2020～2021學年高三年級模擬考試卷物　　理(滿分：100分　考試時間：75分鐘)2021．05一、單項選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分．每小題只有一個選項符合題意．1. 如圖所示為核反應堆的示意圖，鈾棒是核燃料，其反應方程為U＋n―→Ba＋Kr＋3n.用重水做慢化劑可使快中子減速，假設中子與重水中的氘核(H)每次碰撞均為彈性正碰，而且認為碰撞前氘核是靜止的，則下列說法正確的是(　　)A. 鈾核的比結合能比鋇核的小B. 該反應為熱核反應C. 中子與氘核碰后可原速反彈D. 鎘棒插入深一些可增大鏈式反應的速度2. 光纖通信采用的光導纖維由內芯和外套組成，如圖所示，一復色光以入射角θ0射入光導纖維后分為a、b兩束單色光，a、b兩單色光在內芯和外套界面發(fā)生全反射，下列說法正確的是(　　)A. 內芯折射率小于外套的折射率B. a光光子的能量大于b光光子的能量C. 在內芯介質中單色光a的傳播速度比b大D. 入射角由θ0逐漸增大時，b光全反射現象先消失3. 一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力頻率f的關系)如圖所示，重力加速度g約為10 m/s2，則(　　)A. 此單擺的固有周期為0.5 sB. 此單擺的擺長約為2 mC. 若擺長增大，單擺的固有頻率增大D. 若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動4. 北京時間4月29日，長征五號B遙二運載火箭搭載中國空間站天和核心艙從海南文昌航天發(fā)射場升空并成功入軌．此次發(fā)射成功不僅標志著中國載人航天工程“三步走”成功邁出第三步，也宣告中國開啟空間站任務的新時代．天和核心艙目前運行在距離地面約400 km～450 km、傾角約42°的近地軌道．下列說法正確的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. 天和核心艙每天只能經過赤道正上方兩次B. 僅憑文中數據和萬有引力常量G，就可以大致估算出地球質量C. 將天和核心艙的軌道近似看成圓，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度D. 將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，其在近地點時的機械能大于遠地點時的機械能5. 如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈A，右邊門框中有一接收線圈B.工作過程中某段時間通電線圈A中存在順時針方向均勻增大的電流(本題中電流方向均為從左向右觀察)，則當A、B間有一銅片時(　　) A. 接收線圈B中不產生感應電流B. 接收線圈B中的感應電流方向為逆時針，且感應電流大小比無銅片時要小C. 接收線圈B中的感應電流方向為逆時針，且感應電流大小比無銅片時要大D. 接收線圈B中的感應電流方向為順時針，且感應電流大小比無銅片時要大6. 如圖所示，三根粗細一樣上端開口的玻璃管，中間都有一段汞柱封住一段空氣柱，在相同的溫度下，V1＝V2＞V3，h1<h2＝h3，現在升高相同的溫度，則管中汞柱向上移動的距離(　　) A. 甲管最少B. 丙管最少C. 甲管比乙管少D. 乙管和丙管一樣多7. 質量相同的小球1、2用輕質細線連接，小球1用輕質細線系于O點，兩細線長度相同，小球1、2繞豎直軸OO′做勻速圓周運動，空氣阻力忽略不計，下列四個圖中可能正確的是(　　)8. 如圖所示，豎直邊界MN的右側存在區(qū)域足夠大的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里．帶有絕緣層的均質導線繞成半徑為r的n匝圓形線圈，線圈質量為m、總電阻為R，首尾連接在一起．線圈上a點連接垂直于紙面的光滑轉軸，可在豎直平面內擺動．將線圈向右拉至左側與MN相切的位置后由靜止釋放，線圈向左擺到最高點時，直徑ab轉過的角度為150°.不計擺動過程中線圈受到的空氣阻力，重力加速度為g，則(　　)A. 線圈擺動時，安培力的方向始終和b點的速度方向相反B. 從釋放到第一次擺至左側最高點的過程中，安培力對線圈做的功為mgrC. 從釋放到最后靜止，線圈中產生的電熱大于mgrD. 從釋放到第一次擺至左側最高點的過程中，通過線圈的電荷量為(π＋)9. 如圖所示，A、B為水平放置平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔M、N，D為理想二極管，R為滑動變阻器．閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負電荷的帶電小球從M、N的正上方的P點由靜止釋放，小球恰好能運動至小孔N處．下列說法正確的是(　　) A. 