2021届全国学海大联考新高三原创预测试卷（十）物理

　2021 届全国学海大联考新高三原创预测试卷（十）

　物理

　★祝考试顺利★ 注意事项：

　1 、考试范围：高考范围。

　2 、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用 0.5 毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡用 上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用 2B 铅笔将答题卡上试卷型 类型 A 后的方框涂黑。

　3 、选择题的作答：每个小题选出答案后，用 2B 铅 铅 笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

　4 、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

　5 、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用 2B 铅笔涂黑。答案用0.5 毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。

　6 、保持卡面 清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

　7 、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

　 共 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，第 第 14~18 题只有一项符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对得 的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。

　1. 下列说法中正确的是（

　）

　A. 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒的规律，但质量数不守恒 B.  射线、  射线、  射线都是高速运动的带电粒子流 C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D. 汤姆逊提出了原子核式结构学说 【答案】C 【解析】

　【详解】A．原子核发生衰变时遵守电荷数守恒的规律，同时遵守质量数守恒，故 A错误； B．  射线、  射线分别是带正电、负电高速运动的粒子流， 射线是高能电磁波，故 B 错误； C．氢原子从激发态向基态跃迁可能有多种跃迁方式，可以辐射多种特定频率的光子，故 C 正确；

　D．汤姆逊提出了“枣糕式”原子结构学说，卢瑟福提出原子的核式结构模型，故 D错误。

　故选 C。

　2. 质量为 1kg 的物体放在水平地面上，从 t=0 时刻起，物体受到一个方向不变的水平拉力作用，2s后撤去拉力，在前 4s内物体运动的 v－t 图像如图所示，则在物体运动的整个过程中，下列说法错误的是（

　）

　A. 物体在第 1s内受到的拉力大小为 3N B. 物体在第 2s内受到的拉力大小为 2N C. 物体整个运动过程的位移为 5m D. 物体在 4s内的平均速度大小为1.25m/s 【答案】ACD 【解析】

　【详解】AB．2－4s时加速度大小为 21m/sfam 

　所以摩擦力大小为 1N f ma  

　第 1 秒内的加速度大小为 212m/svat  由牛顿第二定律有 F f ma   得 3N F 

　物体在第 2s内做匀速直线运动，则有 21N F f  

　故 A正确，B 错误； CD． v t  图象所围面积表示位移，则有

　1 42m 5m2x  

　则平均速度大小为 5m/s 1.25m/s4xvt  

　故 CD正确。

　故选 ACD。

　3. 如图所示，光滑绝缘水平面上，有两个质量相等的带电物体 P、Q，中间用不可伸长的轻质绝缘细绳相连，物体 P所带电量为-q 1 ，物体 Q所带电量为+q 2 ，且 q 1 <q 2 ，在水平面上方加上场强大小为 E、方向水平向右的匀强电场，则当两物体运动达到稳定时（不考虑 P、Q之间的库仑力），中间细绳拉力大小为（

　）

　A. Eq 2 -Eq 1

　B. 2 12Eq Eq  C. 2 12Eq Eq  D. Eq 2 +Eq 1

　【答案】C 【解析】

　【详解】取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得 2 12 Eq Eq ma  

　取 P为研究对象，设中间细绳拉力大小为 F，由牛顿第二定律可得 1F Eq ma  

　两式联立可得 2 12Eq EqF

　故选 C。

　4. 如图所示，电阻为 r=1Ω的矩形线圈与阻值为 R=3Ω 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻 R 的两端。线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴匀速转动，周期为 T，在 t=0 时刻线圈转动到图示中的中性面位置，当1T12t  时，感应电动势的瞬时值

　为 2 2V ，则（

　）

　A. 在 t=0 时刻，感应电动势的瞬时值为零，电压表的读数也为零 B. 在 t=0 时刻，电压表的读数为 3V C. 若在电阻 R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将增大 D. 若在电阻 R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数不变 【答案】B 【解析】

　【详解】A．在 t=0 时刻处于中性面，感应电动势的瞬时值为零，电压表的读数为有效值，不为零，故 A错误； B．根据 m1sin(2 )V=2 2V12e E   

　得 m4 2V E 

　有效值

　m4V2EE   根据串联分压，可知电阻 R 分到的电压为 34V 3V4RRU ER r    电压表测 R 两端的电压，读数为 3V，故 B 正确； CD．若在电阻 R 的两端再并联一只电阻后，外电阻减小，分到的电压减小，故电压表的读数将减小，故 CD错误。

