“超级全能生”2021届高三全国卷地区1月联考试题（丙卷）物理（Word版含答案）

秘密★启用前 “超级全能生”2021 高考全国卷地区 1 月联考丙卷 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.如图所示，大量处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁时，放出 a、b、c 三种光子，下列说 法正确的是 A.a 光的波长大于 b 光的波长 B.氢原子从高能级向低能级跃迁时，氢原子能量不变 C.若用 c 光照射某种金属恰好发生光电效应，则该金属的逸出功为 E3－E2 D.若用 a 光照射某种金属发生光电效应，则用 c 光照射该金属也一定发生光电效应 15.如图所示，台秤上有一装有水的烧杯，总质量为 M，杯内有一轻质弹簧，弹簧上静置一个 铁球(铁球与弹簧、弹簧与杯底均不拴接，不计水对铁球的阻力)，已知铁球的质量为 m，此时 弹簧受到的压力为 F0，当把弹簧撤去的一瞬间(不计这一瞬间水的扰动对铁球的影响，且不计 弹簧重力)，台秤的示数 F 和铁球的加速度分别为 A.F=(M+m)g、a=g B.F=(M+m)g－F0、a=g C.F=(M+m)g、a= 0F m D.F=(M+m)g－F0、a= 0F m 16.空间中有一静电场，x 轴上存在沿 x 轴方向的电场，x 轴上各点的电势φ随 x 坐标的改变而 改变，变化的图像如图所示。将一电子从坐标原点 O 由静止释放，不计电子重力，下列说法 错误的是 A.在 x=0 到 x=2mm 区域，电场线的方向沿 x 轴负方向 B.电子从 x=2mm 位置运动到 x=6mm 位置做的是匀减速直线运动 C.电子经过 x=2mm 位置时，其动能为 40eV D.电子能到达 x=8mm 位置 17.“天琴计划”又立新功：这是中国人首次成功利用激光精确地测量地球距月球的距离，也 使我国成为世界上第五个实现地月激光精确测量的国家。假设月球绕地球运动的轨道半径可 以近似认为等于地球半径的 60 倍，运行周期约为 T，设地球半径为 R，引力常量为 G，下列 判断正确的是 A.地球的质量约为 M＝ 2 3 2 240 R GT  B.地球的密度约为ρ= 5 2 6.48 10 GT  C.月球绕地球运动的线速度约为 v＝ GM R D.月球表面的重力加速度约为 g＝ 2 GM 3600R 18.如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，有两根位于同一水平面 内且间距为 L 的平行金属导轨(导轨足够长)，两根质量均为 m、内阻均为 r 的光滑导体棒 ab、 cd 静止在导轨上(导体棒与金属导轨接触良好)，t=0 时，ab 棒以初速度 3v0 向右滑动，cd 棒以 初速度 v0 向左滑动，关于两棒的运动情况，下列说法正确的是 A.当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的速度大小为 v0 B.当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的加速度大小为 2 2 02B L v 3mr C.从初始时刻到其中某根棒的速度为零的过程中，ab 棒产生的焦耳热为 3 2 mv02 D.cd 棒收尾的速度大小为 2v0 19.如图所示，在车厢前壁和质量为 M 的挡块之间架着一个质量为 m 的光滑小球，(已知小球 的半径与挡块高度相等)，车、小球和挡块一.起水平向左做匀速直线运动。在车运动过程中， 给挡块施加一个水平向右的力 F，使挡块缓慢相对车厢向右移动直至小球落到底板上，在小球 下落过程中，下列说法正确的是 A.小球对前璧的压力逐渐增大 B.车厢底面对挡块 M 的支持力逐渐减小 C.车厢底面对挡块 M 的摩擦力保持不变 D.水平向右的拉力 F 逐渐增大 20.如图所示，空间中有一个方向垂直纸面向里的匀强磁场，其边界是一个半径为 R 的圆，现 让甲粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场，甲粒子运动一段时间后从 C 点射出磁 场(OC 与 OB 成 60°角)；再让乙粒子以速度 3 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场，乙粒子运动 一段时间后从 D 点(图中未画出)射出磁场，已知甲、乙两粒子的比荷相同，两粒子的重力均不 计，下列说法正确的是 A.甲、乙两粒子的角速度之比为 1：1 B.甲、乙两粒子的加速度之比为 1：3 C.甲、乙两粒子运动的轨迹半径之比为 3：4 D.甲、乙两粒子在磁场中的路程之比为 3：2 21.如图所示，固定的斜面底边长为 L，斜面高为 h，底端 B 点与一个半径为 R 的半圆形竖直 轨道平滑相连(h>2R)，且不计衔接处的弧长，当以速度 v0 将小球水平抛出，小球刚好落到斜 面的底端 B 点，重力加速度为 g，下列判断正确的是 A.当小球以 0 2 v 的速度水平拋出时，小球会落到斜面的中点处 B.若小球平抛刚好能打到最高点 D，则水平抛出时的初速度为 v0'=   L g 2 h 2R C.若小球刚好能打到半圆形轨道的 BC 段，则其初速度大小满足 v0'>   L g 2 h 2R D.