河北省唐山市2021届新高考物理第三次调研试卷含解析

河北省唐山市2021届新高考物理第三次调研试卷含解析

河北省唐山市 2021 届新高考物理第三次调研试卷 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1．下列粒子流中贯穿本领最强的是（） A． α射线 B．阴极射线 C．质子流 D．中子流 【答案】 D 【解析】 【详解】 α射线射线的穿透能力最弱， 一张纸即可把它挡住， 但是其电离能力最强， 阴极射线是电子流， 能穿透 0.5mm 的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强． A． α射线，与结论不相符，选项 A 错误； B．阴极射线 ，与结论不相符，选项 B 错误； C．质子流 ，与结论不相符，选项 C 错误； D．中子流，与结论相符，选项 D 正确； 故选 D． 2．某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示， A 、B 为理想变压器， R 为输电线路的电阻，灯泡 L 1、 L 2 规格相同，保持变压器 A 的输入电压不变，开关 S 断开时，灯泡 L 1 正常发光，则 ( ) A．仅将滑片 P 上移， A 的输入功率不变 B．仅将滑片 P 上移， L 1 变暗 C．仅闭合 S，L 1、L 2 均正常发光 D．仅闭合 S，A 的输入功率不变 【答案】 B 【解析】 【详解】 AB ．仅将滑片 P 上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的 B 变压器的输入电 压降低，输出电压也降低，所以 L 1两端电压变小。输出功率变小，则 A 变压器的输入功率也变小，故 A 错误， B 正确； CD ．仅闭合 S，则 B 变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，输出功率变大，则升压变压器 A 的输入 功率也变大。相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大， B 变压器的输入电压变小，输出电 压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，故 CD 错误。 故选 B。 3．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端 阀门，气体往外喷出，设喷口面积为 S，气体密度为 ，气体往外喷出的速度为 v ，则气体刚喷出时钢瓶 顶端对竖直墙的作用力大小是（ ） A． vS B． 2v S C． 21 2 v S D． 2v S 【答案】 D 【解析】 【详解】 对喷出气体分析，设喷出时间为 t ，则喷出气体质量为 m Svt ，由动量定理，有 Ft = mv 其中 F 为瓶子对喷出气体的作用力，可解得 2S SvtvF v t 根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶子作用力大小为 F，再对瓶子分析，由平衡条件和牛顿第三定律求得钢 瓶顶端对竖直墙壁的作用力大小也是 F，故 D 正确， ABC 错误。 故选 D。 4．充电式果汁机小巧简便，如图甲所示，被誉为出行神器，满足了人们出行也能喝上鲜榨果汁的需求。 如图乙所示，其主要部件是四个长短不同的切水果的锋利刀片。工作时，刀片在电机带动下高速旋转，机 身和果汁杯可视为保持静止。则果汁机在完成榨汁的过程中 A．某时刻不同刀片顶点的角速度都相等 B．不同刀片上各点的加速度方向始终指向圆心 C．杯壁上的水果颗粒做圆周运动时的向心力由摩擦力提供 D．消耗的电能一定等于水果颗粒以及果汁机增加的内能 【答案】 A 【解析】 【详解】 A．不同刀片相对静止的绕同一轴做圆周运动，属于同轴转动模型，角速度相等，故 A 正确； B．刀片旋转角速度越来越大，做变速圆周运动，加速度方向不是指向圆心，故 B 错误； C．杯壁上的水果颗粒做圆周运动时的向心力由杯壁的弹力提供，重力和摩擦力平衡，故 C 错误； D．消耗的电能等于水果颗粒增加的机械能和水果颗粒与果汁机增加的内能，故 D 错误。 5．如图甲所示，在某电场中建立 x 坐标轴， A 、B 为 x 轴上的两点， xA、xB 分别为 A 、B 两点在 x 轴上的 坐标值。一电子仅在电场力作用下沿 x 轴运动，该电子的动能 E k 随其坐标 x 变化的关系如图乙所示。则 下列说法中正确的是（ ） A． A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B． A 点的电场强度等于 B 点的电场强度 C． A 点的电势高于 B 点的电势 D．电子由 A 点运动到 B 点的过程中电势能的改变量 p k kB AE E E 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．根据动能定理得知：电场力做功等于电子动能的变化，则有 kE Eqx 根据数学知识可知，图线的斜率 k qE 斜率不变， q 保持不变，说明电场强度不变，所以该电场一定是匀强电场，则 A BE E 故 A 错误， B 正确； C．由图知，电子从 A 到 B 动能增大，电场力做正功，则知电场力方向从 A→B ，电场线方向从 B→A ， 根据顺着电场线方向电势降低，则有 A B 故 C 错误； D．根据动能定理知 k k PAB B AW E E E 即 P k kA BE E E 故 D 错误。 故选 B。 6．中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站 —华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省 威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是 235 92 U ＋ x→ 144 56 Ba ＋ 89 36 Kr ＋ 3x。下列关于 x 的说法正确的是（ ） A． x 是 α粒子，具有很强的电离本领 B． x 是 α粒子，穿透能力比较弱 C． x 是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的 D． x 是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的 【答案】 D 【解析】 【详解】 AB ．