　故选 B。

　5. 如图所示，斜面体 M 静置于水平桌面上，木块 m从斜面底端以初速度 v 0 沿斜面上滑，速度减为零后又沿斜面下滑，木块返回出发点时速度为 v，已知 v<v 0 ，斜面体 M 一直处于静止状

　态，则在上述过程中，一下说法正确的是（

　）

　A. 桌面对 M静摩擦力方向先水平向右后水平向左 B. 桌面对 M的摩擦力的大小保持不变 C. 桌面对 M的支持力的大小保持不变 D. 木块 m上滑时桌面对 M 的支持力比下滑时桌面对 M 的支持力小 【答案】D 【解析】

　【详解】物块上滑时 1sin cos mg mg ma     

　 下滑时 2sin - cos mg mg ma    

　可知上滑和下滑时加速度方向均沿斜面向下，且1 2a a 

　 对物块 m和斜面 M 的整体，由牛顿第二定律：水平方向 cos f ma  

　则上滑和下滑时地面对斜面 M 的摩擦力均向右，且由于 1 2a a  则上滑时地面对斜面 M 的摩擦力大于下滑时地面对斜面 M 的摩擦力； 竖直方向 ( ) sin M m g N ma    

　 则 ( ) sin N M m g ma    

　则由于1 2a a  ，可知木块 m上滑时桌面对 M 的支持力比下滑时桌面对 M 的支持力小；选项ABC 错误，D正确。

　故选 D。

　6. 假设有一颗卫星为了对某一区域精确侦查进行变轨，从圆形轨道Ⅰ上的 Q点进入到椭圆轨

　道Ⅱ，轨迹如图所示，下列说法正确的是（

　）

　A. 卫星由 Q点运动到 P 点动能增大 B. 在轨道Ⅱ上经过 Q点的加速度大于轨道Ⅰ上经过 Q点的加速度 C. 在卫星的整个变轨过程中，卫星的机械能守恒 D. 卫星在轨道Ⅰ上 速率大于卫星在轨道Ⅱ上经过 Q点时的速率 【答案】AD 【解析】

　【详解】A．在椭圆轨道Ⅱ由 Q 点运动到 P 点只有万有引力做正功，卫星动能增大，故 A 正确； B．由公式 2GmMmar

　得 2GMar

　则在轨道Ⅱ上经过 Q点的加速度等于轨道Ⅰ上经过 Q点的加速度，故 B 错误； C．在卫星 整个变轨过程中，需要点火减速做近心运动，则机械能不守恒，故 C 错误； D．卫星从轨道 I上的 Q点点火减速做近心运动进入轨道 II，则卫星在轨道Ⅰ上的速率大于卫星在轨道Ⅱ上经过 Q点时的速率，故 D正确。

　故选 AD。

　7. 如图所示，电阻可忽略不计的两平行金属导轨 MN和 OP放置在水平面内，MO间接有阻值为 3.0Ω 的电阻 R，两导轨间距为 1.0m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 0.5T。质量为 0.1kg、电阻值为 1.0Ω 的导体棒 CD垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。现用大小为1.0N、方向平行于 MN的恒力 F 向右拉动 CD棒，CD棒所受的摩擦阻力大小为 0.5N，则以下结论正确的是（

　）

　 A. 电阻 R 中的感应电流方向为由 O到 M B. CD棒运动的最大速度的大小为 16.0m/s C. 当 CD棒达到最大速度后，电阻 R 消耗的电功率是 3.0W D. 当 CD棒的速度为 4.0m/s 时，加速度的大小为 2.5m/s 2

　【答案】CD 【解析】

　【详解】A．导体棒 CD在拉力 F 作用下向右运动，由右手定则可知，回路中有逆时针方向的电流，即电阻 R 中的感应电流方向为由 M 到 O，故 A错误； B．由平衡条件可知 = +AF F f

　其中安培力为 maxABLvF BIL BLR r  即 2 2maxB L vF fR r  解得 max8m/s v 

　故 B 错误； C．当 CD棒达到最大速度后电流为 max0.5 1.0 8A 1.0A3.0 1.0BLv EIR r R r       电阻 R 消耗 电功率 2 21 3W 3.0W P I R     故 C 正确；

