼龙绳ON对O点的拉力增大
C．龙骨OM对O点的支持力不变
D．龙骨OM对O点的支持力减小
4．如图所示电路中，M、N端接电压恒定的正弦交流电，将理想变压器的滑片P向Q端缓慢移动，在此过程中，以下说法正确的是(　　)

A．通过电阻R1的电流变大
B．变压器原线圈两端的电压变大
C．通过电阻R2的交流电的频率变大
D．电阻R1和R2消耗的总功率变小
5．如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角为30°的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在电场强度为E的水平匀强电场中。现将一带电荷量为＋q、质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点。已知重力加速度为g，且qE＝mg，下列说法正确的是(　　)

A．释放点A到斜面底端B的距离为R
B．小滑块运动到C点时对轨道的压力为9mg
C．小滑块运动过程中最大动能为mgR
D．小滑块从D点抛出后恰好落在轨道上的B点
6．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通，我国向世界庄严宣告，中国自主建设和运营的全球卫星导航系统全面建成，成为国际上第一个将多功能融为一体的全球卫星导航系统。如图是北斗卫星导航系统中三个卫星的圆轨道示意图，其中A为地球赤道同步轨道；轨道B为倾斜同步轨道，轨道半径与地球赤道同步轨道半径相同；轨道C为一颗中地球轨道。则下列说法中正确的是(　　)

A．在轨道A、B、C上运动的卫星的线速度大小关系为vA＝vB＜vC
B．在轨道A、B上运动的卫星需要的向心力大小一定相等
C．在轨道A、C上运动的卫星周期关系为TA＜TC
D．在轨道A、B、C上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等
7．如图所示，半径R＝2 cm的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B＝2 T，一个比荷为2×106 C/kg的带正电的粒子从圆形磁场边界上的A点以v＝8×104 m/s的速度垂直直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且∠AON＝120°，下列选项正确的是(　　)

A．带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1 cm
B．带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在圆形磁场的边界上
C．若带电粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，一定从N点射出
D．若要实现带电粒子从A点入射，从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为3π×10−4 m2
8．如图所示，在水平面内有一对足够长且电阻不计的平行光滑固定金属导轨，导轨左端通过一定值电阻R相连，整个装置处于垂直于水平面的匀强磁场中。某时刻，一垂直导轨放置的金属棒正向右运动，此时给棒施加一垂直棒的水平外力F，使棒此后做加速度为a的匀变速直线运动，下列关于a的方向和F的大小判断可能正确的是(　　)

A．若a向右，则F一直增大
B．若a向右，则F先减小再增大
C．若a向左，则F一直增大
D．若a向左，则F先减小再增大

二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题。
9．(5分)用如图甲所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。质量为m2的重锤从高处由静止开始下落，质量为m1的重锤上拖着纸带利用电磁打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行分析，即可测出当地的重力加速度g值。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带中的某一段，相邻两计数点间还有4个点未画出，电源的频率为50 Hz，相邻计数点间的距离如图乙所示。已知m1＝80 g、m2＝120 g，要求所有计算结果保留两位有效数字。则：

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝___________m/s；
(2)用逐差法求出重锤的加速度大小a＝__________m/s2，而得出当地的重力加速度大小为g＝________m/s2；
(3)测出的重力加速度的值比实际值小，其误差的主要来源有哪些_________。
A．没有使用电火花计时器
B．m1和m2的质量太悬殊
C．绳子和定滑轮之间存在阻力
D．绳子拉力不等于m2的重力
10．(10分)某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4 Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0 V，内阻约1 kΩ）
电流表A（量程0.6 A，内阻RA＝0.4 Ω）
定值电阻R0（阻值R0＝20.0 Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）
学生电源E（电动势20 V）
开关S和若干导线。
(1)如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为___________mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为___________cm。

(2)请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值。
(3)实验时，调节滑动交阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R＝___________Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻R测___________（填“＞”“＜”或“＝”）R真。

(4)若将该导体棒制作成一等边三角形工件PQM（不改变导体棒横截面积与总长度），与一电源（E＝9 V，r＝1 Ω）、一电动机M（P额＝6 W，U额＝6 V）和开关S连成回路（如图戊）。闭合开关S，则此时电动机M___________（填“能”或“不能”）正常工作。
11．(12分)在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为R＝0.125 m，相距1 m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势E＝3 V，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒质量为0.06 kg，接入电路的电阻r＝1.5 Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角θ＝37°，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)导体棒静止在某位置时所受安培力的大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小；
(3)断开开关S后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。







