全國卷“超級全能生”13

〔全國卷〕“超級全能生〞2021屆高三物理3月聯(lián)考試題〔甲卷〕〔含解析〕本卷須知：1.本試題卷共8頁，總分值300分，考試時間150分鐘。2.答題前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡的相應位置。3.全部答案在答題卡上完成，答在本試題卷上無效。4.答復選擇題時，選出每題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。5.考試結束后，將本試題卷和答題卡一并交回。二、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分。在每題給出的四個選項中，14～18題只有一個選項符合題目要求，19～21題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)14.玻爾在盧瑟福的原子核式結構根底上引入了能級量子化和軌道量子化的思想，提出了玻爾原子模型，在解釋核外只有一個電子的氫原子光譜上取得了近乎完美的成功。如下列圖為氫原子的能級圖，以下說法正確的選項是A.氫原子的核外電子需要吸收一個能量大于1.89eV的光子，才可以從n=2的能級躍遷到n=3的能級×1034HzD.用能量為12.75eV的單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子，該氫原子可以發(fā)出3種能量的光子15.如圖，兩條固定且足夠長的絕緣直導線L1和L2相互垂直相交于點O，導線L1上方、L2左右兩側分別存在磁感應強度大小均為B0，方向分別垂直平面向外、向里的勻強磁場。L1中的電流水平向左，L2中的電流豎直向上，關于導線L2對稱的M、N兩點到導線L1的距離相等。N點處的磁感應強度大小為2B0，方向垂直平面向里；流經(jīng)L1的電流在M點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0，方向垂直平面向里，以下說法正確的選項是1的電流在N點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B02的電流在N點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0B0B016.“北斗〞成功組網(wǎng)，“天問〞奔赴火星，“嫦娥五號〞月球取樣歸來，剛剛過去的2021年，英雄的中國人民不僅戰(zhàn)勝了肆虐的疫情和水患，還在航空航天等諸多領域取得了豐碩的成果。關于北斗導航系統(tǒng)里近地軌道衛(wèi)星和赤道地面上隨地球自轉的物體的比較中，以下說法正確的選項是17.如圖甲所示，外外表光滑的斜劈固定在水平面上，質量為m=kg的物塊從斜劈頂端由靜止下滑時的運動位移(x)和速度平方(v2)的關系圖像如圖乙所示。假設在斜劈頂端固定細線的一端，細線另一端與物塊連接，靜止時細線與斜面平行，如圖丙所示，解除斜劈固定后，當斜劈以a=2g(取g=10m/s2)的加速度向右運動時，細線的拉力大小為18.水平地面上的真空封閉容器內存在水平方向的勻強電場，場強大小為E。質量為m的帶電油滴以速度大小v0從A點噴射入電場，經(jīng)調整入射方向，油滴沿豎直平面做直線運動到B點，軌跡如下列圖。油滴自A點運動到最高點B后即沿BA方向折返，測量出AB兩點間的高度差為h，重力加速度為g。以下分析正確的選項是mv02－mghB.油滴一定帶正電，且返回a點時，速度大小仍為v0θ，那么可以計算出油滴的電荷量D.假設可測量出油滴從B返回A的時間，仍無法計算出油滴的電荷量19.如圖甲所示，光滑水平軌道與光滑半圓軌道相連接。小球從水平軌道上以某一速度進入半圓軌道，小球經(jīng)過半圓軌道最高點B時的速度的平方v2與此時軌道與小球間彈力F的關系如圖乙所示，重力加速度取g=10m/s2，以下說法正確的選項是D.假設小球恰好能通過最高點B，小球在A點的動量大小為p=5kg·m/s20.如下列圖，傾角為a的斜面體上放一物塊，物塊與沙桶通過細繩繞過光滑定滑輪相連接，滑輪左側細繩與斜面平行，向沙桶中添加少量沙子或用細線將沙桶拉離豎直方向少許后，物塊與斜面體始終保持靜止。那么以下說法正確的選項是A.向沙桶中增添少量沙子后，斜面對物塊的支持力變小B.