若小球刚好能通过圆心 O 打到半圆形轨道的 BC 段，则其初速度大小 v0'满足 ' 0 0 v h v h R   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)小明同学用图甲所示的实验装置验证动量定理，其中打点计时器使用的是频率为 f 的 交变电流，打出纸带的一部分如图乙所示，A、B、C、D 是纸带上连续打下的四个点，现已 测得 A、B 两点间的距离为 s1，B、C 两点间的距离为 s2，C、D 两点间的距离为 s3，已知当 地重力加速度为 g。 (1)打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度大小为 ； (2)若选择 B 到 C 之间的过程验证动量定理，则要验证的表达式为 (用题 中所给字母表示)，为了减小实验误差，本实验中的重物应选择 (填“质量大、体积 小”或“质量小、体积大”)的物体。 23.(10 分)如图所示为多用电表内部结构原理电路图，共分为六个挡位，灵敏电流计满偏电流 为 200µA，内阻为 200Ω。换挡开关 S 连着表笔 B。 (1)图甲中表笔 A 是 (填“红”或“黑”)表笔。 (2)图甲中直流电流表有 1mA、5mA 两个挡，则 5mA 挡的选挡开关 S 应该接 ，图 中 R1= ，R2= 。 (3)图乙是某多用电表测量时指针的指示位置，若此时挡位是直流电流“500mA”挡，则多用 电表读数为 ；若此时测量的是低压交流电压，则读数为 ；若此时挡位 是电阻“×100”挡，则读数为 ，测量前除了机械调零外，还需要 。 24.(12 分)如图甲所示，水平地面上固定着一倾斜角为θ=37°的粗糙斜面，斜面上放有一质量为 m=2.2kg 的滑块，在第 1s 内，滑块在水平向左的拉力 F1 的作用下由静止开始沿斜面向下运动， 第 1s 末撤去拉力，第 2s 末以后又对滑块施加平行斜面向下的拉力 F2，其中 F2= 1F 2 ，已知滑块 速度随时间变化的规律如图乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求： (1)滑块与斜面间的动摩擦因数； (2)第 2s 末以后滑块的加速度(保留两位有效数字)。 25.(20 分)如图所示，两根平行、光滑且不计电阻的足够长金属直导轨 AB 和 CD 搭建成倾角为 α的斜面，在轨道上虚线下方有垂直轨道平面的匀强磁场 B0=5T，轨道间距为 d=0.1m，轨道与 灯泡 L、电阻 R1、R2 构成如图甲所示电路。在轨道上有一根质量为 m=0.05kg、电阻为 R=2Ω 金属棒与 AB 和 CD 垂直且接触良好，金属棒由静止开始释放，其 v－t 图像如图乙所示，OP 段是直线，已知 R1=4Ω、R2=12Ω，灯泡 L 的电阻为 RL=5Ω，g=10m/s2。求： (1)金属棒从释放位置到 ab 的距离 s 及斜面的倾角α； (2)当金属棒匀速运动后，R2 消耗的功率； (3)金属棒从进入磁场到刚好做匀速直线运动过程中，通过金属棒横截面的电荷量(可用 t0 表 示)。 (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)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.液体中悬浮微粒的布朗运动使液体分子永不停息地做无规则运动 B.温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大 C.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 D.两个分子间的距离由无穷远逐渐减小到 r=r0 的过程中，分子间相互作用力先增大后减小，表 现为引力 E.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的 (2)(10 分)2020 年新冠病毒席卷全球，我国在最短时间内控制住疫情。在疫情救治过程中需要 大量的氧气，医用大氧气瓶体积为 40 L，能承受的最大压强为 147 atm，使用前将其抽成真空。 现将 50 罐体积为 4 L 的氧气瓶中的氧气通过专业压缩泵将氧气装入大氧气瓶中储备、运输。 使用前小氧气瓶中气体压强为 15 个大气压，使用后瓶中剩余气体压强为 1.2 atm；室内温度为 27℃。氧气可视为理想气体。 (i)求将氧气压入大氧气瓶后在室温下大氧气瓶内氧气的压强； (ii)若将大氧气瓶中温度降为－23℃，求此时瓶中气体的压强。 34.[物理－选修 3－4](15 分) (1)(5 分)如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，实线为 t=0 时的波形图，虚线为 t=0.5s 时的波形图。已知该简谐横波的周期为 T= 2 3 s，关于该简谐横波，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.t=0.5s 时，x=1m 处质点的振动方向向上 B.t=0 到 t=0.5s 时间内，x=1m 处质点沿 x 轴正向运动了 3m C.t=0 到 t=2s 时间内，x=2m 处质点的振动路程为 24cm D.t=0 到 t= 1 6 s 时间内，x=0.5m 处质点的振动路程为 2cm E.t= 1 12 s 时，x=0.5m 处质点位于平衡位置 (2)(10 分)利用三棱镜能研究光的折射现象和反射现象，小明在实验室找到一个横截面为直角 三角形的三棱镜(如图所示)，经测量得知∠0=90°，OB= 1 2 AB。小明将一束光从 P 点射入棱镜， 入射光线与 OB 边所成的夹角为α=30°，实验中发现光线在 OA 边发生反射后从 AB 边的 M 点 平行 OA 边射出，求： (i)三棱镜的折射率； (ii)在三棱镜的 OA 边是否有光线透出。(不考虑多次反射)