2021届高考全国新课标Ⅰ卷三月大联考 物理试题+全解全析.pdf

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1、2021届全国新课标I 卷三月大联考物 理本卷满分110分，考试时间90分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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，有选错或不答的得0分。1 4.铝99（北M o）是铝的放射性同位素之

2、一，在医院里用于制备得99（机c）。得99也是一种放射性同位素，病人服用后可用于内脏器官造影。已知铝99的半衰期为65.94 h,则下列表述正确的是A.经过a衰变得到,TcB.M o经过。衰变得到T cC.1 g钥99经过65.94 h将全部衰变为铝99D.升高温度可以加快铝99的衰变15.如图所示，在等腰直角三角形ABC的三个顶点上分别固定三个带电荷量分别为0、q、Q的点电荷,点电荷4受到的库仑力的合力F垂直于A 8斜向右下方，关 于 点 电 荷Q?的电性及带电荷量之间的关系，下列说法正确的是A.电性相反，B.电性相反，Qx=V 202C.电性相同，。=2。2 D.电性相同，。1=五。216

3、.如 图1所示，小滑块从斜面顶端A由静止开始滑下，到达底端6的过程中，其速率的二次方与位移的变化关系如图2所示。已知斜面的倾角。=37。，取g=10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。若此滑块以某初速度从斜面底端8开始上滑，恰好到达顶端A,则滑块的初速度大小为A.2 有 m/s B.4&m/sC.4 m/sD.2 m/s17.如图所示为某质谱仪的工作原理示意图。初速度为零的质子（不计重力）被加速电压S 加速后，进入速度选择器（内部存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为8,两极板间的电压为S,间距 为 力，沿直线运动通过狭缝尸，打在可记录粒子位置的胶片4A 2上的C 点，

4、PC=x,4 4 下方匀强磁场的磁感应强度大小为仇。若 B、B o、d 一 定,改变Ui、U2,均可使质子通过狭缝P,则下列图像反映x 或 S 随 Ui的变化规律可能正确的是18.如图所示，水平面0 点左侧光滑，。点右侧粗糙且足够长，有 6 个完全相同的质量均为根的小滑块（可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离为L,滑 块 1恰好位于。点，滑块2、3依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力大小未知的力F 作用于滑块1,经观察发现，第 6 个滑块刚好到达。点时，系统静止，已知重力加速度为g,滑块与。点右侧水平面间的动摩擦因数为“，则下列说法正确的是/7/70A.水平拉力厂大小为24mgB.第

5、1 个滑块进入粗糙水平面后，系统的加速度为;gC.第 3 个滑块经过。点后到第4 个滑块尚未到达0 点前，滑块3 和滑块4 之间的相互作用力为0D.第 5 个滑块经过。点后到第6 个滑块尚未到达。点前，滑块5 和滑块6 之间的相互作用力的大,且2小为二m g1 9.在图示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4,原线圈两端接正弦交变电源，其瞬时电动势 e=lO 0sinlO m (V),内阻为1 C,副线圈两端接有灯泡L(灯丝电阻可视为不变)和滑动变阻器，则A.通过灯丝中的电流频率为20 HzB.副线圈两端的电压小于40 VC.滑片P 上移时灯泡变亮D.改变滑片尸的位置，变压器原线圈功率最

6、大值可能为25 W20.2020年 12月 1 日“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球表面，之后采集样土带回地球。设采集样土的质量为加。已知月球半径约为地球半径的月球质量约为地球质量的地球表面的重力加4 81速度为g,第一宇宙速度为心 则4A.若有航天器环绕月球表面运动，其速度大小约为一u81B.质量为机的样土在月球表面受到月球的引力约为3 吆81C.质量为，”的样土在月球表面和地球表面以相同的加速度运动时，其所受合力大小相等D.月球绕地球做圆周运动的向心加速度为g2 1.如图所示，细绳的一端系着质量为的物体B,B 上放一质量也为的物体A,A 和 8 一起放在表面光滑的转盘上，细绳另一端通过转盘中

