1、卓越联盟2021届高三物理上学期12月联考试题（含解析）一、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1418 题只有一项符合题目要求，第1921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。1. 目前我市交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚，如图所示，正以36km/h的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一行人正在闯红灯横穿马路，此时汽车的车头距离停车线10m该车减速时的最大加速度大小为5 m/s2，则下列说法中正确的是( )A. 如果驾驶员的反应时间为0.4 s，行人一定是安全的B. 如果
2、驾驶员的反应时间为0.2 s，行人一定是安全的C. 如果驾驶员的反应时间为0.1 s，行人一定是安全的D. 除非不考虑驾驶员的反应时间，立即以最大加速度减速，行人才一定是安全的【答案】D【解析】【分析】根据位移时间公式求出立即匀减速运动的位移，判断是否通过停车线，根据速度位移公式求出减速到零的时间，然后求出位移，判断是否超过停车线【详解】汽车的初速度v0=36km/h=10m/s，若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间，所以从刹车到停止的位移；汽车的车头距离停车线10m，除非不考虑驾驶员的反应时间，立即以最大加速度减速，行人才一定是安全的，故ABC错误、D正确故选D【点睛】解决本题的关键掌握匀变
3、速直线运动的速度时间公式、速度位移公式、位移时间 公式，并能灵活运用，同时要注意刹车的末速度可能是02. 如图所示，A 和 B 两个小球由两段轻细线连接并系在 O 点，现在对 B 球施加一拉力（未画出），使 OA 段细线偏离竖直方向 角度。已知虚线与细线 AB 段垂直，虚线与细线 OA 段垂直，虚线沿水平方向，虚线沿 AB 方向。若要使对 B 球施加的拉力最小，则此拉力的方向应为（）A. 沿虚线B. 沿虚线C. 沿虚线D. 沿虚线【答案】B【解析】【分析】【详解】ABCD将A和B看成一个整体，受到重力、绳子OA的拉力及外力，如图所示，当外力与绳子OA垂直时，拉力最小，即沿虚线，ACD错误，B正
4、确。故选B。3. 2020年在航天界也可以说是火星年。由于今年“火星冲日”，火星与地球的距离会达到极近。因此，许多国家都瞄准了这个机会想要一睹火星真容，中国也不例外。假设一颗卫星绕火星做椭圆运动时，已知卫星在远地点时距离火星表面的高度为60.0km，速度为3.6km/s，火星半径为3300km，万有引力常量G =6.6710-11Nm2 /kg2。若将火星视为均匀球体，则火星的密度约为（）A. 4.0103kg/ m3B. 4.0106kg/m3C. 1.0103kg/ m3D. 1.0106kg/m3【答案】A【解析】【分析】【详解】根据开普勒第三定律可知，绕火星表面运行的卫星周期T1，对绕
5、火星表面运行的卫星密度联立解得4.0103kg/ m3故选A。4. 如图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向上，L2中的电流方向向右； L1的右边有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于某匀强磁场中，该匀强磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向垂直于纸面向里。则（）A. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面内B. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外C. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外D. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
6、，方向垂直纸面向内【答案】D【解析】【分析】【详解】根据右手螺旋定则可知流经L1的电流在a、b点产生的磁感应强度大小相等，方向向里，大小为B1；根据右手螺旋定则可知流经L2的电流在b点产生的磁感应强度方向向里，大小为B2；根据右手螺旋定则可知流经L2的电流在a点产生的磁感应强度方向向外，由对称性可知大小也为B2；以向外为正方向，则在a点有在b点有联立得，故选D。5. 如图所示，空间中存在着匀强电场，长方体ABCD- A1B1C1Dl 中ADD1A1是边长为lm的正方形，棱AB长2m，E、F为棱AB， CD的中点，E1、F1为棱A1B1，C1D的中点。已知A1 =0，A=2V，E=4V，B=6V
