(全国卷)“超级全能生”2021届高三物理1月联考试题(甲卷)(含解析).doc

（全国卷）“超级全能生”2021届高三物理1月联考试题（甲卷）（含解析）

（全国卷）“超级全能生”2021届高三物理1月联考试题（甲卷）（含解析）

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（全国卷）“超级全能生”2021届高三物理1月联考试题（甲卷）（含解析）
注意事项：
1.本试题卷共14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.在平直的公路，上，乙车做匀速直线运动，乙车从甲车旁边驶过时开始计时，此时甲车开始做初速度为0、加速度为a的匀变速直线运动，t1时刻两车又并排行驶，两车运动的位移一时间图像(x－t图像)如图所示，在0～t1的过程中，下列说法正确的是

A.当t＝出时，两车距离最远 B.当t>的某时刻，两车距离最远
C.当t<的某时刻，两车距离最远 D.以上说法都不对
15.水平面上有一质量为m＝1kg的物块，在恒力F的作用下做加速运动，2s后撤掉外力，已知物块在整个过程中运动图像如图所示，则恒力F为

A.4N B.5N C.6N D.7N
16.如图所示是地球周围两颗卫星的轨道示意图，其中c是“风云四号”，即地球同步卫星，b是近地卫星(轨道半径近似等于地球半径)，a是赤道上的物体，a、b、c的向心加速度分别为a1、a2、a3，线速度大小分别为v1、v2、v3，周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是

A.a1＝a2>a3
B.v2>v3>v1
C.T1＝T3<T2
D.假设某时刻b、c卫星在a物体的正上方，则经过时间，b、c卫星再次出现在a物体的正上方
17.已知通电长直导线产生的磁场中，某点的磁感应强度满足B＝k，其中k为比例系数，I为直导线中通有的电流，r为该点到直导线的距离。如图所示，在空间坐标系O－xyz中，正方体ABCD－A1B1C1D1的正中心F与坐标原点O重合，在y轴负半轴某一位置处放置一环形电流，平行于xOz平面(环形电流的圆心处在y轴上，图中未画出)，在x＝r处有一通电直导线(直导线在立方体的外侧)与z轴平行，其电流方向竖直向上，大小为I，此时F处的磁感应强度为零，若将直导线平移到y＝2r处，则F处磁感应强度大小为

A.k B. C. D.0
18.如图所示，匀强电场方向平行于斜面向下，在足够长的绝缘斜面上，带正电的物体从底端沿斜面向上做匀变速运动，在斜面底端时，动能为100J，第一次到A点时动能减少了80J，电势能增加了48J，重力势能增加了12J，物体再次回到斜面底端时的动能为

A.50J B.40J C.20J D.60J
19.不可伸长的轻质细绳长l＝0.5m，一端固定在O点，另一端连接一质量m＝1kg的小球，将小球从O点右侧距离0.4m的位置A点(A与O等高)，以初速度v0＝m/s竖直释放，绳子绷紧瞬间，小球沿绳方向的速度瞬间变为零，已知重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是

A.小球运动到最低点时绳子拉力为50N
B.小球运动到最低点时绳子拉力为36N
C.若在O点的正下方D处有一颗钉子，当OD＝0.4m时，小球恰好能做完整圆周运动
D.若在O点的正下方D处有一颗钉子，当OD＝0.1m时，小球恰好能做完整圆周运动
20.如图所示，同种材料的两滑块A、B，用轻质细绳通过光滑定滑轮相连，A放在粗糙的水平桌面上，此时A、B刚好平衡，已知滑块与水平桌面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，动摩擦因数µ＝，B的质量为m，重力加速度为g，则A和B调换位置后，下列说法正确的是

A.A和B的加速度为g B.A的质量为2m
C.调换后绳的拉力不变 D.调换后绳的拉力变大
21.光滑的绝缘水平面上放置一个单匝正方形金属线框abcd，线框边长为L，质量为m，电阻为R，线框右侧与一根绝缘水平细线相连，细线另一端跨过一个光滑的小定滑轮悬挂一个质量为4m的重物，放置于θ＝30°的足够大的光滑斜面上，在线框右侧存在一宽度为L、方向竖直向下的匀强磁场，磁场的左边界与线框cd边平行且距离也为L，现将线框和重物由静止释放，线框恰好能够匀速通过磁场，重力加速度为g，则

A.线框进入磁场时的速度大小为2
B.磁场的磁感应强度大小为
C.线框通过磁场产生的热量为4mgL
D.线框在进入磁场和穿出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量大小相等
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)某同学用如图所示的实验装置来“验证牛顿第二定律”。PQ为一块倾斜放置的木板，在木板底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)。每次实验时将一物体(其上固定有宽度为d的遮光条)从不同高度h处由静止释放，但始终保持构成的斜面底边长L＝0.500m不变，设物体与木板间的动摩擦因数处处相等，当地的重力加速度为g，物体通过光电门的时间为t。