12．(20分)如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高H＝5 m处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为1 kg，球C的质量为3 kg，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径R＝5 m，g取10 m/s2。求：

(1)小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小vAB；
(2)球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度h；
(3)调整球A释放初位置的高度H，球C与弹簧分离后恰好能运动至圆弧轨道的圆心等高处。求球C在圆弧轨道内运动过程中克服重力做功的最大瞬时功率P。








（二）选考题：共45分。请考生从给出的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。则每学科按所做的第一题计分。
13．物理·选修3—3(15分)
(1)(5分)关于热学知识的理解，下列说法中正确的是___________。（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．用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气存在压强现象
B．雨水没有透过雨伞是因为水和伞的不浸润现象
C．在熔化过程中，非晶体要吸收热量，但温度可以保持不变
D．气体从外界吸收热量的同时对外界做功，其内能可能增加
E．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体的密度减小，内能增大
(2)(10分)如图所示，导热性能良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置，用轻质活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内，活塞横截面积S＝5.0×10－4 m2，活塞上面放有一质量m＝1 kg的铁块。开始时气缸所处环境温度为300 K，活塞处于A位置。缓慢升高气缸所处环境温度为450 K时，活塞到达新的位置B。已知A位置活塞距缸底部高度h0＝0.8 m，大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g＝10 m/s2。


(i)求活塞在位置B时距缸底部的高度；
(ii)保持气缸所处环境温度为450 K，撤去活塞上面的铁块，稳定后活塞到达新的位置C，求活塞到达位置C时距气缸底部的高度。





14．物理·选修3—4(15分)
(1)(5分)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则下列说法正确的是___________。（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．该波的波速为1.5 m/s
B．该波沿x轴正方向传播
C．0～1 s时间内，质点P沿x轴运动了1.5 m
D．0～1 s时间内，质点P运动的路程为2 m
E．旁边另一艘渔船发出了更高频率的超声波，易知这两列声波在水中传播速度大小相等
(2)(10分)如图所示，有一截面为半圆的透明介质水平放置，右侧有一竖直屏幕，半圆的半径R＝0.4 m。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知透明介质对红光和紫光的折射率分别为n1（未知）、n2＝，从零开始逐渐增大入射角，直到紫光在水平界面处恰好发生全反射，分别投射在屏幕上，红光的折射光斑与紫光的全反射光斑两光斑之间的距离L＝(0.4＋0.2)m。求：

(i)紫光恰好发生全反射时，复色光的入射角θ；
(ii)红光的折射率n1。

























2020-2021学年下学期高三4月月考卷
物 理 答 案
一、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，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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。
1．【答案】C
【解析】发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，A错误；在研究光电效应饱和电流时，光电管所加电压与饱和电流无关，饱和电流与光照强度有关，光照强度越大，饱和电流越大，B错误；入射光频率为v时，刚好发生光电效应现象，由光电效应规律可知W0＝hν，入射光频率变为3v时，由爱因斯坦光电效应方程可得Ek＝3hν－W0，由动能定理可得Ek＝eUc，解得，C正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0，光子能量一定，光电子的最大初动能大，说明金属的截止频率低，D错误。
2．【答案】B
【解析】由v－t图像可知，10～20 s内，乙的加速度为2 m/s2，故A错误；0～20 s内甲的平均速度v1＝20 m/s，乙的平均速度v2＝7.5 m/s，所以v1∶v2＝8∶3，故B正确；t＝10 s时，乙的速度减小为零，但方向并未发生改变，故C错误；t＝20 s时，甲的位移x1＝400 m，乙的位移x2＝150 m，由于二者从同一位置同时出发，所以t＝20 s时甲、乙未相遇，故D错误。
3．【答案】B
【解析】以O点为研究对象进行受力分析，三个力合力为零，表示三个力的有向线段构成一个闭合三角形，若天车向左移动少许，重力G大小方向均不变，FN方向不变，由图可知，FN变为FN1，FN2，F变为F1，F2，所以FN变大，F变大，故B正确，ACD错误。