7、，C=8V。则下面说法正确的是（）A. F1点电势可能为6VB. 电场强度大小为V/mC. B、F1两点的电势差UBF1与A、E两点的电势差U AE相同D. 把0.1C 正电荷从B点移到D点，电场力做功是0.4J【答案】B【解析】【分析】【详解】A ，解得：， ，根据，解得：，故A错误；B场强沿DF方向分量同理沿EF1、EF方向分量均为2V/m，故场强故B正确；C根据以上分析可知， ，故C错误；D把0.1C 正电荷从B点移到D点，电场力做功是故D错误。故选B。6. 如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为L的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为E，内阻为r。整个装置处
8、于竖直向下的匀强磁场中。现将质量为m，电阻为R的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为v，此刻通过棒电流为I。则（）A. 此过程中通过棒的电荷量为B. 此过程中导体棒产生的热量为C. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U= E- IrD. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U E- Ir【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.导体棒运动过程水平只受安培力，由动量定理和可得故A正确；B.根据可知故B错误；CD. 离开桌面前的瞬间，根据闭合电路的欧姆定律可得故D错误，C正确。 故选AC7. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m
9、的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放，到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好能回到A。已知ACL，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则（）A. 下滑过程中，环的加速度不断减小B. 下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为mv2C. 从C到A的过程，弹簧对环做功为D. 环经过B时，上滑的速度大于下滑的速度【答案】CD【解析】分析】【详解】A圆环从A处由静止开始下滑，初速度为零，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，加速度为零时速度最大，再做减速运动，所以加速度先减小至零，后反向
10、增大，A错误；B设摩擦力做功大小为Wf，弹簧弹力做功的大小为W弹，圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，根据动能定理得联立解得根据功能关系，该过程产生的热量为，B错误；C从C到A过程，由动能定理得其中，联立解得C正确；D圆环从A处由静止开始下滑到B过程，由动能定理得 圆环从B处上滑到A的过程，由动能定理得整理得 比较式可得则环经过B时，上滑的速度大于下滑的速度，D正确。故选CD。8. 如图（甲）所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化
11、关系如图（乙）所示。线框中的感应电流i （规定逆时针为正）随时间t变化的图线和ab边受到的安培力F（规定向右为正）随时间t变化的图线，其中可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【分析】【详解】在0到1秒内，磁感应强度B均匀增加，则线框中产生感应电流，由楞次定律可得电流方向为：逆时针，由法拉第电磁感应定律可得，感应电流大小恒定。由于规定电流逆时针方向为正，则由左手定则可得，ab边受到的安培力F方向向右。规定安培力向右为正，则安培力为正值，且大小随着磁感应强度B变化而变化。当在1秒到2秒内，磁场不变，则线框中没有磁通量变化，所以没有感应电流。则线框也不受到安培力。故AC错误B
12、D正确。故选BD。二、非选择题：共174分，第2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题，考生根据要求作答。9. 用50分度的游标卡尺测量某一工件长度，读数如下图所示，其读数为_mm。【答案】11.50【解析】【分析】【详解】解：50分度的游标卡尺，精确度是0.02mm，游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺上第25个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为250.02mm=0.50mm所以游标卡尺的读数为11mm+0.50mm=11.50mm10. 如图所示为一种工程用纤维尺，尺长100m，最小刻度为1cm。下面为测量某一建筑物长度时记录的数据，正确的是（ ）A. 6