向沙桶中增添少量沙子后，斜面體對物塊的摩擦力一定變大C.用細線將沙桶拉離豎直方向少許后，地面對斜面體的支持力減小D.用細線將沙桶拉離豎直方向少許后，地面對斜面體的摩擦力增大21.如下列圖，虛線下方區(qū)域內有磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。半徑為L、圓心角為θ=60°的扇形閉合導線框Oab繞垂直于紙面的O軸(O軸位于磁場邊界的虛線上)，閉合導線框電阻為3R，其中弧ab電阻為R，現(xiàn)將導線框以角速度ω順時針勻速轉動一周，以下說法正確的選項是BL2ω三、非選擇題(包括必考題和選考題兩局部，共174分。第22～32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33～38題為選考題，考生根據(jù)要求作答)(一)必考題(此題共11題，共129分)22.(5分)物理實驗興趣小組的同學們設計了如圖甲所示的實驗裝置，用來探究質量一定時加速度與力的關系，其中帶滑輪的小車的質量為M，沙桶注入細沙后的質量用m表示，前端帶有可調滑輪的長木板放置在水平桌面上，末端安裝有打點計時器。開始實驗前，會根據(jù)實驗需要認真調整力傳感器的固定位置和長木板前端滑輪的上下，使得繞過兩滑輪的輕質細線與長木板板面平行，力傳感器可以較精確地測出輕繩拉力的大小。(1)實驗時，以下操作有必要且操作方法正確的選項是。B.將帶滑輪的長木板右端墊高，紙帶穿過打點計時器，不掛沙桶，仔細調節(jié)木板傾角以平衡摩擦力C.小車盡量靠近打點計時器放置，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)并乘2后記作FD.為減小誤差，實驗中需要調節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的兩條細線與長木板保持平行(2)同學們仔細操作，在實驗中得到一條如圖乙所示的紙帶(兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出)，打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可求出小車的加速度為m/s2。(結果保存三位有效數(shù)字)(3)按照正確操作流程，正確的測量、讀數(shù)、計算和數(shù)據(jù)處理開展本實驗，繪制出小車的加速度a與力傳感器的示數(shù)F的關系圖像，如圖丙所示，與本實驗相符合的圖像是。23.(10分)甲、乙兩同學查閱資料獲得一熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示，甲、乙兩同學想用該熱敏電阻隨溫度的變化規(guī)律測量所在學校春季室外溫度(溫度大約在14～22℃)，除了開關S、導線之外還有以下器材可供選用：電壓表V1(量程0～15V，內阻約為15kΩ)；電壓表V2(量程0～3V，內阻約為5kΩ)；電流表A1(量程0～150μA，內阻約為100Ω)；電流表A2(量程0～10mA，內阻為500Ω)；滑動變阻器Rp(阻值范圍0～20Ω，額定電流1A)；電源E(電動勢3.0V，內阻不計)。(1)為了科學合理地測量該熱敏電阻RT的阻值，得出甲、乙兩同學所在學校在實驗進行過程中的室外溫度，甲、乙兩同學設計了如圖(b)所示的電路原理圖。電壓表應該選用(填“V1〞或“V2〞)，電流表應該選用(填“A1〞或“A2〞)。(2)根據(jù)該熱敏電阻RT的阻值隨溫度變化的特點，組裝一個由該熱敏電阻RT控制的報警系統(tǒng)，電路原理圖如圖(c)所示，要求當熱敏電阻的溫度到達或超過60℃ΩΩ)。電路接通前，滑動變阻器的滑片應置于(填“a〞或“b〞)端附近，再將電阻箱調到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值應為；將開關撥向(填“1〞或“2〞)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警系統(tǒng)開始報警，保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。24.