1、（新高考）湖南省名校联盟2021届高三物理下学期开学考试试题一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列说法中错误的是( )A.若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B.原子核发生一次衰变,该原子外层就一定失去一个电子C.核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为,可以判断为电子D.质子、中子、粒子的质量分别是,质子和中子结合成一个粒子,释放的能量是2.在平直公路上三车同向行驶,在某段时间内它们的速度()-时间()图像如图所示,已知
2、时刻,两车恰好相遇,车在两车前方25m处,且时刻两车速度相等;时刻两车速度相等,车速度恰好为零。下列说法正确的是（）A.内车的加速度大于车的加速度B.内,两车的距离先减小后增大C.时,两车相距30 mD.时,两车恰好相遇3.如图所示，实线圆表示地球，竖直虚线a表示地轴，虚线圆表示地球卫星可能的轨道，对于此图，下列说法正 确的是( )A.都可能是地球卫星的轨道B.c不可能是地球卫星的轨道C.b可能是地球同步卫星的轨道D.d定是地球同步卫星的轨道4.在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的处，经过到达传送
3、带的端。用速度传感器测得货物与传送带的速度随时间变化图象如图乙所示，已知重力加速度，由图可知( ) A.两点的距离为B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5C.货物从运动到过程中，传送带对货物做功大小为D.货物从运动到过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为5.某静电场的电场线与轴平行，电势随坐标变换的关系图象如图所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子在轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中两点的坐标分别为，则（ ）A.该带电粒子一定带负电荷B.该电场为匀强电场，电场强度大小为C.该粒子沿轴从点到点的过程中，电势能一直增大D.在x轴上从点到点电场的方向先沿
4、x轴正方向后负方向6.如图所示,在光滑水平桌面上有一正方形导线框;在导线框右侧有匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.让线圈由位置1通过匀强磁场区域运动到位置2,下列说法中正确的是( )A.线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入的速度越大,感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大D.线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有逆时针方向的感应电流二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部
5、选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图所示,是磁感应强度为B的匀强磁场的边界,磁场方向垂直纸面向里.一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场.若粒子速度为,最远能落在边界上的A点.下列说法正确的是( )A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于8.半圆柱体放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板,在和之间放有一个光滑均匀的小圆柱体,整个装置处于静止状态,如图所示是这个装置的截面图,若用外力使保持竖直且缓慢地向右移
6、动,在落到地面以前,发现始终保持静止,在此过程中,下列说法中正确的是（ ）A.对的弹力逐渐减小B.地面对的摩擦力逐渐增大C.间的弹力先减小后增大D.地面对的弹力不变9.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比1:2，原线圈与光滑水平导轨相连，轨道间距，匀强磁场垂直于轨道，若电阻不计的金属棒以速度在导轨上运动，副线圈上连接规格“2.5 V 5 W”小灯泡L、电容器.则下列说法正确的是( )A.小灯泡恰好能正常发光B.电容器的支路没有电流C.若金属棒的速度，小灯泡亮度不变D.若金属棒向右匀加速运动，电容器上极板带正电10.如图甲所示，两个弹性球和放在光滑的水平面上处于静止状态，质量分别为和，其中。现