4．【答案】A
【解析】设原线圈两端的电压为U1，则副线圈两端的电压U2＝U1，副线圈的电流，原线圈的电流，所以有。滑片P向Q端缓慢移动，副线圈匝数n2增多，M、N端输入的电压U不变，则原线圈的电流I1增大，R1的电压变大，原线圈两端电压U1变小，A正确，B错误；变压器不改变交流电的频率，所以通过电阻R2的交流电的频率不变，C错误；通过电阻R1的电流变大，根据P＝UI可知电路的总功率变大，即电阻R1和R2消耗的总功率变大，D错误。
5．【答案】B
【解析】小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点，表明此点为轨道的等效最高点，重力与电场力的合力，有2mg＝m。从A点到轨道等效最高点，根据动能定理得mg(ssin 30°－Rcos 30°－Rsin30°)＋Eq(scos 30°－Rsin 60°＋Rsin30°)＝mv2－0，解得s＝1.5R，A错误；从C到等效最高点，有－mgR(1＋cos 60°)－EqRsin 60°＝mv2－mvC2，在C点，有FN－mg＝，解得FN＝9mg，根据牛顿第三定律得滑块对轨道的压力为9mg，B正确；小滑块运动到D点的圆上对称点时，速度最大，有－2mg×2R＝mv2－mvm2，解得mvm2＝5mgR，C错误；小滑块从D点抛出后，做类平抛运动，假设刚好落到B点，则有2mg＝ma，vt＝R，则在合力方向上的位移y＝at2＝R＜R，假设错误，D错误。
6．【答案】AD
【解析】卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有G＝m，可得v＝，而三颗卫星的轨道半径满足rA＝rB＞rC，故三者的线速度大小关系为vA＝vB＜vC，故A正确；卫星所需的向心力大小等于卫星所受的万有引力，因A和B卫星的质量m未知，故向心力无法比较大小，故B错误；根据卫星的周期公式T＝2π，结合rA＞rC，可推得TA＞TC，故C错误；三颗卫星均绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律可知三颗卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等，故D正确。
7．【答案】BCD
【解析】根据洛伦兹力提供向心力可得qvB＝m，解得r＝0.02 m＝R，带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在圆形磁场的边界上，故A错误、B正确；若带电粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，假设出射点位置在N′点，圆心在O′点，如图所示，根据几何关系可得CON′O′为菱形，则CO′∥ON′，N′和N重合，故粒子从N点射出，故C正确；若要实现带电粒子从A点入射，从N′点出射，则该圆形磁场的最小直径等于AN长度，即，最小圆的面积为，故D正确。

8．【答案】AD
【解析】若向右，则拉力F向右，则有，即，解得，导体棒一直向右匀加速，则速度不断增大，因此，若要保持加速度不变，则F也要一直增大，B错误，A正确；若向左，拉力F的方向刚开始向右，则，即，解得，导体棒向右做减速运动，安培力逐渐减小，加速度不变，则要F的大小也随之减小到0，为了保持加速度继续不变，之后 F反向，此时，若要保持加速度不变，则F要增大，当导体棒速度为零后，由于受到拉力作用，导体棒则反向加速，则有，要保持加速度不变，则需要拉力F逐渐增大，即先减小再增大，C错误，D正确。
二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题。
9．(5分)
【答案】(1)1.5(1分) (2)1.9(1分) 9.5(2分) (3)C(1分)
【解析】(1)相邻两计数点间的时间间隔是T＝5×0.02 s＝0.1 s，打计数点5时的速度。
(2)重锤的加速度大小，由牛顿第二定律有m2g−m1g＝(m1＋m2)a，解得重力加速度大小为g＝9.5 m/s2。
(3)与没有使用电火花计时器无关，A错误；m1和m2的质量相差不大，B错误；在使用牛顿第二定律计算加速度时，没有考虑绳子与定滑轮间存在的阻力，C正确；绳子拉力本身就不等于m2的重力，存在的误差与绳子拉力等不等于m2的重力无关，D错误。
10．(10分)
【答案】(1)4.620(4.619～4.621) (1分) 10.14(1分)
(2)见解析图(2分) (3)4.6(2分) ＝(2分) (4)不能(2分)
【解析】(1)螺旋测微器的读数等于4.5 mm＋0.01×12.0 mm＝4.620 mm(4.619～4.621)；游标卡尺为10分度，精确度为0.1mm，游标上的第4格与主尺对齐，故读数为101mm＋4×0.1mm＝101.4mm＝10.14cm。
(2)要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15 V，则待测电阻的电流最大为则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图所示。