7、心的光滑小孔。吊着质量仍为小的小球C,A、B、C 可看作质点，A 和 B 到。点的距离为R o,当物体B 转动的角速度为。时，A 和 B 刚好没有发生相对滑动，则下列说法正确的是A.A 和 8 间的静摩擦力为B.物体8转动的角速度4 =京C.若 g 减小，当系统再次稳定后，A和 8间的摩擦力大小不变D.若 g 减小，当系统再次稳定后，A 和 8间的摩擦力变大三、非选择题（-）必考题：22.（6分）某同学用图1所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。使用的器材有：斜面、物块、矩形挡光片、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺等。（1）该同学用游标卡尺测量了挡光片的宽度，如图2 所示，挡光片的宽

8、度介 cm。（2）让物块在斜面上由静止释放，测得释放时挡光片到光电门的距离为x,计时器显示挡光片通过光电门的挡光时间为。则 物 块 下 滑 的 加 速 度 可 表 示 为 斫 （用物理量X、4 f 表示）。（3）已知重力加速度g,要计算动摩擦因数，还 需 测 量 的 物 理 量 有 （填正确答案序号）。A,物块的质量加B.斜面的高度人C.斜面的长度LD.从释放物块到物块通过光电门的时间/23.（9 分）近年来，照明行业始终关注健康的发展，人类在积极布局类太阳光的LE D（发光二极管）光源。某实验小组要测绘一个标有“4.0 V,1.0 W”全光谱系列LE D灯珠正向导电的伏安特性曲线，要求测量数

9、据尽量精确、绘制曲线完整。己选用的器材有：电 池 组（电动势为6.0 V,内阻约1C）；电 流 表（量程为0 300 m A,内阻约5C）；电 压 表（量程为0 3 V,内阻为3kC）；开关一个、导线若干。（1）实 验 中 所 用 的 滑 动 变 阻 器 应 选,定 值 电 阻 应 选。（填写器材前面的序号）A.滑动变阻器（最大阻值10。，额定电流2 A）B.滑动变阻器（最大阻值1 000。，额定电流0.5 A）C.阻值为3 k。的定值电阻D.阻值为1 k C的定值电阻（2）准备使用的实验电路如图1所示。请用笔画线代替导线连接成完整的电路。其中LED灯珠的（填Z 或*）端应该为LED灯珠的正极

10、。图1（3）实验得到LED灯珠的伏安特性曲线如图2所示。如果将这个LED灯珠与阻值为20 c的定值电阻串联起来，接到电动势为5.0 V、内阻不计的电源两端，LED灯珠正向导通时两端电压为V,消耗的功率是 W。（结果均保留两位有效数字）24.（12分）足够长的水平轨道与竖直光滑圆弧轨道 8 在C点处平滑连接，圆轨道半径R=01m,2一质量为m的小球B静止在C点，一质量未知的小球A以速度%=图 与小球B发生弹性正碰,重力加速度为g,求:D4-8C（1）要使碰撞后小球8的速度最大，小球A的质量需满足的条件;（2）假设小球A的质量可变化，且碰后小球B能通过圆弧轨道的最高点 ,则小球B落在水平轨道上的位

11、置到C点距离的范围。25.（20分）如 图1所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨，倾角9=30。，间距为3下端接有阻值为R的电阻，M下方存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。一质量为加、电阻为R的导体棒放在导轨上，在方向沿导轨向上的恒定拉力作用下，由静止开始沿导轨向上运动，其加速度随时间的变化图像如图2所 示（g为重力加速度的大小），导体棒的速度大小为也时撤去拉力，此时导体棒恰好到达ab 处,此后滑行x i距离通过处而离开磁场，再滑行及距离到达最高处啖 己知导体棒返回到仍处时的速度大小为，皿，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）恒定拉力F的大小和磁感应强度B的大小；（2）导体棒从帅处运动到

12、cd处的过程中，电阻R 产生的焦耳热Q；（3）导体棒从处运动到独处所用的时间心（-）选 考 题（15分）33.物理选修3-3（15分）（1）（5 分）关于固体、液体、气体，下 列 说 法 正 确 的 是。（填正确答案标号。选 对 1个得 2 分，选对2 个得4 分，选对3 个得5 分。每选错I 个扣3 分，最低得分为0 分）A.在压强恒为75 cmHg的情况下，冰加热熔化过程中分子的平均动能保持不变B.多晶体的各种物理性质在各个方向上都是不同的C.在水中的布朗运动是水分子不停地对固体小颗粒无规则撞击的结果D.分子势能减小时分子力可能也减小E.气体吸收热量，同时对外做功，其内能一定增加（2）（1