7、给球一个水平向右的瞬时动量，使球发生弹性碰撞，以此时刻为计时起点，两球的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图示信息可知( )A球的质量B球和在相互挤压过程中产生的最大弹性势能为4.5JC在时刻两球动能之比为D时刻两球的动能之和大于0时刻球的动能三、非选择题：共56分。第1114题为必考题，每个试题考生都必须作答第1516题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11.（6分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验.光滑的水平平台上的A点放置一个光电门.实验步骤如下：A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B.用天平分别测得小滑块a（含挡光片）和小球b的质量
8、为；C.将a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧，静止放置在平台上；D.细线烧断后，a、b被弹开，向相反方向运动；E.记录滑块a离开弹簧后通过光电门时挡光片的遮光时间t；F.小球b离开弹簧后从平台边缘飞出，落在水平地面的B点，测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘铅垂线之间的水平距离；G.改变弹簧压缩量，进行多次实验.（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度_mm；（2）若在误差允许范围内，满足_，则a、b与弹簧作用过程中系统动量守恒.（用上述实验所涉及物理量的字母表示，重力加速度为g）12.（9分）某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有：待测干电池一
9、节(内阻很小)、电流表A(量程0.6 A，内阻小于)、电流表 (量程0.6 A，内阻未知)、电阻箱 ()、滑动变阻器()、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个，导线若干。(1)该同学按图甲所示电路连接进行实验操作。请在答题卡相应位置的虚线框内补全与图甲对应的电路图_。(2)测电流表A的内阻：闭合开关K，将开关S与接通，通过调节电阻箱和滑动变阻器，读取电流表A的示数为0.20 A、电流表的示数为0.60 A、电阻箱的示数为，则电流表A的内阻_。(3)测电源的电动势和内阻：断开开关K，调节电阻箱，将开关S接_(填“C”或“D”)，记录电阻箱的阻值和电流表A的示数；断开开关K，开关S所接位置不变，多
10、次调节电阻箱重新实验，并记录多组电阻箱的阻值和电流表A的示数。(4)数据处理：图乙是由实验数据绘出的R图象，由此求出干电池的电动势_V、内阻_。(计算结果保留二位有效数字)(5)如果电流表A的电阻未知，本实验_ (填“能”或“不能”)测出该电源的电动势。13.（13分）如图所示,倾角、间距的足够长金属导轨底端接有阻值的电阻,质量的金属棒垂直导轨放置,与导轨间的动摩擦因数.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x.在区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场.从时刻起,棒在沿x轴正方向的外力F作用下,从处由静止开始沿斜面向上运动,其速度v与位移x满足(可导出),.当棒运动至处时,电阻R消耗的电功率,运动
11、至处时撤去外力F,此后棒将继续运动,最终返回至处.棒始终保持与导轨垂直,不计其他电阻,求:(提示:可以用图像下的“面积”代表力F做的功,)(1)磁感应强度B的大小;(2)外力F随位移x变化的关系式;(3)在棒整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.14.（15分）如图，一轻弹簧原长为，其一端固定在倾角为的固定直轨道的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，均在同一竖直平面内质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点(未画出)，随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，.已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g.(取，)(1)求P第一
12、次运动到B点时速度的大小；(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能；(3)改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。15.（物理选修33）（13分）（1）对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）A气体的内能包括气体分子的重力势能B气体的内能包括分子之间相互作用的势能C气体的内能包括气体整体运动的动能D气体体积变化时，其内能可能不变E气体的内能包括气体分子热运动的动能（2）一形玻璃管