　D．当 CD棒的速度为 4.0m/s 时安培力为 2 2"0.5 1 4N 0.25N4ABLvF BLR r    由牛顿第二定律有 "AF f F ma   

　得加速度大小为 "2 21.0 0.5 0.25m/s 2.5m/s0.1AF f Fam     

　故 D正确。

　故选 CD。

　8. 如图所示，将点电荷 Q 1 和 Q 2 分别置于 M、N两点，O为 MN 连线的中点，点 a、b在 MN连线上，点 c、d 在 MN 的垂直平分线上，它们都关于 O点对称，现引入带正电的检验电荷 q，则下列说法正确的是（

　）

　A. 如果 q 在 O点受力为零，则 a、b两点处的电场强度相同 B. 如果 q 在 MN 延长线离 N 较近的 P 点受力为零，则 Q 1 和 Q 2 一定是异种电荷，且电量大小Q 1 >Q 2

　C. 如果 q 在 MO段上的某一点受力为零，而在 ON 段上移动时始终受到向右的力，则 Q 1 一定是负电荷，且电量大小 Q 1 <Q 2

　D. 如果 q 沿 MN 的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则 c、d 两点的电场强度和电势均相同 【答案】BCD 【解析】

　【详解】A．如果 q 在 O 点受力为零，说明点电荷 Q 1 和 Q 2 带等量同种电荷，则 a、b 两点处的电场强度大小相同，方向相反，选项 A错误； B．如果 q在 MN 延长线离 N 较近的 P 点受力为零，则 Q 1 和 Q 2 一定是异种电荷，且

　1 22 2Q q Q qk kMP NP

　则电量大小 Q 1 >Q 2 ，选项 B 正确； C．如果 q在 MO段上的某一点（设为 H点）受力为零 1 22 2Qq Q qk kMH NH

　则电量大小 Q 1 <Q 2 ；而在 ON 段上移动时始终受到向右的力，说明 ON 段场强方向向右，则可判断 Q 1 和 Q 2 一定都带负电荷，选项 C 正确； D．如果 q 沿 MN 的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则说明 Q 1 和 Q 2 带等量异种电荷，则 c、d 两点的电场强度相同，电势均相等，选项 D正确。

　故选 BCD。

　共 三、非选择题，共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必预作答。第33~38 题为选考题，考 生根据要求作答。

　共 （一）必考题（共 129 分）

　9. 在“探究加速度与合外力关系”的实验中，某兴趣小组重新设计实验，实验装置如图 1 所示，实验步骤如下：

　①细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘（不计绳与滑轮间的摩擦）； ②在盘中放入质量为 m的砝码，用活动支柱将木板装有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑； ③保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车； ④取下纸带后，记录砝码和砝码盘的质量 m+m 0 和对应的小车加速度 a； ⑤改变盘中砝码的质量，重复②③④ 步骤实验。

　回答下列问题 (1)你认为本次实验中小车的质量是否需要远远大于砝码的质量？_________（填“是”或“否”）

　(2)在上述步骤④中，如果只记录砝码的质量，在其它步骤与计算都正确的情况下，得到的图像是图 2 中哪一个？_______（填“甲”或“乙”）

　【答案】

　(1). 否

　(2). 乙 【解析】

　详解】(1)[1]当物体小车匀速下滑时有 0( ) sin mg f m m g    

　当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力 mgsinθ 和摩擦力 f 不变，因此其合外力为(m+m 0 )g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 (2)[2]应该记录砝码和砝码盘的质量 m+m 0 ，如果只记录砝码的质量，将会使不加砝码时也存在合外力，即在外力为零时，加速度不为零，故选乙 10. 某同学为了测电流表 A 1 的内阻 r 1 的精确值，准备了如下器材：

　A.电流表 A 1 :量程 100mA，内阻约 5Ω B.电压表 V 1 :量程 15V，内阻约 l0kΩ C.电压表 V 2 :量程 3V，内阻约 5k D.定值电阻 R 0 :阻值 20Ω E.滑动变阻器 R 1 :0~10Ω，额定电流为 lA F.滑动变阻器 R 2 :0~1000Ω，额定电流为 0.2A G.电源 E:电动势为 6V，内阻较小 H.导线、电键 要求:电流表 A 1 的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能使电压表的表针偏转范围大．

　（1）实验中电压表应选用_____，滑动变阻器应选用________．(填器材前面的字母序号号) （2）在右上方虚线方框中画出测量用的电路图______． （3）若选测量数据中的一组来 计算电流表 A 1 的内阻 r 1 ，其中电压表的示数用 U表示，电流表的示数用 I表示，则所测电流表 A 1 的内阻 r 1 的表达式为________________．

　【答案】

　(1). C

　(2). E

　(3).

