2021届高三全国卷III高考压轴考试卷理科综合物理试卷及解析.pdf

2021年2021届高三全国卷I I I高考压轴考试卷理科综合物理试卷祝考试顺利（含答案）第I卷（选择题，共48分）一、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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1 4.物体4、8的尸亡图象如图所示，由图可知（）A.从第3 s起，两物体运动方向相同，且%B.两物体由同一位置开始运动，但物体4比8迟3 s才开始运动C.在5 s内两物体的位移相等，5 s末A 8相遇D.5 s内48的平均速度相等15.美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压以与入射光频率1s算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的力相比较，以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压与入射光须率b关系图象，两金属的逸出功分别为甲 W乙,如果用频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、万 乙，则下列关系正确的是（）A.甲 乙,E粉E乙B.申 乙,E甲 乙C.甲乙，EBE乙D.水 乙,E甲 乙1 6.如图所示，一半径为2的导体圆环位于纸面内，。为圆心。环内两个圆心角为9 0 且关于0 中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为8、方向相反且均与纸面垂直。导体杆的可绕。转动，端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻用不计圆环和导体杆的电阻，当杆掰以恒定角速度3逆时针转动时，理想电流表A的示数为（)0，2RD.BI!32R血3 3A，R1 7 .如图为人造地球卫星的轨道示意图，L E O 是近地轨道，M E O 是中地球轨道,G E O 是地球同步轨道,G T O 是地球同步转移轨道。已知地球的半径行 6 4 0 0 k m,该图中M E O 卫星的周期约为（图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度）（）A.3 hC.1 5 h1 8 .如图所示，心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动，它通过皮肤上的电极板使电容器放电。已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使7 0 UF电容器充电到5 0 0 0 V,存储8 7 5 J能量，抢救病人时一部分能量在2 m s 脉冲时间通过电极板放电进入身体，此脉冲的平均功率为1 0 0 k Wo 下列说法正确的是（）A.电容器放电过程中电压不变B.电容器充电至2 500 V时，电容为35 nFC.电容器充电至5 000 V时，电荷量为35 CD.电容器所释放出的能量约占存储总能量的23%19.如图所示，相距为的两水平虚线乙和A分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界，磁场的磁感应强度为8,正方形线框abed边长为/.（仅中，质量为加，将线框在磁场上方高力处由静止释放。如果数边进入磁场时的速度为如“边刚穿出磁场时的速度也为力,则从ab边刚进入磁场到“边刚穿出磁场的整个过程中（）)-A.线框中一直有感应电流B.线框中有一阶段的加速度为重力加速度gC.线框中产生的热量为加g（d+/7+CD.线框有一阶段做减速运动20.如图所示，小车分别以加速度4、&、&、&向右做匀加速运动，6 c是固定在小车上的水平横杆，物块 穿在杆上，通过细线悬吊着小物体勿，加在小车的水平底板上，加速度为a,、色时，细线在竖直方向上，全过程中的始终未相对杆儿移动，M、m与小车保持相对静止，受到的摩擦力大小分别为方、方、打、3则以下结论正确的是（）A.+.3 1 c,1斤 2右第=则=彳D.若色=5，则，3 Lt a n 8 1t a n a 221.如图所示，长度为/的竖直轻杆上端连着一质量为加的小球4（可视为质点），杆的下端用钱链连接于水平地面上的0点。置于同一水平地面上的正方体8恰与4接触，正方体8的质量为施今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而4与8刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为看，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）A.4与8刚脱离接触的瞬间，4、8速率之比为2：14与8刚脱离接触的瞬间，8的速率为,/A落地时速率为底？4 8质量之比为1 ：4第II卷二 非选择题：共6 2分，第2225题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3334题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共4 7分。22.（6分）电流表A,的量程为0200 n A,内阻约为500 Q,现要准确测量其内阻，除若干开关导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同滑动变阻器心 阻值为020 O电阻箱吊：阻值为09 999 0保护电阻尼：阻值约为3 kQ电源：电动势约为1.5 V、内阻厂约为2 0如图所示，某同学想用等效法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A,内阻的实验步骤。a.先将滑动变阻器片的滑片移到使电路安全的位置，再 把 电 阻 箱 吊 的 阻 值 调 到。（选填“最大”或“最小”）b.闭合开关S、S.,调节滑动变阻器向使两电流表接近满偏，记录电流表4的示数/oc.保持S闭合、滑动变阻器片的滑片位置不变，断开S,再闭合S2,调节吊，使电流表A?