1、全国百强名校2021届高三物理上学期12月领军联考试题(含解析)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在本试题相应的位置。2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。3.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。回答非选择题时,将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项是符合题目要求,第7-10有多个选项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选
2、错的得0分。)1. 下列装置及现象的原理与电磁感应无关的是()A. 图甲中线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上,金属环放在线圈左侧,闭合开关时金属环被弹射出去B. 图乙中永磁铁置于线圈下方,电池与两金属支架连接后线圈能转动起来C. 图丙中空心铝管竖直放置,把一块小磁铁从上端管口放入管中后,小磁铁的下降变得缓慢D. 图丁中某品牌的无线充电装置可以对手机进行无线充电【答案】B【解析】【分析】【详解】A图甲中线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上,金属环放在线圈左侧,闭合开关时,金属环中磁通量增加,根据楞次定律可知,金属环被弹射出去,与电磁感应有关,故A不符合题意;B图乙中永磁铁置于线圈下方,电池与两金属支架
3、连接后线圈能转动起来,是电流在磁场中受到安培力的结果,与电磁感应无关,故B符合题意;C图丙中空心铝管竖直放置,把一块小磁铁从上端管口放入管中后,小磁铁的下降变得缓慢,是因为产生涡流,阻碍了磁铁的运动,与电磁感应有关,故C不符合题意;D图丁中某品牌的无线充电装置可以对手机进行无线充电,无线充电利用了电磁感应,与电磁感应有关,故D不符合题意;故选B。2. A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动,如图所示为A追上B发生碰撞前后的图线,由图线可以判断碰撞前后A的动能改变量大小与B的动能改变量大小之比为()A. 3:2B. 4:3C. 5:4D. 1:1【答案】D【解析】【分析】【详解】A追上B发生碰
4、撞前后的图线,所以碰前 ,;碰后 ,根据动量守恒定理解得:则故选D。3. 质点在时间内运动的图像是一段抛物线,如图所示,关于和两段时间内的运动,以向右为正方向,0时刻质点位于A点,下列说法正确的是()A. 两段时间内的位移大小相等B. 时刻质点位于A点右侧C. 质点在段的平均速度小于在段的平均速度D. 时间内加速度随时间均匀增大【答案】D【解析】【分析】【详解】A.速度-时间图像中图线和坐标轴所围面积就是物体运动的位移,由图像可知,两段时间内的位移大小不相等,故A错误;B. 由图像可知,物体先向左运动,t1时刻之后向右运动,向左运动的位移大于向右运动的位移,所以时刻质点还没有回到A点,位于A点
5、左侧,故B错误;C. 质点在平均速度大小的平均速度故C错误;D. 图线是抛物线,方程可以写成 v对t求导即加速度,与t成一次函数,即加速度随时间均匀增大,故D正确。故选D。4. 全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪,寓意为“接风洗尘”。某次仪式中,两条水柱从两辆大型消防车中斜向上射出,左右两条水柱从同一高度射出,射出时速度方向与水平方向的夹角分别为45和30,两条水柱恰好在最高点相遇,不计空气阻力和水柱间的相互影响,则左右两条水柱射出时的速度大小之比为()A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】竖直方向上所以故选A。5. 如图所示,真空中有两个正点电