13、竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强。环境温度不变。16.物理选修3-4（13分）(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6s时刻x轴上090m区域的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是( )A.若T0.6s,这列波的波速可能为250m/sB.若T0.6s,这列波的波速可
14、能为250m/sC.若T=0.8s,则当t+0.5s时刻,质点b、P的位移相同D.质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cmE.某时刻质点P与Q的速度可能相同(2)如图所示,跳水比赛中的1m跳板(即离水面1m高)上方有一点光源S,该光源距跳板高度为H=3m、离跳板右端水平距离为x=4m。已知水深h=4m,A为跳板右端点在水底正下方的投影。若跳板水下阴影右端点B到A的距离为,则:()该光源发出的光在水中的折射率为多少?()若在水底A处放一物体,则从跳板右端向下看,该物体看起来在水下多深处? 答案以及解析1.答案：B解析：A.根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量
15、大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应。故A正确；B.衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子。故B错误；C.根据质量数守恒与电荷数守恒可知,衰变后的产物x的质量数为0,电荷数为1,是电子,所以衰变方程为.故C正确；D.质子、中子、粒子的质量分别是,质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为,根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是.故D正确。本题选择错误的
16、，故选：B。2.答案：D解析：05s 内，a 车加速度大小为，c 车加速度大小为，所以 a 车的加速度小于 c 车的加速度，A 错误；05s 内，b、c 两车的距离先增大后减小，B 错误；t=5s 时，a、b 两车相距 15m，C 错误；05s 内，a 车位移为 40m，c 车位移为 15m，a 比 c 多走 25m，正好等于 t=0 时刻 a、c 两车相距的距离，所以两车正好相遇，D 正确。3.答案：B解析：地球的所有卫星的轨道圆心一定在地心，故都可能是地球卫星的轨道，c不可能是地球卫星的轨道，A错误，B正确;地球同步卫星和地面相对静止，距地高度36 000 km，一定在赤道的正上方，所以b
17、不可能是地球同步卫星的轨道，d不一定是地球同步卫星的轨道，C、D错误.4.答案：B解析：A. 货物的位移就是两点的距离,求出货物的vt图象与坐标轴围成的面积即可。所以有：，故选项A错误；B. 由图象可以看出货物做两段匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有：, 由图象得到：，解得：，故选项B正确；C. 传送带对货物做的功分两段来求,有：，故选项C错误；D. 货物与传送带摩擦产生的热量也分两段来求,有：，故选项D错误。5.答案：B解析：粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，选项A错误；在图象中，图线斜率表示场强大小，斜率不变说明电场为匀强电场，电场强度大小为，选项B正确；粒子沿轴从点到点的过程中
18、，电场力一直做正功，电势能一直减少，选项C错误；由图像知电势降低，根据沿着电场线电势降低，所以在轴上从点到点电场强度都沿轴正方向，选项D错误。6.答案：A解析：线圈进入匀强磁场区域的过程中,穿过线圈的磁通量增加,则有感应电流产生,根据可知,进入的速度越大,感应电流越大,A选项正确;整个线圈在匀强磁场中运动时,穿过线圈的磁通量不变,则无感应电流产生,B、C选项错误;根据楞次定律,线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有顺时针方向的感应电流,D选项错误.7.答案：BC解析：当粒子从O点垂直边界射入磁场时,距离最大,最大距离为,又,所以.当粒子打在A点的左侧时,若入射方向不变,半径减小,速度小于,若入
