1、（全国1卷）2021届高三物理下学期“顶尖计划”5月第三次考试试题考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结来后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：二、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
2、分。1. 下列铀核反应的有关说法中正确的是（）A. 的半衰期约为45亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短B. 原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少2个C. 发生衰变时同时释放出粒子和粒子D. 核受到一个快中子的轰击时，裂变为两个中等质量的原子核，其比结合能变大2. 已知嫦娥五号轨道器和返回器组合体在环月轨道上运行的速度为v，运行周期为T，引力常量G，则可以计算出（）A. 月球的半径为B. 月球的质量为C. 月球的平均密度为D. 月球表面的重力加速度为3. 一质量为0.5kg的小球从倾角为的斜面顶端以大小为v0的水平初速度抛出后开始做曲线运动，当小球落到斜面上时，速率恰好也为
3、v0。小球除受到重力以外，还受到一个恒定外力，此恒定外力的最小值为（g取）（）A. B. C. D. 4. 把一重物自足够高的地方由静止释放，取地面为重力势能零点，其下落过程中的机械能E随位移x的关系如图所示，则下列描述重物下落过程的重力势能、动能、速度v、加速度a随位移x的变化关系中图像可能正确的是（）A. B. C. D. 5. 如图所示是等量的异种电荷在空间产生电场的等势线分布示意图，相邻的等势线间电势差均为，空间的点连线与两电荷的连线平行，且。一个带负电的点电荷仅在电场力的作用下运动，经过a点时的动能为，速度方向平行于两电荷的连线，点电荷过b所在等势线的动能为，且最终能到达c所在等势线
4、，取无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（）A. 两点的电势相等B. 两点的电场强度相同C. 点电荷在电场中运动一定能通过c点D. 点电荷运动到c点所在的等势线时具有的电势能为6. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，两灯泡的电阻分别为两端电压的瞬时值表达式为，电流表为理想电表。下列说法正确的是（）A. 灯泡两端的电压为B. 电流表示数为C. 灯泡消耗的功率为D. 灯泡消耗的功率为7. 如图所示是长的水平传送带，其左端有一质量的物块，系统静止。某时刻开动电机使传送带以某一加速度启动，当传送带的速度增加到 时即匀速运行。已知物块和传送带间的动摩擦因数为0.25，可以认为最大静摩擦力等于滑动
5、摩擦力，g取。则下列说法正确的是（）A. 若传送带以的加速度启动，物块和传送带间不会发生相对滑动B. 若传送带以的加速度启动，物块在传送带上留下的划痕长为C. 若传送带以的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热为D. 无论传送带以多大的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热不超过8. 如图所示，是间距、足够长的水平固定平行金属导轨（电阻不计，摩擦不计），导轨左端连接有定值电阻R和理想电流表A。电阻值、质量的均匀直金属杆垂直放在两导轨左端。轨道所在的空间有方向垂直纸面向下、磁感应强度大小的匀强磁场。现对金属杆施加大小（v是金属杆的速度）的水平外力，使金属杆由静止开始向右运动，此过程中通过电流
6、表的电流随时间均匀增大。则下列说法正确的是（）A. 金属杆向右做匀加速运动B. 导轨左端电阻R的值为C. 内导体杆运动了D. 内通过电流表的电量为三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。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。（一）必考题：共129分。9. 实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验，如图1所示为实验装置示意图。（1）关于该实验以下说法正确的是_。A安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行B平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判
7、断小车是否做匀速运动C实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量MD准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力（2）如图2是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度_。（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图3所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是_，实验小组仔细分析图像，得出了实验用小车的质量为_。10. 为测量一节干电池的电动势和内阻，实验小组
8、的同学从实验室借来如下器材：电流表A：量程为，内阻约为；毫安表G；量程，内阻等于；电阻：阻值为；电阻：阻值为；电阻：阻值为；滑动变阻器：最大阻值约为，额定电流为；滑动变阻器：最大阻值约为，额定电流为；开关S和导线若干。根据实验器材，实验小组设计连接的实物电路如图1所示，则（1）根据实物电路可知，该实验小组实验时滑动变阻器选择_，保护电阻选择_，定值电阻R选择_。（2）移动滑动变阻器的滑片，测量多组电流表A的示数和毫安表G的示数，绘制出如图2的图线，则该实验小组测量电源的电动势为_V，内阻为_。11. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；在第三、四象限有