13、0.0mB. 60.00mC. 60.000mD. 60.0000m【答案】C【解析】【分析】【详解】尺长100m，最小刻度为1cm，读到最小分度值下一位，故为60.000m。故选C。11. 科学研究中，把测量值与真实值之差称为绝对误差，绝对误差与真实值的比值称为相对误差。相对误差通常表示成百分比形式。测量的相对误差不仅与所用测量工具有关，也与被测量的物理量大小有关。当用同一种工具测量时，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小。若要求测量的相对误差不超过5%，则用该尺测量的长度小于_m时就不再符合要求。【答案】0.200【解析】【分析】【详解】1该纤维尺的分度值是1cm，用该尺测量的最大绝
14、对误差是0.01m，设测量的最小长度为L，则相对误差为则L0.02m，所以该尺的测量长度小于0.200m时就不再符合要求了。12. 某同学想测量一个量程为03V，内阻约3k的电压表V的内阻Rx，所用的实验器材有：待测电压表V；电流表A （量程01.2mA，内阻为RA=100） ；滑动变阻器R （0500） ；定值电阻R=5.0k；电阻箱R0（0999.9）；电源E （电动势8V，内阻较小） ；开关、导线。(1)要把电流表A改为量程012V的电压表，应与电流表A串联的电阻箱R0电阻调为_；(2)按如图（a） 所示电路连接好电路，将电阻箱阻值按照上述第(1)问计算结果调节好，闭合开关S前应先将滑动
15、变阻器的滑片调到最_端（选填：“左”或“右”）。实验中，多次调节滑动变阻器，记下电压表V的示数U和电流表A的示数I；(3)该同学以I为纵坐标，U为横坐标建立坐标系，根据测得数据描点作图如图（b）所示，结合图线（b）和已知数据可求得待测电压表内阻Rx=_k； （结果保留2位有效数字）【答案】 (1). 9900 (2). 左 (3). 3.2【解析】【分析】【详解】（1）1 与电流表A串联的电阻箱R0电阻为（2）2 闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到左端，保护电路。（3）3 根据欧姆定律得图像的斜率由数学知识可得代入数据解得13. 如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正
16、方形铜线框，边长为l，总电阻为R，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为d（d3l），线框到达2位置时速度又为v0，并开始离开匀强磁场。此过程中线框v-t图像如图（b）所示，求：(1)线框在位置1处加速度的大小；(2)线框从1位置运动到2位置的过程中的最小速度；(3)线框从1位置运动到2位置的过程中产生的热量。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1) 由题意可知，线框进入磁场的过程做减速运动，所以线框在位置1处时，有联立三式可得加速度的大小(2)由题意可知，线框由1位置完全进入磁场时，速度最小，则线框从1位置运动到2位置的过程中，由可求得(
17、3)根据动能定理所以线框从1位置运动到2位置的过程中产生的热量14. 如图所示,长L=9 m的传送带与水平方向的倾角=37,在电动机的带动下以v=4 m/s的速率沿顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的顶端A点无初速度地放一质量m=1 kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数=0.5,物块与挡板碰撞的能量损失及碰撞时间不计.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8) 求物体从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中：(1)系统因摩擦产生的热量；(2)传送带多消耗的电能；(3)物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率【答案】(
18、1)100.8 J (2)76.8J (3)16 W【解析】【分析】【详解】(1)物块从A点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的速度a1=gsin -gcos =2 m/s2与P碰前的速度大小v1=6 m/s,物块从A到B的时间t1=3 s在此过程中物块相对传送带向下位移s1=L+vt1=21 m物块与挡板碰撞后,以大小为v1的速度反弹,因v1v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度大小为a2=gsin +gcos =10 m/s2物块速度减小到与传送带速度相等的时间t2=0.2 s,在t2时间内物块向上的位移L1=t2=1 m此过程中物块相对传送带向上的位
19、移s2=L1-vt2=0.2 m物块速度与传送带速度相等后相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度大小a3=gsin -gcos =2 m/s2,物块速度减小到零的时间t3=2 s,在t3时间内物块向上的位移L2=t3=4 m此过程中物块相对传送带向下的位移s3=vt3-L2=4 m摩擦生热Q=mg(s1+s2+s3)cos =100.8 J(2)多消耗的电能等于传送带克服摩擦力做的总功E电Ff(x传送带1x传送带2x传送带3)mgcos(vt1vt2vt3)76.8J即传送带多消耗的电能为76.8J.(3)物体返回上升到最高点时速度为零，以后将重复上述过程，且每次碰后反弹速度、上升高度依