13、 0 分）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管内有一段水银柱，A 管管口用轻活塞封闭，右边的玻璃管 B 上端封闭，两封闭气体的压强均和大气压强（po=7 6 cmHg）相同，左边气柱总长为=40 c m,右管内气柱长为加=39 cm。现用外力厂缓慢推活塞，使得右管内水银面比左管高出行2 cm。忽略温度变化，求：BrmJ4F（i）此时A 端上方气柱的压强；（压强以单位cmHg表示）（ii）活塞缓慢移动的距离。34.物理选修3-4（15分）（1）（5 分）一列简谐横波以10 m/s的速度向x 轴的正方向传播，如图所示为传到M 点时的波形图，则 下 列 说 法 正 确 的 是。（填正确答案标号。选 对 1 个

14、得2 分，选对2 个得4 分，选对3 个得5 分。每选错1个扣3 分，最低得分为0 分）2/4610 12 x/mA.图中各质点的振动频率均为2.5 HzB.波源的起振方向沿y轴正方向C.质点M再经过0.1 s到达波谷位置D.图示时刻质点。的加速度比质点M的小E.再经过0.7 s,质点N第一次到达波峰的位置(2)(10分)一玻璃砖如图所示，A8为J圆弧，。为圆心，半 径。4为10 cm。一束光从E点水平射入，NBO=6 0 ,玻璃砖的折射率=6。请分析这束光能否从玻璃砖的AC边垂直射出，若能，求出NACO的大小；若不能，请说明理由。全解全析1415161718192021BBABCBDBCAB

15、C1 4.B【解析】根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒可得北M o-M T c+_：e,所以:;M。经 过 0衰变得到北Tc。1 g钥 9 9 经过6 5.9 4 h 将有一半衰变为耨9 9,半衰期与温度变化无关。所以答案选B o1 5.B【解析】根据题意可判断出，2与 4相互排斥，。2 与 4相互吸引，。广&的电性相反，设AC=BC=l,A B =4 2 h根据库仑定律得EkQq画F,二 警由题意画出示意图，可F知s i n 4 5 =”，代入解得2=夜 0 2,B正确，ACD错误。1 6.A【解析】小滑块从斜面顶端A由静止下滑过程中，有：庐=2 m x,结合图像得：为尸4,解得：G=2

16、n Vs2,根据牛顿第二定律有：m g s i n O -加 g c os O=/a i,解得：=0.5。此滑块以初速度以从斜面底端5开始上滑的过程中，根据牛顿第二定律有：2 g s i n e+7 g c os 9=m a 2,解得：“2=1 0 m/s2o 由图2知:斜面长度L=1 m,由=2 2 心，得：2=2 7 5 m/s,只有A正确。17.1 c mvB【解析】设质子进入速度选择器的速率为 根据动能定理有：qUt=m v2,结合x=2 r和 一 工2 通2得=瓦 叵,则x与 上 成 正 比，B正确，A错误；质子在速度选择器中做匀速直线运动,受力平衡，有：qvB=qE,由a得：5=B

17、 d 官.叵,则 C、D错误。V m1 8.C【解析】从滑块1 在 O点到滑块6到。点的过程，满足广 5 L -叫L-mg-2L-m g 5 Z,=0,解得F =3 2 g，选项A错误;第1 个滑块进入粗糙水平面后，对整体尸-W咫=6 匐，解得。=,选项B错误;第3个滑块经过O点后到第4个滑块尚未到达。点前，系统受到的总摩擦力为3 加 g ,即拉力和摩擦力平衡，因此系统匀速运动，研究4、5、6滑块，3滑块对4滑块的拉力为0,选项C正确；第5个滑块经过。点后到第6个滑块尚未到达。点前，系统加速度为5火一尸=6松，对6滑块T =以，解得7=选项D错误。19.B D【解析】变压器不改变频率，由e=1