　 (4). 0URI

　【解析】

　【详解】（1）[1][2]电源电动势 6V，若选用 15V量程，指针偏转不到二分之一，所以电压表选小量程的 C，电流表 A 1 的示数从零开始变化，则滑动变阻器分压式接法，选用小阻值的便于调节，即选 E． （2）[3]电路图如下图

　（3）[4]所测电流表 A 1 的内阻 r 1 的表达式为 1 0Ur RR 

　11. 如图所示，倾角为  =30°的光滑斜面底端固定有垂直于斜面的弹性钢板，两个形状和大小完全相同的弹性小球 P、Q（可视为质点）静止在斜面上，小球 Q距斜面底端钢板的距离为S=1.6m。某时刻先将小球 Q释放，经过一段时间后再将 P球释放，当小球 P运动时间 t=0.6s时，与小球 Q第一次相碰，碰后瞬间 P球速度恰好为零。已知小球 Q的质量是小球 P质量的3 倍，不计空气阻力及碰撞中的动能损失，碰撞时间都极短，重力加速度 g 取 10m/s 2 ，求：

　(1)两小球碰后瞬间 Q球的速度； (2)先后释放两小球的时间间隔。

　【答案】（1）

　2m/s ；（2）

　(1.6 0.4)s n

　其中 n 取非零自然数 【解析】

　【详解】（1）设 P球的加速度为 a，规定沿斜面向下为正方向，根据牛顿第二定律有

　sin30 mg ma  

　同理， Q球的加速度也为 a，由题意可知碰前瞬间 P球的速度 Pv at 

　设 Q球碰撞前后瞬间的速度分别为Qv 和Qv，碰撞过程根据沿斜面方向动量守恒可得 3 0 3P Q Qmv mvmv  

　碰撞前后机械能守恒可得 2 2 21 1 13 0 32 2 2P Q Qmv m v m v       

　联立以上几式并带入数据解得 1m/sQv 

　2m/sQv 

　可知 Q球已经从新回到出发点后沿斜面向下运动过程中被 P球追撞。

　（2）设 Q球到达挡板瞬间速度为mv ，从开始释放到挡板，根据动能定理有 2m13 sin30 32mgS m v    

　从开始释放到挡板所用的时间为 m1vta

　Q球从最高点运动到两球相碰用时 2Qvta

　由于 Q球释放并从新回到出发点后沿斜面向下运动过程中被 P球追撞，可知此间 Q可能经 n次完整的往复运动，则 Q球用时 1 22Qt nt t  

　其中 n 取非零自然数。则 P球运动时间 Pt t 

　先后释放两小球的时间间隔为 Q Pt t t   

　联立并带入数据得 (1.6 0.4)s t n   

　其中 n 取非零自然数。

　12. 如图所示，在 xOy 平面内，平行于 x 轴虚线 MN 的上方且 x>0 的区域，存在着沿 x 轴正方向的匀强电场，在 x<0 的某区域存在方向垂直于坐标平面向里的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一比荷21.0 10 C/kgqm  的带负电粒子从 Q（-x，0）点沿 y 轴正方向以大小为v 0 =40m/s 的速度先做匀速运动，然后进入圆形有界匀强磁场区域，粒子恰好从原点 O进入电场，最终从虚线 MN 上的 P 点以大小为 v=20m/s 的速度沿 y 轴负方向穿出电场区域。已知圆形有界匀强磁场的磁感应强度 B=1.2T，不计粒子的重力，忽略粒子运动时对电场、磁场的影响。求：

　(1)粒子从 O点进入电场时速度方向与 y 轴间的夹角  ； (2)P、O两点间的电势差 U； (3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积 S。