(1)有两种规格的遮光条，甲为d1＝0.225cm，乙为d2＝0.450cm，则选择 (填“甲”或“乙”)更合适；
(2)调整木板的高度，当h＝0.250m时，物体刚好能做匀速直线运动，则物体与木板间的动摩擦因数为µ＝ ；
(3)物体通过光电门的速度为 (用字母表示)；
(4)增大h，若牛顿第二定律成立，则有 (用g、h、L表示)。
23.(10分)某校物理学习小组在测霍尔元件时，如图甲所示，在一矩形金属薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N两侧面间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，将P、Q间通入电流I，同时把外加与薄片垂直向下的磁场B的霍尔元件当成电源连接成如图乙所示电路图，则

(1)用螺旋测微器测出霍尔元件厚度如图丙所示，则d＝ mm；
(2)M面的电势 (填“高”“低”或“等”)于N面的电势；
(3)按照图乙画出实物连接图；

(4)改变电阻箱的阻值R，记录相应电压表的读数U，多次进行实验，得出图像如图戊所示，截距为b，则霍尔电压UH＝ ，霍尔系数k＝ (用题中的符号表示)。

24.(12分)光滑水平面上放有一半圆弧槽A，半圆弧槽A的质量为M、半径为R，如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从半圆弧槽的右侧顶端由静止释放。

(1)若半圆弧槽A的内表面粗糙，滑块B经过最低点后，恰能运动到半圆弧槽A的左侧C点，OC与竖直方向的夹角为θ，则在该过程中，半圆弧槽A的位移为多少；
(2)若半圆弧槽A的内表面光滑，M＝2m，则滑块B滑到最低点时，半圆弧槽A对滑块B的支持力为多少？
25.(20分)在xOy平面中，在第一、二象限存在方向竖直向下的匀强电场，在第三、四象限存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，在A(0，d)位置，某电荷量为+q、质量为m的带电微粒以v0的速度沿x轴正方向飞出，微粒通过x轴上的C点(图中未标出)与x轴正方向成45°夹角进入匀强磁场，微粒从磁场中出来后，再经过电场恰能返回A位置，不计微粒重力，求：

(1)C点的坐标；
(2)微粒再次回到A位置所用的时间；
(3)微粒从A位置飞出，经电场进入磁场以后，电场强度大小不变，电场方向变为与x轴正方向成135°角斜向下，从A位置出发后，第5次经过x轴的坐标。
(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)油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，用滴管向量筒内滴50滴油酸酒精溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，则每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 m3；若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示(图中正方形格的边长为2cm)，油酸薄膜的面积是 cm2，则估测出油酸分子的直径为 m。(最后一空保留三位有效数字)

(2)(10分)水平放置的导热气缸一端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；一定质量的活塞只能在a、b间移动，活塞封闭有一定质量的理想气体，初始状态时活塞位于b的位置，且卡口对活塞无作用力，现在将气缸逆时针旋转90°，稳定时活塞位于卡口a位置，且卡口对活塞的作用力恰好为0，已知大气压强为p0，活塞横截面积为S，厚度不计，外界温度为T，物体重力加速度为g，求：

(i)活塞的质量；
(ii)保持气缸竖直放置，改变环境温度，当活塞重新回到卡口b位置时，卡口对活塞的作用力恰好为0。已知气缸内气体内能与温度的关系满足U＝kT，求活塞从卡口a回到卡口b过程中，气体从外界吸收的热量。
34.[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)一简谐横波t＝0时刻的波形图如图甲所示，平衡位置坐标x＝0.32m的质点P此时的运动方向向下。图乙是该波上某质点的振动图像，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.该波沿x轴负方向传播
B.图乙可能是x＝0.4m处质点的振动图像
C.该波传播的波速为4m/s
D.t＝0到t＝0.1s时间内，质点P经过的路程是20cm
E.t＝0.1s时，质点P的速度正好与0时刻速度相同
(2)(10分)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，CD为直径，O为圆心，对称轴O'O垂直于CD，在玻璃砖的右侧放置一个完全相同的另一玻璃砖，已知C'D'//CD。位于A点的光源发出一束与O'O平行的单色光，射向玻璃砖上的B点，经玻璃砖折射后，从P点沿与CD成θ＝30°角的方向射出。光线射入另一玻璃砖表面的M点后，最后在玻璃砖内表面E点(图中未画出)恰好发生全反射。已知AO'平行于CD，AO'＝R，AB＝R，光在真空中的传播速度为c。求：

(i)光从A点传播到P点所经历的时间；
(ii)已知O''为右玻璃砖的圆心，也在O'O的直线上，求M点到OO''的距离。