19、射方向调整,半径可能比原来大,也可能比原来小,因为速度方向未知,所以其速度可能大于或小于,故A错误;由于粒子速度等于时最远到达A,故要使最远点在A右侧,速度必须大于,故B正确;当粒子从O点垂直射入磁场时,若刚好到达A点左侧距离d处,则有,得,要满足条件,速度必须不小于v,故C正确;由于粒子可沿任意方向飞入磁场,速度极大的粒子仍可满足条件,故D错误.8.答案：BD解析：ACD、对小圆柱体进行受力分析,受竖直向下的重力、背向的圆心的的支持力和挡板的水平向左的支持力的作用,如图所示,建立直角坐标系,把进行正交分解,设与轴方向上的夹角为，沿轴方向上有：沿轴方向上有：联立解得：在向右移动时,角减小,由式
20、可知,对的弹力逐渐增大，故A错误；在向右移动时,角减小,由式可知,间的弹力逐渐增大，故C错误，D正确；B. 再考虑整体,受重力、地面支持力,的向左的支持力,地面的摩擦力,由于对的弹力逐渐增大，故地面对整体的摩擦力也变大，故B正确；9.答案：AC解析：由题知，原线圈电动势最大值为，原线圈电压有效值，由理想变压器规律知，小灯泡两端电压为，故小灯泡恰好能正常发光，选项A正确；电容器支路有充电、放电电流，选项B错误；若金属棒的速度，原线圈电压有效值不变，小灯泡两端电压仍然为，即小灯泡正常发光，亮度不变，选项C正确；若金属棒向右匀加速运动，由楞次定律知，副线圈中感应电流的磁场方向向下，故电容器上极板带负
21、电，选项D错误.10.答案：AC解析：A.两球碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由图示图线可知,时刻两球速度相等为1 m/s，由动量守恒定律得：代入数据解得：，故A正确；B.当两球速度相等时弹性势能最大,由能量守恒定律得：,代入数据解得：，故B错误；C. 两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：代入数据解得：时刻两球的动能之比：,故C正确；D. 两球发生弹性碰撞,碰撞过程系统机械能守恒,由此可知,时刻两球的动能之和等于0时刻A球的动能，故D错误；故选：AC。11.答案：（1）3.704（3.7043.706均可）（2）解析
22、：（1）螺旋测微器的读数是主尺上的读数和游标尺上的读数的和，由题图乙可以求得挡光片的宽度.（2）烧断细线后，小滑块a与小球b被弹簧弹开，小滑块a获得的动量与小球b获得的动量大小相等、方向相反，而小滑块a通过光电门的速度，小滑块a获得的动量，小球b做平抛运动，竖直方向上，根据运动学公式可得，解得，所以速度，弹开后小球b获得的动量.12.答案：1.见解析;2.0.20;3.D;4.1.5;0.25;5.能解析：1.电路图如图所示2.根据串并联电路的规律可知，流过电阻箱R1的电流；电压，则电流表内阻。3.S接D。3.根据3题中步骤和闭合电路欧姆定律可知变形可得：根据图象可知，解得；5.由式可知：当电
23、流表内阻未知时，能测出电动势，但不能测出内电阻。13.答案：(1)(2)时，;时，(3)0.324 J解析：(1)时,金属棒的速度,电阻R上消耗的功率为，解得.(2)在无磁场区间时,由牛顿第二定律得,且,联立可得;在有磁场区间时,由牛顿第二定律得,联立可得.(3)时,金属棒的速度,从处到处由动能定理得，根据图像,代入得;由牛顿第二定律可知金属棒到达后减速上滑的加速度大小为,金属棒到达最高点后加速下滑的加速度大小为,设再次回到处时金属棒速度为由运动学规律得,解得,设金属棒在磁场中匀速运动时速度为,由受力平衡得,解得,可知金属棒进入磁场后做匀速直线运动,从处回到处由动能定理得,解得,故.14.答案
24、：(1)(2)(3)；解析：(1)由题意可知：设P到达B点时的速度为，由动能定理得式中，联立式并由题给条件得(2)设到达E点时速度为零，此时弹簧的弹性势能为，由过程，根据动能定理得之间的距离为P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理有联立式得(3)设改变后P的质量为点与G点的水平距离为、竖直距离为，由几何关系(如图所示)得.由几何关系得：设P在D点的速度为，由D点运动到G点的时间为t.由平抛运动公式得：联立得设P在C点速度的大小为，在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有P由E点运动到C点的过程中，由动能定理得联立得15.答案：（1）BDE（2）设初始时,右管中空气柱的压强为,长度
25、为;左管中空气柱的压强为,长度为.该活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为,长度为.;左管中空气柱的压强为,长度为.以cmHg为压强单位。由题给条件得：,由玻意耳定律得,联立式和题给条件得：,依题意有：,由玻意耳定律得：,联立式和题给条件得：h=9.42cm.答：此时右侧管内气体的压强为144cmHg，活塞向下移动的距离为9.42cm.16.答案：(1)BCE（2）解：（）作出光路图如图所示。由相似三角形关系得,解得：,而BE=AB-AE=AB-（GD-x）=3m，在三角形SIC中，,在三角形DEB中，,由折射定律可知：.（）设A的视深为h，从A上方看，光的入射角及折射角均很小，则可认为。设入射角AOC=DAO=，COB=DAO=，由折射定律:,而,解得：。