18、0 sinlOb（V）得：通过灯丝中的电流频率/=-=Hz=5 H z,A错误；电动势的有效值E=W V =1 O V,由于电源有内阻，原线T 2K丘圈两端的电压U K 1 O V,副线圈两端的电压U，=%H4X1 0 V =4 0 V,B正确；原线圈两端向4%右看的等效电阻4 =色一=（九）2（4+R）,A 5.Z 212%E，灯泡中的电流4 +r1 当=._ 竺 _2 4 2 （丛）2（8+/?）+，滑片尸上移时滑动变阻器接入的有效电阻R变大，则/2变小,n2 L灯泡变暗，C错误；U i=E-/ir,变压器原线圈功率尸=/|U1=/|（E=/）,由于/|什（E-/ir）=为定值，当/ir=

19、E-/ir 即/=一 =5 A 时户有最大值，且为 Pm=5x（10-5x1）W=25 W,2rD正确。20.B C【解析】根据u=%=/故A错误。根据g=攀 得 g月=枭,16醒月=醒，O 1故B正确。根据牛顿第二定律尸=，w知，加速度相同，则合力相等，故C正确。月球在距地球约38.4万千米的地方绕地球运动，向心加速度小于地球表面的重力加速度g,故D错误。21.A B C【解析】C物体平衡，绳的拉力尸=吆，对A和8整体用牛顿第二定律b=2汝，由于A和B刚好没有发生相对滑动，对4运用牛顿第二定律，=加。，解得%、=-m g,选 项A正2确；对A和3有尸=2 m 滴，解得供）=去,选 项B正确；

20、若为减小，系统再次稳定时,2Ao绳的拉力不变，A和B间的摩擦力大小不变，选项C正确，选项D错误。,222.（1）0.550（2 分）（2）（2 分）（3）BC（2 分，选不全不给分）2xr【解析】（1）图2所示为20分度的游标卡尺，读数为0.550 cm。f,2（2）物块通过光电门的速度v=,根据匀变速直线运动公式/=2 a x，解得。=二。t2xt2（3）由牛顿第二定律得a=g（sin。-cos。），已经通过测量计算出了加速度a,要测量出动摩擦因数，还需要知道斜面倾角的三角函数值，因此需要测量斜面的高度和斜面的长度。23.（l）A（l 分）D（1 分）（2）（2分）6（1分）3.4（3.4

21、3.5均得分）（2分）0.27（0.25 0.28均得分）（2分）【解析】（1）要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整，但电压表的量程仅有3 V,该电压表可以改装，根据题中数据可知，如果串联一个阻值为1 kC的定值电阻可以改装成4 V量程的电压表，所以定值电阻选 择D。为了使测量数据尽量精确，滑动变阻器便于操作，滑动变阻器应该选择阻值较小的，所以选择（2）根据题意，该电路滑动变阻器应该采用分压接法，开关要控制总电路。L ED的电阻比较小，采用电流表外接法测量误差较小，所以电路图连接如下图所示。L ED具有单向导电性，根据电路图可知，b端为高电势，所以b端为LED的正极。（3）阻 值 为20 Q的定

22、值电阻可视为电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律七=。+，即U =5-2 0 1,画出/-U图线如下图，与LE D伏安特性曲线的交点即为实际工作状态，由图可读出此时LED两端的电压约为3.4 V,电流约为8 0 m A,功率P=0.27 W。/mA24.（1）Mm（2）小球8 的落点到C 点的距离x 的范围为2RSE8R【解析】（1）设小球A 的 质 量 为 碰 撞 后 4 的速度为,B 的速度为以，A 和 8 碰撞的过程满足加%=加 +根 力 （1 分）（1 分）2 M解 得/=不 一%（1 分）M+m当 加时，0=2%=2 廊A，小球B 获得的速度最大（1 分）（2）当=2%=2 反 元 时，

23、小球B 通过圆弧轨道的最高点时速度最大，设为海,根据 一/g 2 R =g 加V -（加（1 分）解得vei=4J i 无（1 分）当小球B 恰好能通过圆弧轨道的最高点时，此时B 的速度最小，设为VB2,小球3 的重力提供向心力，则m g =m 2-（1 分）R解得%2=g（1 分）根据2H=g g/（分）x=vt（1 分）解 得/山=2/?，/ax=8 R（1 分）即小球2 落在水平轨道上的位置到C 点的距离x 的范围为2RSE8R（1 分）八 、3 lmR 八 1 2 1 ,、2玉 2nv,25.（20 分）（1）F=mg B=.（2）Q =-m v z?g（x+x,）（3）r=+-2 V