若僅將A板上移，帶電小球將無法運動至B板的小孔N處B. 若僅將A板上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處C. 若僅將R的滑片上移，帶電小球仍將恰好運動至B板的小孔N處D. 若僅將R的滑片上移，帶電小球將從B板的小孔N處穿出10. 一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點，質量為m的帶 正電小球(可視為質點)從O點正上方距離為H的A點由靜止下落，并穿過圓環(huán)．小球在從A點運動到與A點關于O點對稱的A′點的過程中，其動能Ek、重力勢能Ep重、機械能E、電勢能Ep電，隨位置變化的圖象如圖所示(規(guī)定O點重力勢能為0，無限遠處電勢為0，豎直坐標軸h的坐標原點為O，以豎直向上為h正方向)，下列圖象可能正確的是(　　)二、非選擇題：本題共5題，共60分．其中第12題～15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位．11. (15分)某學習小組為研究平拋物體的運動規(guī)律，設想了三套實驗裝置及實驗方案：裝置甲：上下兩斜槽軌道的材料和形狀相同，末端水平，電磁鐵C和D可以同時斷電釋放鋼球P和Q，兩鋼球形狀、材料也相同，下方斜槽連接的水平板盡可能光滑；裝置乙：小錘敲擊彈性金屬片后小球A開始平拋，同時小球B開始下落；裝置丙：末端水平的斜槽上釋放的小球從豎直硬板和水平木條MN間的縫隙穿過時，可以在墊有復寫紙的白紙上留下點狀印跡，水平木條MN高度可以上下調節(jié)．(1) 為了驗證平拋物體的水平分運動是勻速直線運動，下列關于實驗原理和操作的說法正確的有________．A. 選擇裝置甲，并通過觀察小球是否碰撞來驗證B. 選擇裝置乙，并通過聽小球是否同時發(fā)出落地聲來驗證C. 選擇裝置甲，并應該多次調整上下軌道的高度差來驗證D. 選擇裝置乙，并應該多次調整兩球與地面的初始高度差來驗證(2) 某同學采用裝置丙進行實驗．①為描繪小球平拋運動的完整軌跡，并計算小球平拋的初速度，除了硬板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘、白紙、復寫紙、游標卡尺之外，下列器材中還需要的有________．A. 秒表　　　　　　B. 刻度尺　　　　　　C. 天平D. 彈簧秤　　　　　E. 帶線的重錘②該同學兩次用游標卡尺測量同一小球的直徑(如圖所示)，正確結果應為________cm.③該同學通過實驗獲得小球平拋運動的若干印跡點如圖所示，下列因素可能導致這種情況的是________． A. 小球與斜槽之間有摩擦B. 安裝斜槽時其末端沒有調整水平C. 每次釋放小球的位置不完全相同D. 只記錄了豎直方向，沒有記錄平拋運動的起點④如圖所示，改進操作后，該同學在坐標紙上描繪小球平拋運動的軌跡(圖中未畫出)，并在其上選取了A、B、C三點．已知坐標紙豎邊為豎直方向，坐標紙每小格邊長為5 cm，重力加速度g取10 m/s2，則可以計算出小球平拋運動的初速度為________m/s.(保留兩位有效數字)12. (8分)一只瓶蓋擰緊不漏氣的空礦泉水瓶置于室外，內部氣體質量為m.夜間氣溫為T1，瓶子癟了一部分，體積為V.中午太陽暴曬時，氣溫升至T2，礦泉水瓶恢復原狀．礦泉水瓶癟了一部分時，內外壓強可視為相等，瓶體恢復原狀后，體積為V0且不會再增大．瓶內氣體可以視為理想氣體，其內能與熱力學溫度的關系為U＝αmT，外界大氣壓強為p0.(1) 求氣溫為T2時，瓶內的壓強p；(2) 求上述過程中瓶內氣體吸收的熱量Q.            (8分)一群處于第4能級的氫原子，最終都回到基態(tài)能發(fā)出幾種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測得3條電流隨電壓變化的圖象(如圖乙所示)，其中a光對應圖線與橫軸的交點坐標為－Ua＝－6 V．已知氫原子的能級圖如圖丙所示，電子電量為e＝1.6×10－19C.(1) 求a光照射金屬時逸出光電子的最大初動能Eka；(2) 求該金屬逸出功W；(3) 只有c光照射金屬時，調節(jié)光電管兩端電壓，達到飽和光電流I＝3.2 μA，若入射的光子有80%引發(fā)了光電效應．求此時每秒鐘照射到陰極K的光子總能量E.      (13分)如圖所示，質量均為m＝2 kg、長度均為L＝0.12 m的長條狀均勻薄木板A、B，置于足夠長的水平地面上．水平地面上CD間有長度為d＝0.34 m的一段表面粗糙，與A、B間的動摩擦因數均為μ＝0.2.現給A向右v1＝2.6 m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，水平地面除CD間其余部分可以視為光滑，重力加速度g取10 m/s2.求：(1) B剛要開始進入CD段時的速度v2；(2) A剛好完全進入CD段時的速度v3；(3) A的最終速度v4.