(12分)如下列圖，在磁感應強度大小B=2.0T，方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成θ=37°ΩΩ。調節(jié)滑動變阻器滑片，使得理想電流表的示數(shù)為I=2.5A時，金屬桿被釋放后恰好不沿軌道下滑。最大靜摩擦力視為等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：(1)金屬桿恰好不下滑時滑動變阻器接入電路的阻值Rp；(2)金屬桿與軌道間的動摩擦因數(shù)μ；(3)調節(jié)滑動變阻器滑片，當電流表的讀數(shù)為I1=2.0A時釋放金屬桿，釋放瞬間金屬桿的加速度大小。25.(20分)如下列圖，足夠長的粗糙水平臺和長度L=6.5m、速度v=4.0m/s、向左勻速轉動的傳送帶等高，且與傳送帶PQ連接。在t=0時刻，質量為mA的物塊A與質量為mB的木板B一起以共同速度v0=3.5m/s在平臺上開始向右運動(物塊A在木板B的最左端)。且在t=0時刻，質量為mC的物塊C以vC=5m/s的速度從傳送帶最右端Q向左運動(物塊C在傳送帶上的運動過程中可將其視為質點)。物塊C與木板B恰好在傳送帶最左端P發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)。運動過程中物塊A始終未離開木板B。物塊C與傳送帶間的動摩擦因數(shù)和木板B與水平臺間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.10，物塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.3，mB=2mC=8mA，重力加速度取g=10m/s2，求：(1)物塊C在傳送帶上的運動時間；(2)長木板B的最小長度L(結果保存兩位小數(shù))；(3)最終物塊C是否從Q端滑落傳送帶，請說明理由并計算出物塊C在Q端時的速度大小。(二)選考題(共45分。請考生從2道物理題、2道化學題、2道生物題中每科任選一題作答。如果多做，那么每科按所做的第一題計分)33.[物理－選修3－3](15分)(1)(5分)某興趣小組在做“用油膜法估算分子大小的實驗〞，首先將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是(寫出一種即可，合理均可得分)，實驗中為了測量出一滴濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，用注射器或者滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內增加一定體積VN時的滴數(shù)N，那么每一滴酒精溶液的體積為V0=用所給的物理量符號表示)；為得到油酸分子的直徑，還需測量單分子油膜面積S，油膜面積的測量中誤差可能有(寫出一種即可，合理均可得分)。(2)(10分)如下列圖，一粗細均勻的U形細玻璃管豎直放置并盛有水銀，左端封閉一定質量、長度為L=5.0cm的空氣，右端足夠長且上端開口與大氣相通。玻璃管底部有一處于關閉狀態(tài)的絕熱開關K，此時右側管中的水銀面比左側管中的水銀面高h1=16.0cm，現(xiàn)將開關K翻開，從玻璃管中緩慢放出局部水銀，當左側水銀面比右側水銀面高h2=10.0cm時，將開關K關閉，此時玻璃管內左邊空氣柱的溫度為27℃，并對左側玻璃管內的空氣加熱至兩邊水銀柱等高。大氣壓強p0=75.0cmHg。取T=t+273℃，計算結果保存一位小數(shù)，求：(i)放出局部水銀后左邊封閉空氣柱的長度；(ii)兩邊水銀柱的高度相等時，左邊空氣柱的溫度為多少攝氏度？34.[物理－選修3－4](15分)(1)(5分)一簡諧橫波在均勻介質中沿x軸正方向傳播，O點為波源。t=0時刻振動剛剛傳到平衡位置x=6m的質點處，波形如下列圖。假設在t=0.9s時刻，x=6m處的質點第3次到達波峰。以下說法正確的選項是。(填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)λ=4m，波速為5m/sB.t=0.1s時刻平衡位置x=2m處的質點L有沿負方向最大加速度C.在t=0.2s時刻，平衡位置x=4m處的質點N有沿正方向最大速度D.t=0時刻平衡位置x=3m處的質點M有沿正方向的最大