6、荷Q1和Q2,带电量满足Q2=9Q1,现将二者分别固定在x轴上的x1=0和x2=0.08m两点,则下列说法正确的是()A. 在x轴上可能存在两个场强为零的位置(无穷远处除外)B. 在x=0.15m处场强方向沿x轴负方向C. 在x2=0.08m右侧不可能存在场强与x1=0和x2=0.08m之间某点场强大小相等的点D. 在x=0.12m位置上由静止释放一正试探电,则该试探电荷将一直沿x轴正方向运动【答案】D【解析】【分析】【详解】A场强为0时,两个点电荷在该处产生的场强大小相等、方向相反。由于两个点电荷都带正电,电荷量不等,由在x轴上有一个场强为0的点,该点在x轴上两个点电荷之间靠近Q1的位置,故
7、A错误;BD设场强为0的点坐标为x。则有可得x=0.02m根据电场叠加原理知,在x轴上的0.02mx0.08m和x0的区域场强沿着x轴负方向,在0x0.02m和x0.08m的区域场强沿着x轴正方向,故B错误,D正确;C由场强叠加原理可知在x2=0.08m右侧可能存在场强与x1=0和x2=0.08m之间某点场强大小相等的点,C错误。故选D。6. 建筑工人常常徒手向上抛砖块,当砖块上升到最高点时被楼上的师傅接住。在一次竖直抛砖的过程中,将砖块的运动看成匀变速直线运动,把运动时间分为相等的3份,对应的位移先后分别为、,如果通过位移用时为,通过位移的后部分用时为,则满足()A. B. C. D. 【答
8、案】A【解析】【分析】【详解】将砖块的运动逆向看做由静止开始的匀加速直线运动。初速度为零的匀变速直线运动,连续相等时间内的位移之比为1:3:5:,所以x3:x2:x1=1:3:5,因此位移的后部分与x3大小相等,根据初速度为零的匀加速直线运动,连续相等位移所用时间之比为, t2对应的是第5段,所以故A正确,BCD错误。故选A。7. 2020年7月23日中午12:41分,我国第一个火星探测器“天问一号”搭载长征五号遥四运载火箭在海南的文昌航天发射中心的发射场地成功发射。火星直径约为地球直径的一半,质量约为地球质量的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据,下列说法
9、正确的是()A. 火星与地球表面的重力加速度之比约为2:5B. 火星与地球的公转周期之比约为2:3C. 火星与地球的第一宇宙速度之比约为D. 火星与地球受到太阳的引力之比约为1:9【答案】AC【解析】【分析】【详解】A根据万有引力和重力的关系可得:,解得星球表面的重力加速度为:,所以火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为:故A正确;B根据开普勒第三定律故B错误;C根据万有引力提供向心力可得线速度大小为,火星与地球的第一宇宙速度之比约为故C正确;D根据 可知,火星与地球受到太阳的引力之比约为1:22.5,故D错误。故选AC。8. 如图所示,P为光滑定滑轮,O为光滑轻质动滑轮,轻绳跨过滑轮
10、,左端与物体A相连,右端固定在杆Q上,重物B悬挂在动滑轮上。将A置于静止在粗糙水平面的斜面体上,轻绳段与斜面平行,系统处于静止状态。若将杆Q向左移动一段距离,斜面体与物体A仍保持静止状态,待动滑轮静止后,下列说法正确的是()A. 轻绳中拉力减小B. 物体A与斜面体之间的摩擦力一定增大C. 斜面体与地面之间的弹力增大D. 斜面体与地面之间的摩擦力增大【答案】AC【解析】【分析】【详解】A若将杆Q向左移动一段距离,斜面体与物体A仍保持静止状态,待动滑轮静止后, 变小,两绳拉力大小相等,合力与B的重力等大反向,设绳OP与竖直方向夹角为 , ,角度变小,则拉力变小,故A正确;B绳中拉力变小,如果开始A
11、受到的摩擦力沿斜面向下,则摩擦力减小,故B错误;CD对A和斜面整体分析,斜面倾角为 ,水平方向竖直方向拉力变小,摩擦力变小,支持力变大,故C正确D错误。故选AC。9. 如图所示,在边界上方存在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。磁场的直线边界上有粒子源位于O点,零时刻粒子源同时向纸面内各个方向发射速率均为v、质量均为m、电荷量均为的粒子,有两个粒子先后经过边界上另外一点P,的长度为,不计粒子重力及粒子间相互作用力,则下列说法正确的是()A. 两个粒子运动的加速度大小不相同B. 两个粒子运动轨道的半径不相同C. 两个粒子分别从O点到达P点时的动量变化量相同D. 两个粒子到达P点的时间