　【答案】(1) 60 ；(2) 6V  ；(3)2m12 【解析】

　【详解】(1)粒子从 O点进入电场到 P 过程中，竖直方向分速度没有发生变化，即 0 cosv v  

　带入数据解得 60   

　(2)粒子从 O点进入电场到 P 过程中根据动能定理得

　2 201 1( )2 2OPU q mv mv    

　带入数据解得 6VOPU 

　则 P、O两点间的电势差 6VPOU U  

　(3)由题意可知，带电粒子在磁场中偏转 120 ，此时磁场圆形边界若以粒子轨迹弧的弦长作为直径时，磁场趋于面积最小，如图

　其面积为 2S r   根据几何关系得 sin60rR 

　根据洛伦兹力提供向心力有 200vBqv mR

　联立并带入数据得磁场区域面积为 2m12S

　（二）选共 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。

　13. 下列说法正确的是_________。

　A. 悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动是做无规则运动的水分子撞击颗粒造成的，某一瞬间撞击它的水分子越少，布朗运动越不明显；

　B. 一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变 C. 液晶的光学性质随温度的变化而变化，随外加电压的变化而变化； D. 凡是不违背能量守恒定律的过程都一定能实现 E. 在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。

　【答案】BCE 【解析】

　【详解】A．悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动是做无规则运动的水分子撞击颗粒造成的，某一瞬间撞击它的水分子越少，分子对它的撞击越不能平衡而容易显示出来，布朗运动越明显，故 A错误； B．一定质量的理想气体从外界吸收热量，根据热力学第一定律，吸收热量同时对外做功，其内能可能不变，故 B 正确； C．液晶的光学性质随温和加电压的变化而变化，故 C 正确； D．一切的与热相关的过程都方向性，所以不违背能量守恒定律的过程不一定都能实现，故 D错误； E．单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，则 E 正确。

　故选 BCE。

　14. 如图所示，导热性能良好、开口向上的气缸内壁顶部有一固定卡环，卡环到气缸底部高度为 2h，用一个质量与厚度均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上放有一铁块，缸内气体温度为 375K，活塞到气缸底部高度为 h，缸内气体压强为 1.25p 0 ，缓慢升高气缸温度，当气体温度升高为 450K 时，维持温度不变的条件下缓慢取走铁块，不计活塞与气缸间的摩擦，大气压强为 p 0 ，求：

　(1)气体温度升高为 450K 时，铁块取走前活塞到气缸底部的高度； (2)最终活塞稳定后缸内气体的压强。

　【答案】(1) 1.2h ；(2) p 0

　【解析】

　【详解】(1)假设活塞没有到达卡环，则升温过程中气体发生等压变化，根据 11 2Sh ShT T 代入数据整理得 11.2 h h 

　活塞没有到达卡环，假设成立，活塞到缸底的距离为 1.2h

　(2)假设缓慢取走铁块，活塞没有到达卡环，最终气体压强等于大气压 p 0 ，气体发生等温变化，根据 1 1 0 2p Sh p Sh 

　解得 21.5 2 h h h  

　活塞没有到达卡环，假设成立，因此最终气缸内气体的压强为大气压 p 0.

　15. 一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了0.5s，b 和 d之间的距离是 5m，则该时刻图中质点 c 的振动方向为_______，波的传播速度为___________。

　【答案】

　(1). 沿 y 轴正方向振动

　(2). 5.0m/s 【解析】

　【详解】[1]由于质点 b的起振时刻比质点 a 延迟，可知，波沿 x 轴正方向传播，由同侧法可知，此时质点 c 沿 y 轴正方向振动 [2]b和 d 之间的距离是 5m，则波长为 5m，质点 b 的起振时刻比质点 a 延迟了 0.5s，则周期为 =2 0.5s 1.0s T  

　则波速为 5.0m/s vT 

　16. 某游泳池灌满水时水深为 h=3.0m，游泳池底部安装有发射某种色光的点光源。若在液面

　放置一半径为 r=1.0m的不透明圆形遮挡物，其圆心位于点光源的正上方，则在距水面高度为H=4.0m高的天花板上能形成半径为 R=3.0m的圆形阴影，求：

　(1)游泳池中水对点光源所发色光的折射率； (2)撤去遮挡物后在水面有光线射出区域的半径。

　【答案】(1)2 ；(2) 3m

　【解析】

　【详解】(1)画出光路图如下

　 水的折射率为sinsinn，根据几何关系可知 2 23 1 5sin =54 +2MNQN 

　2 21 10sin101 3PQSQ    联立得 2 n  (2)作出最边缘的一条光线的光路图如下

　根据1sinCn ，可得

　45 C  

　根据几何关系可知， SEF 为等腰直角三角形，故水面有光线射出区域的半径

　 3m FE h  