2021届江西省吉安市“省重点中学五校协作体”高三下学期第一次联考物理试题及答案

江西省吉安市省“重点中学五校协作体”2021届高三第一次联考理综试卷物理部分二、选择题：本题共8小题，每小题6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.为应对某些西方国家对我国的高端技术的打压，我们现在研发成功“世界上首台分辨率最高的紫外超分辨光刻装备”，对芯片制造领域技术突破作出重大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高。下列关于光的认识正确的是（）A．少量光子显示粒子性，大量光子只显示出光的波动性B．光的波长越长，光子的能量越大C.用某单色光照射金属能使其发生光电效应，产生的光电子的动能有大有小D.电子吸收光子的能量与原有热运动能量之和大于该金属的逸出功时就一定能成为光电子15.在寻找假想的第九大行星的过程中，天文学家发现了2018VG18“外海王星天体”，外海王星天体的实际运行轨道与计算中的轨道数据有偏差，而这通常被认为是受到了假想中第九行星（轨道处在太阳与外海王星天体之间）的引力扰动所致。如图所示，在运行轨道不变的情况下，当存在假想中的第九行星时，跟没有假想中的第九行星相比，2018VG18A．公转周期更大B．平均速率更小C．自转周期更大D．公转向心加速度更大16.做匀变速直线运动的质点，在开始运动的前2s内平均速度大小为10m/s，则质点在第2s内的平均速度大小A．不可能小于10m/sB．不可能大于10m/sC．有可能等于10m/sD．不可能等于017.在某真空区域中有三根无限长直导线a、b、c垂直三角形平面放置在正三角形的三个顶点上，三导线通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，d点为三角形三边中垂线的交点，导线c的电流在d点产生的磁场磁感应强度为B，已知电流不变时，磁感应强度与导线距离成反比。则下列说法正确的是A.d点的磁感应强度为0B.d点的磁场方向与ba成60°C.ac边中垂线垂足处磁场方向沿ac方向指向cD．三角形所在平面上无磁感应强度为零的点18.质量均为m的带电小球a、b、c，小球a用绝缘丝线悬挂天花板下，a、b间由轻质绝缘弹簧相连，b、c用绝缘轻杆连接后直立在小球a的正下方的水平支撑面上，如图所示，此时小球c对支持面的压力、弹簧弹力均恰好为零，已知小球a带正电，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.b、c总电荷量一定为负B.丝线拉力为mgC.若将b、c两球位置互换，稳定后丝线拉力可能不变D.若增加b、c中的负电荷，稳定后丝线拉力一定增大19.一质量为2kg的物体受水平拉力F作用在粗糙水平面上做加速直线运动如图甲所示，图乙为其a-t图象，t=0时，其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则A.t=6s时，物体的速度为18m/sB.t=6s时，拉力F的大小为10N。C.在0～6s内，拉力对物体的冲量为48N・sD.在0～6s内，合外力对物体做的功为400J20.曲面ABC与ABC的高度与底边长均相同，其中（a）是斜面AB通过一小段弧面与水平面BC相连，（b）是一段弧面ABC，C点切线水平。物块与斜面、弧面和平面间动摩擦因数相同，C、C在同一水平面上，A、A高度相等，物块从A到C和从A到C经过的水平位移相等，质量相同的物块P、Q分别从A、A由静止释放，则P、Q在分别运动到C、C的过程中，下列说法正确的是A．重力做的功相同B．克服摩擦力做的功相同C．系统产生的热量相同D．过C、C点时（到达水平面时）重力做功的功率相同21.在虚线ab与bc所夹的区域内，存在垂直于abc平面向外的匀强磁场，如图所示，两个带电粒子M、N先后以相同速度从d点垂直于磁场和ab射入磁场中，结果两带电粒子的运动轨迹与bc上不同的两点相切，粒子M、N的比荷分别为n1、n2，轨道半径分别为r1、r2，，不计粒子重力。下列说法正确的是A．若n1>n2，则r1=3r2B.若r1>r2，则n1n2C.