(3)根据伏安法可知，解得，因电流表用内接法，且电流表的内阻和定值电阻的阻值已知，则两者分压的系统误差可以消除，则电阻的测量值等于真实值。
(4)导体棒分成三段，并联后的阻值为，导体棒与电源、电动机构成的电路，等效电动势为，，则电源的输出功率为，可知当电流为，输出功率达到最大值，即时，随着电流的增大，输出功率逐渐增大；而电动机M（P额＝6W，U额＝6V）正常工作，则电流为，此时，故当时，实际电流，故电动机不能工作。
11．(12分)
【解析】(1)导体棒静止时，受力分析如图所示，根据平衡条件得

。 (2分)
(2)由闭合电路欧姆定律，得 (1分)
由安培力的公式F＝BIL (1分)
联立解得B＝0.4 T。 (2分)
(3)断开开关S后，导体棒下滑到轨道最低点，根据动能定理有
(2分)
导体棒在最低点时，由牛顿第二定律得 (2分)
联立解得FN＝0.54 N
由牛顿第三定律得，导体棒对单个圆环的压力大小为0.54 N，方向竖直向下。 (2分)
12．(20分)
【解析】(1)设小球A与B碰前瞬间的速度为vA，A由斜面最高点下滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得
① (2分)
A与发生正碰时在水平方向动量守恒，有 ② (2分)
联立①②并代入数据解得 ③ (2分)
(2)设球C脱离弹簧后的速度为vC，A、B整体的速度为vAB'，从A与结合为一个整体后到球C离开弹簧的过程中，由动量守恒定律有
④ (1分)
由机械能守恒定律有 ⑤ (1分)
从球脱离弹簧到运动至圆弧最大高度处的过程中，由机械能守恒定律得
⑥ (1分)
联立④⑤⑥并代入数据解得 ⑦ (2分)
(3)球C在圆弧轨道内运动过程中，当竖直方向的加速度为零时，竖直方向速度最大，此时克服重力做功的瞬时功率最大。如图所示，设此时球C与圆弧轨道圆心连线与水平方向的夹角为θ，所受轨道支持力大小为FN，则 ⑧ (2分)

在该位置处，设球C的速度为v，在沿轨道半径方向根据牛顿第二定律得
⑨ (2分)
球C从该位置处运动到与圆弧轨道圆心等高处过程中，由机械能守恒定律得
⑩ (1分)
联立⑧⑨⑩并代入数据解得
⑪ (1分)
⑫ (1分)
所以球C克服重力做功的最大瞬时功率为 ⑬ (2分)
（二）选考题：共45分。请考生从给出的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。则每学科按所做的第一题计分。
13．物理·选修3—3(15分)
(1)(5分)
【答案】ADE
【解析】当用口吸吸管时，口内气压减小，小于外界大气压，大气压压着饮料进入口中，所以用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气存在压强现象，故A正确；雨水没有透过雨伞是因为液体表面张力，故B错误；在熔化过程中，非晶体要吸收热量，温度升高，故C错误；气体从外界吸收热量的同时对外界做功，如果吸收的热量大于对外做的功，其内能可能增加，故D正确；一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，根据盖－吕萨克定律，温度升高，所以气体的密度减小，内能增大，故E正确。
(2)(10分)
【解析】(i)活塞在A位置时温度为，缸内气体高度为h0，活塞在B位置时温度为，设缸内气体高度为h1，由等压升温过程得 (2分)
解得。 (2分)
(ii)铁块取走前缸内气体的压强为p1， (2分)
撤去铁块后，气体最后压强为p0，设活塞到达位置C时距气缸底部的高度为h2﹐由等温变化规律得：
(2分)
解得。 (2分)


14．物理·选修3—4(15分)
(1)(5分)
【答案】BDE
【解析】波速为，A错误；利用“上下坡”法，可以判断出波沿x轴正方向传播，B正确；振动介质不会随波迁移，C错误；质点P在一个周期内的路程为2×10－5 m，所以1 s的路程为2 m，D正确；超声波在同一介质中的传播速度不变，E正确。
(2)(10分)
【解析】(i)光路如图所示。 (2分)

紫光在水平界面处发生全反射有 (2分)
解得θ＝45°。 (2分)
(ii)对红光根据折射定律有 (1分)
根据几何关系，有 (1分)
解得。 (2分)