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知， x 为中子，故 AB 错误； CD ．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的， 故 C 错误， D 正确。 故选 D。 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．光滑水平面上有一边长为 L 的正方形区域处在场强为 E 的匀强电场中， 电场方向与正方形一边平行． 一 质量为 m、带电量为 Q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速 v0 进入该正方形区域．当小球 再次运动到该正方形区域的边缘时，具有动能的大小可能是 ( ) A． 0 B． 2 0 1 2 mv C． 2 0 1 2 mv ＋ 1 2 QEL D． 2 0 1 2 mv ＋ 2 3 QEL 【答案】 ABC 【解析】 【详解】 若电场的方向平行于 AB 向左，小球所受的电场力向左，小球在匀强电场中做匀减速直线运动，到达 BD 边时，速度可能为 1，所以动能可能为 1．故 A 有可能． 若电场的方向平行于 AC 向上或向下，小球在匀强电场中做类平抛运动，偏转位移最大为 1 2 L ，根据动能 定理可知小球的最大动能为： 2 0 2 1 2K LE Emv Q ，所以 D 不可能， C 可能；若电场的方向平行于 AB 向左，小球做匀减速直线运动，若没有到达 BD 边时速度就减为零，则小球会返回到出发点，速度大小仍 为 v1，动能为 2 0 1 2 mv ，故 B 可能．故选 ABC ． 8．下列说法正确的是 ( ) A．常见的金属是多晶体，具有确定的熔点 B．干湿泡湿度计的湿泡和干泡所示的温度相差越多，表示空气湿度越大 C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝是因为液体表面张力作用的结果 D．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 E.饱和汽的压强一定大于非饱和汽的压强 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 A．常见的金属是多晶体，具有确定的熔点，选项 A 正确； B．干湿泡湿度计的湿泡和干泡所示的温度相差越多，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，选 项 B 错误； C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝是因为液体表面张力作用的结果，选项 C 正确； D．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，选项 D 正确； E．饱和汽压的大小与温度有关，在温度不知道的情况下，不能简单地说饱和汽的压强一定大于非饱和汽 的压强，故 E 错误。 故选 ACD 。 9．a、b 两物体沿同一直线运动，运动的位置一时间（ x t ）图像如图所示。分析图像可知（ ） A． 1t 时刻两物体的运动方向相同 B． 21 ~t t 时间内的某时刻两物体的速度相等 C． 21 ~t t 时间内 a、b 两物体运动的路程不等 D． 2t 时刻 b 物体从后面追上 a 物体 【答案】 BCD 【解析】 【详解】 A．图像的切线斜率表示速度， 1t 时刻 a 的速度为正、 b 的速度为负，运动方向相反，选项 A 错误； B．如图所示， 21 ~t t 时间内有一点 N，在这一点 b 图像的斜率与 a 图像的斜率相等， 即二者速度相等 （临 界点） ，选项 B 正确。 C． 1t 时刻和 2t 时刻，二者位置坐标均相等，则 21 ~t t 时间内两物体位移相等。但该过程中， a 始终正向运 动， b 先负向、后正向运动，则二者运动的路程不等，选项 C 正确。 D． 2t 时刻两物体在同一位置，之前一段时间二者速度方向相同，且 b 的速度大于 a 的速度，则 b 从后面 追上 a。选项 D 正确； 故选 BCD. 10．如图所示，地球质量为 M ，绕太阳做匀速圆周运动，半径为 R．有一质量为 m 的飞船，由静止开始 从 P 点在恒力 F 的作用下，沿 PD 方向做匀加速直线运动，一年后在 D 点飞船掠过地球上空，再过三个 月，又在 Q 处掠过地球上空．根据以上条件可以得出 A． DQ 的距离为 2R B． PD 的距离为 16 2 9 R C．地球与太阳的万有引力的大小 29 2 16 FM m D．地球与太阳的万有引力的大小 29 2 32 FM m 【答案】 ABC 【解析】 【分析】 根据 DQ 的时间与周期的关系得出 D 到 Q 所走的圆心角，结合几何关系求出 DQ 的距离．抓住飞船做匀 加速直线运动，结合 PD 的时间和 PQ 的时间之比得出位移之比，从而得出 PD 的距离．根据位移时间公 式和牛顿第二定律，结合地球与太阳之间的引力等于地球的向心力求出引力的大小． 【详解】 地球绕太阳运动的周期为一年，飞船从 D 到 Q 所用的时间为三个月，则地球从 D 到 Q 的时间为三个月， 即四分之一个周期，转动的角度为 90 度，根据几何关系知， DQ 的距离为 2 R，故 A 正确；因为 P 到 D 的时间为一年， D 到 Q 的时间为三个月， 可知 P 到 D 的时间和 P 到 Q 的时间之比为 4：5，根据 21 2 x at 得， PD 和 PQ 距离之比为 16：25，则 PD 和 DQ 的距离之比为 16：9， 2DQ R ，则 16 2 9 PD R ， B 正确；地球与太阳的万有引力等于地球做圆周运动的向心力，对 PD 段，根据位移公式有： 216 2 1 9 2 R Fat a m ， ，因为 P 到 D 的时间和 D 到 Q 的时间之比为 4：1，则 4 4 T t ，即 T=t ，向心力 2 2 4 nF M R T ，联立解得地球与太阳之间的引力 29 2 16 FMF m ，故 C 正确 D 错误． 