若r1>r2，则粒子N带负电D.M、N可能带同种电荷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。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（共47分）22．（6分）某同学设计如图所示的装置来探究动能定理。带有水平部分的斜槽固定在水平地面上（固定部分没有画出），斜面倾角为，在E点与水平部分平滑连接，水平部分高度为H，末端F点在水平地面上的投影点记为O点。O点右侧地面上铺有一张白纸，白纸上面铺上复写纸以记录落点位置。先让可视为质点的滑块从斜槽的某一点由静止释放，恰好运动到F点停下，该释放点记为M点。在斜槽上作出N、P、Q点，且MNNPPQ.然后分别让滑块从N点、P点、Q点由静止释放落到水平地面白纸上的A1、A2、A3点。已知斜槽面各处粗糙程度相同。则（1）利用“倍增法”来探究动能定理的过程中，斜槽的倾角、斜槽水平部分的高度H是否必须测量（填“是”或“否”）。在实验误差允许的范围内，满足OA1:OA2:OA3，动能定理得到验证。（2）若斜槽水平部分的高度H、斜槽的倾角在实验前已被测定。有同学想借助该装置测定斜槽面与滑块间的动摩擦因数,必须要测定的物理量有______。A.滑块的质量B.当地的重力加速度gC.释放点到M点的距离x1D.滑块落点到O点的距离x223．（9分）实验室提供了以下器材，让学生设计实验电路测定电压表内阻RV1和电阻Rx的阻值：a.待测电压表（量程1V，内阻RV1约1k）和待测电阻Rx（阻值约2k）b.电压表（量程3V，内阻RV2约4.5k）c.毫安表（量程20mA，内阻约50）d.微安表（量程50A，内阻约200）e.滑动变阻器Rf．电阻箱R1（总阻值9999.9）g.电源E（电动势6V，内阻不计）h.开关S1、单刀双掷开关S一个和导线若干(1)为了扩大电压表的量程，必须精确测定其内阻，实验小组设计的部分实验电路如上图所示，请根据可用器材，完成虚线框内部分电路的设计，并画在虚线框内；⑵根据你的设计和相应操作，用两电压表示数及对应其他量表示待测电压表的内阻RV1＝；待测电阻Rx＝。24．（12分）甲车在乙车前方75m处由静止以恒定的功率启动，阻力F阻1104N且恒定，达到最大速度后匀速运动。乙车做初速度为零的匀加速直线运动，最大速度为15m/s。两车同时同向运动，vt图像如图所示，其中甲车质量5103kg，求：（1）甲车的额定功率；（2）乙车做匀加速直线运动的加速度；（3）乙车从出发到追上甲车所用的时间。25．（20分）光滑平行金属导轨倾斜放置，轨道平面与水平面成＝37，轨道间距l0.5m；质量m0.1kg的铜棒ab垂直跨放在导轨上，导轨底端串联两个电阻R0和RB，其中RB为磁敏电阻，通过RB的感知可以使其周围磁感应强度达到某一设定值B0后保持不变，RB周围的磁感应强度B由原垂直导轨平面向上的磁场B和感应电流的磁场B共同决定。由静止释放铜棒ab，此时RB周围的磁场未达到设定值B0，铜棒ab做加速运动，且加速度减小；经t00.6s当铜棒加速度减小到3m/s2后保持不变，已知t0时间内通过电阻R0的电荷量q00.15C，铜棒的位移x00.9m，空间磁场的磁感应强度B1.2T，R00.58，取g10m/s2，cos370.8，sin370.6，导轨足够长，不计铜棒及导轨电阻，由静止释放铜棒的时刻为t0的时刻。求：⑴0.6s末铜棒的速度v0；P⑵讨论t00.6s后磁敏电阻RB随时间的变化规律；⑶在t1.0s时间内通过R0的电荷量q及铜棒克服安培力做的功W（保留两位有效数字）。（二）选考题：共15分。请考生从2道物理、2道化学、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．【选修3-3】（15分）⑴（5分）将体积为V1的油酸滴入体积为V2的酒精中制成油酸酒精溶液，n滴该溶液的体积为V1，则1滴溶液中油酸的体积为；取1滴油酸酒精溶液滴入水中，待酒精溶解后水面上形成面积为S的油膜，则油酸分子的直径约为；若油酸的分子量为m0，密度为ρ，取3，则阿伏加德罗常数NA___。