12、差为【答案】CD【解析】【分析】【详解】A零时刻粒子源同时向纸面内各个方向发射速率均为v、质量均为m、电荷量均为的粒子,根据可知,加速度相同,故A错误;B根据可知,半径相同,故B错误;C根据题意可知, ,根据几何关系可知,两粒子入射与边界OP方向夹角分别为60和120,根据题意可知,出射方向速度与边界OP方向夹角60和120,速度方向变化均垂直OP方向向下,大小相同,则动量变化相同,故C正确;D两粒子运动周期两个粒子到达P点的时间差为故D正确。故选CD。10. 如图所示,单匝直角三角形金属线框位于平面内,其中边位于y轴上,边位于x轴上,匀强磁场方向沿方向,磁感应强度大小为B。金属框可以绕y轴或
13、x轴以角速度沿图示方向匀速转动,已知边的长度为,边的长度为,下列判断正确的是()A. 金属线框绕y轴转动时,框中无电流B. 金属线框绕x轴转动时,框中无电流C. 金属线框绕y轴转动时,两点间的电势差D. 金属线框绕x轴转动时,框中感应电动势的最大值为【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A金属线框绕y轴转动时,回路磁通量始终为零,框中无电流,故A正确;B金属线框绕x轴转动时,回路磁通量在变化,框中有电流,故B错误;C金属线框绕y轴转动时,根据右手定则Q点电势高,根据旋转切割电动势方程可知,故C正确;D金属线框绕x轴转动时,框中感应电动势的最大值为故D正确;故选ACD。二、非选择题:本题共6小题
14、,共60分。11. 某实验小组利用如图所示装置研究小车在斜面上的运动,实验开始时,小车静止在O点,两个光电门分别位于A、B两点。(1)用刻度尺测得A、B两点处的光电门之间的距离x,小车由O点静止释放,下滑过程中依次通过A、B两点处的光电门,由数字计时器记录挡光片通过两个光电门之间的时间t。(2)将光电门B向下移动一小段距离后,重新测得A、B两点处的光电门之间的距离,小车再次由O点静止释放,记录小车通过两个光电门之间的时间。重复以上步骤,得到若干组t和x的数值。(3)在坐标中描点连线,得到一条倾斜的直线,其斜率大小为k,纵轴截距为b,则小车加速度为_,小车通过光电门A的速度为_。(用k、b表示)
15、【答案】 (1). 2k (2). b【解析】分析】【详解】(3)12根据 整理得,故斜率 ,纵轴截距 ,解得: ,12. 某实验探究小组利用如图所示电路测量一毫安表的内阻以及电源的电动势和内阻。实验室提供的实验器材如下:A待测毫安表(满偏电流,内阻大约)B待测电源(E大约为,r大约)C电阻箱(最大阻值为)D电阻箱(最大阻值为)E电阻箱(最大阻值为)F开关、导线若干实验步骤如下:a将电阻箱的阻值调到最大,只闭合,调节的阻值使毫安表的示数达到满偏;b保持电阻箱的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使毫安表示数达到满偏值的一半,同时记录电阻箱的读数;c断开开关,调节电阻箱,记下电阻箱的读数和毫安表的示数
16、I;d多次重复步骤c;e在坐标纸上以为纵坐标,以为横坐标,用直线拟合,做出图象。回答下列问题:在本实验中:(1)电阻箱应选择_(用器材前面的字母表示);(2)毫安表内阻的测量值为_;(3)若获得图像的斜率为k,纵截距为b,则电源电动势测量值的表达式为_,内阻测量值的表达式为_;(4)用上述方法测出的电源内阻真实值_(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】 (1). C (2). (3). (4). (5). 偏大【解析】【分析】【详解】(1)1实验原理是半偏法测表头内阻,为了在闭合S2时,回路电阻变化较小,则电阻箱应选择阻值较大的C。(2)2 保持电阻箱的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使毫安