20、次减小，最终达到一个稳态：稳态的反弹速度大小应等于传送带速度4m/s，此后受到的摩擦力总是斜向上，加速度为a4=gsingcos2m/s2，方向斜向下，物体相对地面做往返“类竖直上抛”运动，对地上升的最大位移为xm4m，往返时间为T4s；传送带受到的摩擦力大小始终为Ffmgcos，稳态后方始终斜向下，故电动机的输出功率稳定为PFfvmgcosv16W.【点睛】本题为多过程问题，过程较为复杂，解题的关键理清每一段过程，分别运用牛顿定律和运动学知识进行研究要求思路要清晰，按步骤一步步进行即可求解.15. 下列说法中正确的是 A. 给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力B. 液体表面张力与浸润
21、现象都是分子力作用的表现C. 悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动D. 干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远E. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性【答案】BDE【解析】给自行车打气时，气筒压到后来觉得很费劲，原因是内部气体压强增大，要克服大气压力，故A错误；浸润现象和不浸润现象都与表面层与表面张力有关，都是分子力作用的表现，故B正确；悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了液体中分子在做无规则的热运动，故C错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，干湿泡温度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离
22、饱和状态越远，故D正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故E正确所以BDE正确，AC错误16. 如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：左右管中水银面的高度差是多大？理想气体A的气柱长度为多少？【答案】15cm；12.5cm【解析】【分析】利用平衡求出初
23、状态封闭气体的压强，B中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律即可求出末态B中气体的压强，再根据平衡，即可求出末状态左右管中水银面的高度差h；选择A中气体作为研究对象，根据平衡求出初末状态封闭气体的压强，对A中封闭气体运用玻意耳定律即可求出理想气体A的气柱长度【详解】设玻璃管横截面为S，活塞缓慢左拉的过程中，气体B做等温变化初态：压强pB1=75cmHg，体积VB1=20S，末态：压强pB2，体积VB2=25S，根据玻意耳定律可得：pB1VB1=pB2VB2解得：pB2=60cmHg可得左右管中水银面的高度差h=（75-60）cm=15cm活塞被缓慢的左拉的过程中，气体A做等温变化初态：压强pA
24、1=（75+25）cmHg=100cmHg，体积VA1=10S，末态：压强pA2=（75+5）cmHg=80cmHg，体积VA2=LA2S根据玻意耳定律可得：pA1VA1=pA2VA2解得理想气体A的气柱长度：LA2=12.5cm17. 如图是一小水池边界，S1和S2是池中水面上的两个振动情况完全相同的波源（波源可视为点），它们激起的水波波长为0.5m，S1和S2间距为2m，则S1和S2之间的连线上振动加强点有个_个；池边的水振动加强点有_个（不考虑水波的反射）【答案】 (1). 7 (2). 16【解析】【分析】【详解】12 当空间某点到两个波源路程差为半波长的偶数倍时，振动始终加强；水波的
25、波长为0.5m，S1S2=2m，当到两个波源的路程差为1.5m、1m、0.5m，0时，振动加强；共有7处。路程差为1.5m是双曲线，与岸边有4个交点；路程差为1m是双曲线，与岸边有4个交点；路程差为零的与岸边有2个交点路程差为2m的两条射线与岸边有2个交点路程差为0.5m是双曲线，与岸边有4个交点；共16个交点。18. 如图，一圆形玻璃砖置于水平放置的白纸上，圆的半径R=10 cm，一条光线沿水平方向从玻璃砖侧面上的A点射入玻璃砖内，从玻璃砖侧面上的B点射出时，用插针法记下A、B两点的位置和光线的方向，用相应的器材测出A、B两点间的距离为10cm，出射光线与入射光线的夹角为30。(1)求玻璃砖的折射率；(2)如果入射光线是在真空中波长为600nm的激光，则该激光在玻璃砖中的波长是多少？【答案】(1)；(2)300nm【解析】【分析】【详解】(1)如图折射角正弦故根据光路可逆性和对称性可知，OC垂直AB，入射角所以(2)根据又，所以解得，波长