的示数,读出此时电阻箱的阻值他 则电流表4内阻尸 o23.（9分）某同学设计了一个用电磁打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车4的前端粘有橡皮泥，推动小车彳使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车8相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图（甲）所示。小车4后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 H z,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。电磁打点计时器小 车 橡 皮 泥 奴 工 一 纸 带长 慎（甲）A B C D E-8.40*,10.50 9.08 6.9 5,（曲（乙）若已测得打点纸带如图（乙）所示，并测得各计数点间距（已标在图上）。力为运动的起点，则应选 段来计算4碰前的速度。应选 段来计算4和8碰后的共同速度。（以上两空选填”般初”勿 或DE）已测得小车A的质量倔=0.4 k g,小 车8的质量为径=0.2 k g,则碰前两小车的总动量为kg m/s,碰后两小车的总动量为 kg-m/so24.（12分）如图所示，在直角三角形OW区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为8、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在。边上某点以垂直于X 轴的方向射出。已知0 点为坐标原点，力点在y 轴上，0 P与 x 轴的夹角为3 0 ,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求：带电粒子的比荷；带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。2 5.（2 0 分）图所示四和必0 都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，以处于水平位置。4 8 是半1径 为R=1 m的a圆周轨道，。是半径为厂=0.5 m的半圆轨道，最高点。处固定一个竖直弹性挡板（可以把小球弹回，不损失能量，图中没有画出），。为0 轨道的中点。8 C 段是水平粗糙轨道,与圆弧形轨道平滑连接。已知8 6 1 段水平轨道长/_=2 m,与小球之间的动摩擦因数=0.2。现让一个质量为m=1 k g 的小球从4 点的正上方距水平线）高的。处自由落下。（g 取 1 0 m/s?）（1）当 仁 2 m 时，求此时小球第一次到达。点对轨道的压力大小；为使小球仅仅与弹性挡板碰撞一次，且小球不会脱离3。轨道，求的取值范围。（-）选考题：共 15分。请考生从2 道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33.【物理一一选修3-3】（15分）（1）（5 分）一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（）A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.单位体积内的分子数目增加（2）（10分）如图所示，一容器由横截面积分别为2s和 S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为总和林,氢气的体积为2%,空气的压强为夕。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处,求:抽气前氢气的压强；抽气后氢气的压强和体积。3 4.【物理一一选修3-4】（1 5分）（1）（5 分）如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿阳方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光I、II、川。下列有关这三束光的判断正确的是（）A.光 束 I仍为复色光，光束II、I I I 为单色光B.光束II在玻璃中的传播速度比光束川小C.增 大a角 且 a 90,光束II、川会远离光束ID.改 变 a角 且 a p)-S 1得 RO=/3+P)。设抽气后氢气的压强和体积分别为Q和H,氮气的压强和体积分别为0和K o根据力的平衡条件有Pi-S=p 2S由玻意耳定律得A K=pio,2K PlV2=PoVO 由于两活塞用刚性杆连接，故%2%=2（%一%）联立式解得1 10=产+及 4(p0+p)K%=2 a+p34.【试题答案】（DABD（2）一/c m 变大 变大 变小 变小 变大 34 cm 2 cm【试题解析】由题意画出如图所示的光路图，可知光束I 是反射光线，所以仍是复色光，而光束II、川由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束II、川是单色光，故A 正确；由于光束II的偏折程度大于光束川，所以玻璃对光束II的折射率大于对光束川的折射率，根 据=/可知，光束II在玻璃中的传播速度比光束川小，故 B 正确；当增大a 角 且 a90。，即入射角减小时，光束II、川会靠近光束I,故 C 错误；因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的,根据光的入射角与反射角相等以及光的可逆性,可知改变a 角 且 a 90,光束II、川一定与光束I 平行，故 D正确。(2)由题图可知 4=2 cm,7=2X10-2 s,振动方程为x=A s i n 3co t=2cos 2n2X10-2cm=2cos 100 n t cm当 t=0.25X10 2 s 时，x=_2cos-cm=一/cm。由题图可知在于=1.5X10-2 s到t=2X10-2 s的振动过程中，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大。17 在t=0到t=8.5X 10 2 s时间内经历了个周期，质点的路程为s=17/4=34 cm,位移为2 cm。