17、表示数达到满偏值的一半,则流过R2的电流和表头相同,所以毫安表内阻的测量值为。(3)34 断开开关,调节电阻箱,记下电阻箱的读数和毫安表的示数I,根据闭合电路欧姆定律 ,整理图像斜率为k,则电动势为内阻测量值的表达式为(4)5因为再闭合,调节电阻箱,过程中,回路电流变大,导致流过的电流大于满偏电流的一半,则的阻值小于电流表内阻,导致内阻测量值偏大。13. 如图所示,在平直路面上,某时刻甲、乙两辆汽车相距为,甲在前、乙在后,两车沿同方向做直线运动,以乙车所在位置为坐标原点,沿运动方向建立坐标轴,从该时刻开始,两车速度的平方随位移x的变化图象如图所示。两车分别搭载信号发射和接收系统进行实时通信,当
18、两车间的距离超过时,就无法进行实时通信。求: (1)乙追上甲之前两车的最大间距;(2)乙追上甲之前两车能实时通信的总时间(结果可保留根号)。【答案】(1) 12m ;(2)【解析】【分析】【详解】(1)由图可知v2随x的变化关系为一次函数,故甲、乙两车均做匀变速直线运动, 根据:分别代入数据可得甲的初速度:v0=4m/s、加速度:a1=1m/s2;乙的初速度为0,加速度:a22m/s2。设当经过t0时间两车速度大小相等,此时两车相距最远,即:v0+a1t0=a2t0解得:t0=4s甲、乙两车在相遇前的最大距离为:解得:sm=12m(2) 设经过时间t1两车相遇,则有:解得:设经过时间t两车相距
19、为x,则有:解得:t2=2s,t3=6s甲、乙两车在相遇前能通信的时间为02s和,则两车能实时通信的总时间为:14. 如图所示,平行长直金属导轨水平放置,间距为L,导轨右端接有阻值为R的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好,导体棒及导轨的电阻均不计,导轨间正方形区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,连线与导轨垂直,长度也为L。棒以速度v从导轨左端开始向右运动并匀速穿越磁场,从棒到达a点进入磁场开始计时,写出棒通过正方形区域时所受到的安培力大小与时间t的关系式。【答案】见解析【解析】【分析】【详解】abd区域棒切割磁感线产生感应电动势大小E =2Bvtv根据欧姆定律得棒通过三
20、角形abd区域电流i与时间t的关系式受到的安培力大小在bcd区域棒切割磁感线产生的感应电动势大小在bcd区域电流i与时间t的关系式受到的安培力大小15. 一种餐桌的构造如图所示,已知圆形玻璃转盘的半径,圆形桌面的半径,不计转盘的厚度,桌面到地面的高度。轻绳一端固定在转盘边缘,另一端连着小球,小球被轻绳带动沿桌面边缘一起旋转,达到稳定状态后,二者角速度相同,俯视图如图所示。某时刻绳子突然断裂,小球沿桌面边缘飞出后的落地点到桌面和转盘共同圆心的距离,重力加速度g取,忽略空气阻力。求:(1)小球飞出桌面边缘时的速度大小;(2)小球与桌面之间的动摩擦因数。【答案】(1);(2)【解析】【分析】【详解】
21、(1)设小球做平抛运动的水平位移为x,由几何关系有解得由公式得小球的初速度为(2)由几何关系得则将拉力分解如图,则有由速度方向合力为0得联立解得16. 如图,在xoy平面内y0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y0的区域存在方向垂直于xoy平面向外的匀强磁场。两个质量均为m,电荷量均为q的带电粒子分别从y轴上点和点以相同的初速度射出,速度方向沿x轴正方向。已知从点入射的粒子经处进入磁场,并从坐标原点O处第一次射出磁场。不计粒子重力和粒子间的相互作用。求: (1)磁场的磁感应强度大小;(2)从点入射的粒子第一次进入磁场的位置到原点O的距离;(3)从点入射的粒子第一次离开磁场的位置到原点O的距离。【答案】(1) ;(2) ;(3) ;【解析】【分析】【详解】(1)设粒子的初速度为v0,射出电场时的速度为v,粒子在电场中的偏转角为,由平抛运动的推论解得由动能定理得解得粒子在磁场中做匀速圆周运动解得(2)由射出电场时的速度为v1,粒子在电场中的偏转角为,由动能定理解得设点入射的粒子第一次进入磁场的位置到原点O的距离为x1,由平抛运动的推论解得(3)设点入射的粒子第一次离开磁场的位置到原点O的距离为x2,由牛顿第二定律 解得