（各物理量均为国际单位制单位）⑵（10分）如图所示，在倾角＝37的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热气缸B，当活塞A用劲度系数为k的轻弹簧拉住时活塞到气缸底部的距离为l1，轻弹簧平行于斜面；当让气缸B开口向下、气缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为l2，并测得l20.8l1。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强p0与气缸横截面积S的乘积p0S8mg，操作过程中环境温度不变且不计活塞与气缸之间的摩擦，sin370.6。求：(ⅰ)．气缸的质量M；(ⅱ)．当气缸被轻弹簧拉住时，对缸内气体缓慢加热，使活塞到气缸底部的距离由l2变为l2l1，求此过程中封闭气体因对外做的功而消耗的内能U。34．【选修3-4】（15分）⑴（5分）下列说法正确的是A．由vf可知机械波的传播速率由波长和频率共同决定B．机械波在经过不同介质的界面时会发生反射和折射C．“彩超”利用多普勒效应比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度D．在双缝干涉实验中，双缝间距和双缝到光屏距离一定时，干涉条纹间距与波长成正比E．太阳光下的油膜呈彩色是太阳白光经油膜发生的色散⑵（10分）用某种材料制作的横截面为正三角形的三棱镜，截面边长和棱镜长均为l。在三棱镜内部的正中位置有一个点光源S，若在三角形端面贴上黑色圆纸片，让点光源发出的光仅经一次折射不能从三角形端面射出，满足要求的最小圆纸片恰好与三角形的三边相切。(i)求材料的折射率n；(ⅱ)若在5个面上都贴上黑色圆纸片而让光源发出的光仅经一次折射都不能从三棱镜表面射出，求三棱镜的三角形端面和正方形侧面所用最小纸片总面积之比k。物理部分14.答案：C无论是少量光子还是大量光子，都同时具有粒子性和波动性，选项A错误；由Eh可知，波长越长，光子的能量越小，选项B错误；在光电效应中，由于电子脱离金属所做的功不同，由EkhW可知，产生的光电子的动能就有所不同，选项C正确；在光电效应中，电子吸收光子后从金属中逸出时，逸出功是电子脱离金属所做功的最小值，所以当电子吸收光子的能量与原有热运动能量之和大于该金属的逸出功时，不一定能成为光电子，选项D错误。15.答案：D存在假想中的第九行星时，等效2018VG18环绕中心的质量M更大，所受引力更大，由可知，故周期更小，选项A错误；由可知M更大时速率更大，选项B错误；环绕中心的质量对行星自转没有影响，选项C错误；公转向心加速度，因此M更大时向心加速度a更大，选项D正确。16.答案：C若质点做匀减速运动，则质点在第2s内的平均速度可以小于10m/s或为0（如竖直上抛运动在1.5s末时刻到达最高点），选项A、D错误；若质点做匀加速直线运动，则在第2s内的平均速度大于10m/s，选项B错误；质点在第2s的平均速度可以大于或小于10m/s，因此也可以等于10m/s，选项C正确。17.答案：B由安培定则可判断，a、c在d点的磁场互成120°角，合磁感应强度与b在d处磁感应强度大小相等、方向相同，且与ba成60°角，故d磁感应强度大小为2B，选项A错误B正确；a、c在ac边垂足处合磁感应强度为0，故此处磁感应强度就是b所产生的，由安培定则可判断其方向沿ca指向a，选项C错误；在三角形所在平面上，三角形外ac中垂线上磁场如图所示，Ea、Ec合磁感应强度总与Eb方向相反，因此在适当位置，磁感应强度可为零，选项D错误。18.答案：C由于小球c对支持面的压力恰为零，b、c两球与小球a之间呈引力，b、c带电可能是一正一负或都为负，若b球带负电，则qb可能大于、等于或小于qc，选项A错误；对a、b、c整体，只受丝线拉力和重力两个力，因此丝线拉力FT=3mg，选项B错误；若c球带负电或c球所带负电大于b球所带负电，b、c两球位置互换后静电引力增大，由于b、c两球受到的静电引力大于它们的重力而导致两球向a球压缩弹簧后静止，稳定后丝线拉力仍为3mg不变。若c球带正电，位置互换后静电引力减小，丝线拉力减小。选项C正确；若增加b、c中的负电荷，静电引力增大而导致向上压缩弹簧后静止，稳定后丝线拉力不变，选项D错误。