9、垂直坐标平面向里的匀强磁场。大量的质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力与粒子间的相互作用）从y轴正半轴上不同位置以不同速率沿x轴正方向射入第一象限，这些粒子经电场偏转后全部从x轴上的P点进入磁场。已知磁感应强度间的距离为d，求：（1）粒子经过P点时的最小速度以及该粒子在y轴上射入电场时对应的纵坐标。（2）以最小的速率进入磁场的粒子再次经过x轴的横坐标。12. 如图所示，物块A和长度的木板C静置在粗糙水平面上，物块A到木板C左端的距离为，在木板的右端放置有物块B。现用大小为的水平恒力由静止开始向右推动物块A，A与C碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短。已知的质量均为，B的质量为，A与水平面间动摩
10、擦因数，B与C之间和C与地面之间的动摩擦因数均为，均可看作质点，重力加速度g取，求：（1）物块A和木板C第一次碰撞前瞬间A的速度大小和碰撞后C的速度大小；（2）物块A和木板C从第一次碰撞后到第二次碰撞的时间；（3）物块A和木板C从第一次碰撞后到第二次碰撞前系统产生热量。（二）选考题：共45分。请考生从给出的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，则每学科按所做的第一题计分。物理选修3-3（15分）13. 下列关于固体、液体、气体的说法正确的是（）A. 固体可以分为晶体和非晶体两类，在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化B. 空气中水蒸气的压强越接近相同温度下的饱和汽压
11、，人们感觉空气越干爽C. 一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D. 气体的压强是由于大量的气体分子频繁碰撞器壁产生的E. 对一定质量的理想气体，可以采取热传递的方式改变其温度而压强和体积却不变14. 如图所示，竖直放置的U形细玻璃管两端开口，粗细均匀，左端玻璃管上安装有阀门K。现关闭阀门K，分别向左右管内注水银，在阀门的下方封闭了一段L形的气柱（可以看做理想气体），各部分长度尺寸均在图中标示。已知环境温度为，大气压，求：（1）若缓慢地给气体加热，当温度升高到时，右管内水银面的高度是多少；（2）若保持（1）问中的温度不变，打开阀门，稳定后左右两管内水银面的高度差是多少。物理选修3
12、-4（15分）15. 如图1所示为一列简谐横波在时刻完整波形图，图2为介质中的某一质点P的振动图像，根据波动图像和质点的振动图像，以下说法正确的是（）A. 这列波沿x轴正方向传播B. 这列波的波速是C. 质点P平衡位置的坐标为D. 从时刻开始，经过质点P恰好处在波峰E. 当坐标原点处质点处在波谷时，质点P恰好处在波峰16. 如图所示为一个半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面示意图，点光源自玻璃砖的下边缘上的B点发出两束频率相同的单色光，其中a光线从圆柱面上距离底面的P点射出，且出射光线恰好与玻璃砖的底面平行。b光线恰好在圆柱面上的Q点发生全发射。求：（1）该玻璃砖的折射率n；（2）Q点到玻璃砖底面的
13、距离h。 “顶尖计划”2021届高中毕业班第三次考试理科综合物理 答案版考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结来后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：二、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
14、的得0分。1. 下列铀核反应的有关说法中正确的是（）A. 的半衰期约为45亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短B. 原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少2个C. 发生衰变时同时释放出粒子和粒子D. 核受到一个快中子的轰击时，裂变为两个中等质量的原子核，其比结合能变大【答案】D2. 已知嫦娥五号轨道器和返回器组合体在环月轨道上运行的速度为v，运行周期为T，引力常量G，则可以计算出（）A. 月球的半径为B. 月球的质量为C. 月球的平均密度为D. 月球表面的重力加速度为【答案】B3. 一质量为0.5kg的小球从倾角为的斜面顶端以大小为v0的水平初速度抛出后开始做曲线运动，当小球
15、落到斜面上时，速率恰好也为v0。小球除受到重力以外，还受到一个恒定外力，此恒定外力的最小值为（g取）（）A. B. C. D. 【答案】C4. 把一重物自足够高的地方由静止释放，取地面为重力势能零点，其下落过程中的机械能E随位移x的关系如图所示，则下列描述重物下落过程的重力势能、动能、速度v、加速度a随位移x的变化关系中图像可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】B5. 如图所示是等量的异种电荷在空间产生电场的等势线分布示意图，相邻的等势线间电势差均为，空间的点连线与两电荷的连线平行，且。一个带负电的点电荷仅在电场力的作用下运动，经过a点时的动能为，速度方向平行于两电荷的连线，点电荷过
16、b所在等势线的动能为，且最终能到达c所在等势线，取无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（）A. 两点的电势相等B. 两点的电场强度相同C. 点电荷在电场中运动一定能通过c点D. 点电荷运动到c点所在的等势线时具有的电势能为【答案】D6. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，两灯泡的电阻分别为两端电压的瞬时值表达式为，电流表为理想电表。下列说法正确的是（）A. 灯泡两端的电压为B. 电流表示数为C. 灯泡消耗的功率为D. 灯泡消耗的功率为【答案】BC7. 如图所示是长的水平传送带，其左端有一质量的物块，系统静止。某时刻开动电机使传送带以某一加速度启动，当传送带的速度增加到 时即匀速运行。已
17、知物块和传送带间的动摩擦因数为0.25，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则下列说法正确的是（）A. 若传送带以的加速度启动，物块和传送带间不会发生相对滑动B. 若传送带以的加速度启动，物块在传送带上留下的划痕长为C. 若传送带以的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热为D. 无论传送带以多大的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热不超过【答案】AD8. 如图所示，是间距、足够长的水平固定平行金属导轨（电阻不计，摩擦不计），导轨左端连接有定值电阻R和理想电流表A。电阻值、质量的均匀直金属杆垂直放在两导轨左端。轨道所在的空间有方向垂直纸面向下、磁感应强度大小的匀强磁场。现对金属杆施加