24、 v.L 4 4 匕 g【解析】（1）导体棒在拉力作用下由静止开始沿导轨向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有：F-mgsin。-BIL-ma（1 分）根据闭合电路欧姆定律有：/=筹（1分）可得：a=-2mRF/v+-g sin e（1tn分）FR2产结合图像得T g s in Wg,-（1分）3解得：F=：mg,B=:普（2 分）2（2）设导体棒通过cd处时的速度大小为电，导体棒从cd处运动到4 处的过程中，根据机械能守恒定律有:m v2 =，kgX2sin6（2 分）导体棒从ab处运动到cd处的过程中，根据能量守恒定律有:m v=m v2 +mSx sin6+2 Q（2 分）解得：Q=；机呼

25、一;根 g（x+/）（2 分）（3）导体棒从处运动到力处所用的时间为力，加速度大小为小，从 cd处运动到他处所用的时间为，2,则 vi=ait（1 分）mgsind=mai（1 分）导体棒从cd处运动到外处的过程中，根据动量定理有：mgsinff-t2-Bj Lt2=mnv-mv2（2 分）根据法拉第电磁感应定律有：云=用（1分）2根据闭合电路欧姆定律有：1=（1分）2R导体棒从外 处运动到ab处所用的时间+（2 分）33.（1）ACD【解析】冰是晶体，晶体在压强不变的情况下具有一定的熔点，在吸收热量熔化的过程中，温度保持不变，而温度是分子平均动能的标志，冰在熔化过程中分子的平均动能保持不变，

26、A 正确；多晶体具有各向同性，它们的多种物理性质，在各个方向上都是相同的，B 错误；在水中的布朗运动是悬浮在液体中的固体小微粒的无规则运动，是由于周围的水分子不停地对固体小颗粒无规则撞击引起的，C 正确；当分子间距减小时，分子力表现为引力且分子力从最大值减小为零的过程中，分子势能是减小的，D 正确；气体吸收热量，同时对外做功，其内能可能不变，可能减小，也可能增加,E 错误。（2）（i ）8 0 c m H g （i i）3 c m【解析】（i）以c m H g为单位，研究B气体，末态右管内水银面比左管高出/i=2 c m,因此8部分h气 体 的 长 度 为（2分）2h由玻意耳定律有PO/BS=

27、（/M2 c m H g）（lB-）S（2 分）解得 PA=8。c m H g （1 分）（i i）对A气体，由玻意耳定律有P（A S =p/；S （2分）解得/；=3 8 c m （1 分）h活塞缓慢移动的距离以=，+/-4=3 c m （数字后面没有单位不给分）（2分）3 4.（D A B E【解析】由波的图像可得波长 =4m,已知波速v =1 0 m/s ,所以波的周期T =4 =0.4 s ,V频率/=T=2.5 H z,A选项正确。由波的图像可知，M点的起振方向沿y轴正方向，说明波源的起振方向沿）轴正方向，B选项正确。质点M再经过0.1 s到达波峰位置，C选项错误。图示时刻质点。在波

28、峰，加速度最大，质点M在平衡位置，加速度最小，D选项错误 波从M点传播到XN点需要时间f =0.6 s,N点的起振方向向上，经过0.1 s到达波峰，即再经过0.7 s质点N第v一次到达波峰，E选项正确。（2）不能，理由见解析【解析】光路图如图所示，入射光经过折射后到达B C边，与B C相交于F,ZBOE=6 0%由几何关系可知，入射角为i =6 0 （1分）由折射定律=上“可知，（1分）/=3 0。（1分）sin r由几何关系可知，/E F B =/E O B-r =30。（1分）即A E F O为等腰三角形，O F =O E =O A i O c mZ A F O =45（1 分）又因为临界角sinC =L =立，（1分）n 3则8 C边的入射角4=6 0。大于临界角（1分）即光在尸点发生全反射（1分）假设光线刚好从AC边垂直射出，则NACO=/7=60。（1分）而实际上乙4。0 4 4尸0=45。，所以假设不成立，即光不可能从4 c边垂直射出（I分）