19.答案：BC(略）20.答案：AD重力做功与高度有关，A、A高度相等，因此重力做功相等，选项A正确；图（a），克服摩擦力做的功W1=，图（b）中，由于物块做圆周运动，轨道支持力大于重力在垂直轨道方向的分力，即运动中平均摩擦力大于，克服摩擦力做的功大于，选项B错误；系统产生的热量等于克服摩擦力做的功，选项C错误；虽然物块运动到C、C点时速度大小不相等，但均垂直于重力，重力的功率均为零，选项D正确。21.答案：BC如图所示，设粒子射入点d到b的距离为l，M、N的运动轨迹与bc上不同的两点相切，则，解得，而R，即当B、v相同时Rm1，若n1>n2，则r1r2，则n1=n2，选项B正确；由左手定则可判断，带正电的粒子向右偏转，轨道半径大，所以粒子N轨道半径小向左偏，带负电，选项C正确；两粒子偏转方向相反，因此一定带异种电荷，选项D错误。22．答案：答案：（1）否1::（2）CD23.答案：⑴如图所示（3分）；⑵（3分），Rx=R1（3分）⑴由可知，若用伏安法精确测电阻，必须精确测定出电阻两端电压和通过电流，的最大电流，两块电流表均不能满足要求，且由于电流表内阻不是确定值，也就不能改装。因此，只能用电阻箱等效代替，设计电路如图所示；⑵设两电压表示数分别为U1、U2，S接1，适当调节R，读出电压表示数U1、U2，然后S接2，调节R1，使两电压表示数恢复U1、U2，读出R1的值。由分压原理得，则，Rx=R1。24.解：（1）甲车受到的阻力F阻=1×104N，vm=10m/s（1分）P额=Fvm=1×105w（2分）（2）由图像可得：a乙=0.5m/s2（2分）（3）对甲车前20s由动能定理Pt-F阻S1=代入数据可得：S1=175m（1分）20s~30s内：S2=100m（2分）对乙车：前30sS乙=225m此时两车相距：∆S=(175m+100m+75m)-225m=125m（2分）（1分）则t乙=55s（1分）25.⑴沿斜面方向，由动量定理得①（2分）q0=It0②(1分)解得v0=2.7m/s③(1分)⑵在t0=0.6s后，由牛顿第二定律得mgsinBIl=ma④（1分）⑤（2分）联立解得RB=(3.6t+0.5)Ω⑥（1分）⑶1s末铜棒的速度v=v0+a(t-t0)⑦（1分）由动量定理得⑧（2分）解得q=0.35C⑨（1分）铜棒克服安培力做的功等于系统产生的电能，由能量守恒可知也等于系统损失的机械能，因此有⑩（2分）设铜棒下滑的位移为x，则（2分）（1分）解得W=0.57J（1分）33.⑴答案：（2分）；（1分）；（2分）油酸酒精溶液中油酸的百分含量为，则1滴溶液中含油酸的体积为；油酸分子的直径；油酸的摩尔体积，阿伏加德罗常数⑵答案：ⅰ．M3.47m（或M=m）；ⅱ．∆U=1.48m1glⅰ．当活塞被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为p1，则p1SMgsinp0S①（2分）当气缸被轻弹簧拉住时，气缸内气体的压强为p2，则p2Smgsinp0S②（1分）缸内气体做等温变化，因此p1l1p2l2③（2分）由①②③式解得M3.47m（或M=m）④（1分）ⅱ．依题意，封闭气体消耗的内能等于对外做的功，即∆U=W⑤（1分）对活塞由能量守恒得Wmg(l2l1)sinθp0S(l2l1)0⑥（2分）解得U1.48mgl1⑦（1分）34.⑴答案：BCD机械波的传播速率由介质性质决定，与波的波长和频率无关，选项A错误；机械波和光波一样，在界面处会发生反射和折射，选项B正确；“彩超”原理既是利用多普勒效应比较反射波相对入射波频率的变化来检查身体状况和测定血液流速的，选项C正确；由双缝干涉条纹间距可知选项D正确；太阳光下的油膜呈彩色是薄膜干涉产生的，选项E错误。⑵(i)光源到端面的距离为，端面圆纸片的半径为①（1分）点光源发出的光恰好在纸片边缘发生全反射，因此有②（1分）③（2分）解得n=2④（1分）(ⅱ)由③式知临界角C=30°，光源到三个侧面的距离d=r⑤（1分）设侧面上纸片半径为r’，则⑥（2分）⑦（1分）解得k=2⑧（1分）abcV1V2RES100VS112RxR1V2RES1PAGE