18、大小（v是金属杆的速度）的水平外力，使金属杆由静止开始向右运动，此过程中通过电流表的电流随时间均匀增大。则下列说法正确的是（）A. 金属杆向右做匀加速运动B. 导轨左端电阻R的值为C. 内导体杆运动了D. 内通过电流表的电量为【答案】AD三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。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。（一）必考题：共129分。9. 实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验，如图1所示为实验装置示意图。（1）关于该实验以下说法正确的是_。A安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行B平衡摩擦力时要让
19、小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量MD准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力（2）如图2是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度_。（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出如图3所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是_，实验小
20、组仔细分析图像，得出了实验用小车的质量为_。【答案】 (1). A (2). 0.75 (3). 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小 (4). 1.010. 为测量一节干电池的电动势和内阻，实验小组的同学从实验室借来如下器材：电流表A：量程为，内阻约为；毫安表G；量程，内阻等于；电阻：阻值为；电阻：阻值为；电阻：阻值为；滑动变阻器：最大阻值约为，额定电流为；滑动变阻器：最大阻值约为，额定电流为；开关S和导线若干。根据实验器材，实验小组设计连接的实物电路如图1所示，则（1）根据实物电路可知，该实验小组实验时滑动变阻器选择_，保护电阻选择_，定值电阻R选择_。（2）移动滑动变阻器的滑片，测
21、量多组电流表A的示数和毫安表G的示数，绘制出如图2的图线，则该实验小组测量电源的电动势为_V，内阻为_。【答案】 (1). (2). (3). (4). 1.48（） (5). 0.46（）11. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；在第三、四象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场。大量的质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力与粒子间的相互作用）从y轴正半轴上不同位置以不同速率沿x轴正方向射入第一象限，这些粒子经电场偏转后全部从x轴上的P点进入磁场。已知磁感应强度间的距离为d，求：（1）粒子经过P点时的最小速度以及该粒子在y轴上射入电场时对应的纵坐标。
22、（2）以最小的速率进入磁场的粒子再次经过x轴的横坐标。【答案】（1）；（2）12. 如图所示，物块A和长度的木板C静置在粗糙水平面上，物块A到木板C左端的距离为，在木板的右端放置有物块B。现用大小为的水平恒力由静止开始向右推动物块A，A与C碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短。已知的质量均为，B的质量为，A与水平面间动摩擦因数，B与C之间和C与地面之间的动摩擦因数均为，均可看作质点，重力加速度g取，求：（1）物块A和木板C第一次碰撞前瞬间A的速度大小和碰撞后C的速度大小；（2）物块A和木板C从第一次碰撞后到第二次碰撞的时间；（3）物块A和木板C从第一次碰撞后到第二次碰撞前系统产生热量。【答案】（1）3
23、m/s，3m/s；（2）；（3）（二）选考题：共45分。请考生从给出的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，则每学科按所做的第一题计分。物理选修3-3（15分）13. 下列关于固体、液体、气体的说法正确的是（）A. 固体可以分为晶体和非晶体两类，在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化B. 空气中水蒸气的压强越接近相同温度下的饱和汽压，人们感觉空气越干爽C. 一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D. 气体的压强是由于大量的气体分子频繁碰撞器壁产生的E. 对一定质量的理想气体，可以采取热传递的方式改变其温度而压强和体积却不变【答案】ACD14. 如图所示
24、，竖直放置的U形细玻璃管两端开口，粗细均匀，左端玻璃管上安装有阀门K。现关闭阀门K，分别向左右管内注水银，在阀门的下方封闭了一段L形的气柱（可以看做理想气体），各部分长度尺寸均在图中标示。已知环境温度为，大气压，求：（1）若缓慢地给气体加热，当温度升高到时，右管内水银面的高度是多少；（2）若保持（1）问中的温度不变，打开阀门，稳定后左右两管内水银面的高度差是多少。【答案】（1）6cm；（2）4.2cm物理选修3-4（15分）15. 如图1所示为一列简谐横波在时刻完整波形图，图2为介质中的某一质点P的振动图像，根据波动图像和质点的振动图像，以下说法正确的是（）A. 这列波沿x轴正方向传播B. 这列波的波速是C. 质点P平衡位置的坐标为D. 从时刻开始，经过质点P恰好处在波峰E. 当坐标原点处质点处在波谷时，质点P恰好处在波峰【答案】BCD16. 如图所示为一个半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面示意图，点光源自玻璃砖的下边缘上的B点发出两束频率相同的单色光，其中a光线从圆柱面上距离底面的P点射出，且出射光线恰好与玻璃砖的底面平行。b光线恰好在圆柱面上的Q点发生全发射。求：（1）该玻璃砖的折射率n；（2）Q点到玻璃砖底面的距离h。【答案】（1）；（2）