15. (16分)回旋加速器的工作原理如圖1所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間距很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應強度為B0的勻強磁場與盒面垂直．在下極板的中心O處粒子源產生的粒子(初速度可視為零)，質量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，加速電壓U隨時間的變化關系如圖2所示．加速過程中不考慮相對論效應和變化電場對磁場分布的影響．(1) 若帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心始終認為在金屬盒的圓心O點，粒子被加速后離開加速器時的動能Ek是多大？(2) 帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心并不是金屬盒的圓心O，而且在不斷地變動，設第一次加速后做圓周運動的圓心為O1，第二次加速后做圓周運動的圓心為O2，第三次加速后做圓周運動的圓心為O3，求OO3的距離x3；(3) 回旋加速器使用時，實際的磁感應強度B會和B0有偏差，可能導致粒子不能每次經過電場都被加速．若有大量粒子在到的時間范圍內，第一次進入電場被加速(不考慮粒子間的相互作用)，要使每個粒子都實現至少連續(xù)n次加速(不考慮金屬盒半徑的限制)，求B的取值范圍． 
2020～2021學年高三年級模擬考試卷(名校卷)物理參考答案及評分標準 1. A　2. C　3. D　4. C　5. B　6. B　7. D　8. D　9. A　10. C11. (1) AC(3分)　(2) ①BE(3分)　② 0.935或0.940(3分)　③C(3分)　④ 1.5(3分)12. (8分)解：(1) ＝　解得p＝(2) 由熱力學第一定律：ΔU＝W＋Q其中ΔU＝αm(T2－T1)W＝－p0(V0－V)解得Q＝αm(T2－T1)＋p0(V0－V)13. (8分)解：(1) 由圖乙可得a光照射金屬時的遏止電壓Ua＝6 V逸出光電子的最大初動能為Ek＝eUa＝6 eV(2) 由圖乙可知a光的遏止電壓最大，則可知a光光子能量最大，則a光光子是由第4能級躍遷到基態(tài)所輻射的光子，則a光的光子能量為εa＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV根據光電效應方程有Ek＝εa－W，解得W＝6.75 eV(3) n＝＝2×1013(個)E＝hν＝[(－3.4 eV)－(－13.6 eV)]＝10.2 eV×2.5×1013＝2.55×1014 eV或4.08×10－5J14. (13分)解：(1) 碰撞過程動量守恒：mv1＝2mv2解得v2＝1.3 m/s(2) 從B剛要開始進入CD到A剛好完全進入CD的過程，A、B未分離．研究A、B整體的動能定理：－×2L＝×2m(v－v)解得v3＝1.1 m/s(3) 從A剛好完全進入CD到B剛要開始離開CD的過程，A、B未分離．設B剛要開始離開CD時的速度為u，研究A、B整體的動能定理：－μ2mg(d－2L)＝×2m(u2－v)解得u＝0.9 m/s當B開始離開CD后，B減速的加速度變小，小于A的加速度，A、B分離．假設A能夠整體滑出CD，研究A的動能定理：－μmgL－L＝m(v－u2)解得v4＝0.3 m/s因此假設成立，A能夠整體滑出CD，v4＝0.3 m/s15. (16分)解：(1) 圓周運動的最大半徑約為R，則qvB0＝m離子離開加速器時獲得的動能Ek＝mv2＝(2) 設第一、二、三次圓周運動的半徑為r1、r2和r3qU0＝mvr1＝＝2qU0＝mvr2＝＝＝r13qU0＝mvr3＝＝＝r1x1＝r1x2＝2r1－r2＝(2－)r1x3＝r3－2r2＋2r1＝(－2＋2)r1解得x3＝(－2＋2)(3) 當磁感應強度為B0時，圓周運動的周期為T＝設磁感應強度偏小時為B1，圓周運動的周期為T1，t0＝T入射的粒子最可能無法維持加速．(n－1)(－)＝－，T1＝T解得B1＝B0設磁感應強度偏大時為B2，圓周運動的周期為T2，t0＝T入射的粒子最可能無法維持加速．(n－1)(－)＝－0，T2＝T解得B2＝B0因此B0≤B≤B0，n＝2、3、4…

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