11．如图所示，用小灯泡模仿光控电路， AY 之间为斯密特触发器， RG 为光敏电阻， R 1 为可变电阻； J 为 继电器的线圈， Ja 为它的常开触点。下列说法正确的是 ( ) A．天色变暗时， A 端输入高电平，继电器吸引 Ja，路灯点亮 B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把 R1 的阻值调大些 C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把 R1 的阻值调小些 D．二极管的作用是继电器释放 Ja 时提供自感电流的通路， 防止损坏集成电路 【答案】 ABD 【解析】 【详解】 A、天色变暗时，光敏电阻较大，则 R G 两端的电势差较大，所以 A 端的电势较高，继电器工作吸引常开 触点 Ja，路灯点亮，故 A 正确； BC、当 A 端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则 RG 两端的电势差更大， A 端 的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压应降低，根据串联分压可知应 把 R 1 的阻值调大些，故 B 正确， C 错误； D、天色变亮时， A 端输入低电平，继电器不工作释放常开触点 Ja，继电器的线圈会产生自感电电动势， 二极管与继电器的线圈串联构成闭合电路，防止损坏集成电路，故 D 正确； 故选 BCD 。 12． “嫦娥二号 ”的任务之一是利用经技术改进的 γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。 月球表面一些元素（如钍、铀）本身就有放射性，发出 γ射线；另外一些元素（如硅、镁、铝）在宇宙射 线轰击下会发出 γ射线。而 γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于 γ射线 的说法正确的是（ ） A． γ射线经常伴随 α射线和 β射线产生 B． γ射线来自原子核 C．如果元素以单质存在其有放射性，那么元素以化合物形式存在不一定其有放射性 D． γ射线的穿透能力比 α射线、 β射线都要强 【答案】 ABD 【解析】 【分析】 【详解】 AB. γ射线是原子核发生变化时伴随 α射线和 β射线放出来的，故 AB 正确； C.元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故 C 错误； D. γ射线本质是高速光子流，穿透能力比 α射线、 β射线都要强，故 D 正确。 故选 ABD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．某同学利用如图 1 所示的装置 “探究合外力做功与物体动能变化的关系 ”，具体实验步骤如下 : A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子） 。 B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。 C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量 m，并记录数据。 D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲 和乙时的时间 t 1、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为 s. E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤 D。 请回答下列各问题： （ 1）若砂桶和砂子的总质量为 m，小车的质量为 M ，重力加速度为 g，则步骤 D 中小车下滑时所受合力 大小为 ________。（忽略空气阻力） （ 2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图 2 所示） d =_________mm 。 （ 3）在误差允许的范围内，若满足 __________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。 （用 题目所给字母表示） 【答案】 mg 6.75 mgs= 2 2 1 2 dM t （ ） - 2 1 1 2 dM t （ ） 【解析】 【详解】 (1)[1] 探究 “小车的加速度与所受合外力的关系 ”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤 D 中小车加速下滑时所受合力大小为 mg； (2)[2] 根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度 d=6mm+ 15×0.05mm =6.75mm (3)[3] 遮光片通过两个光电门 1、2 的速度分别为 v1= 1 d t 、v2= 2 d t 故小车动能变化量为 △E k= 2 2 1 2 dM t （ ）- 2 1 1 2 dM t （ ） 在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即 mgs = 2 2 1 2 dM t （ ）- 2 1 1 2 dM t （ ） 14．一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则，主 要实验步骤如下： ①如图甲，细线 OC 一端连接一装满水的水壶，另一端连接圆环 O，用电子秤的下端挂钩钩住圆环 O，记 下水壶静上时电子秤的示数 F； ②如图乙，将细线 AB 一端拴在墙钉 A 处，另一端穿过圆环 O 拴在电子秤的挂钩 B 处。手握电子秤沿斜 上方拉住细线的 B 端使水壶处于平衡状态，在墙面的白纸上记录圆环 O 的位置、三细线 OA 、OB 、OC 的方向和电子秤的示数 F1； ③如图丙，在白纸上以 O 为力的作用点，按定标度作出各力的图示，根据平行四边形定则作出两个 F1 的 合力 'F 的图示。 (1)步骤①中 _______（填 “必须 ”或 “不必 ”）记录 O 点位置； (2)步骤②中用细线穿过圆环 O，而不用细线直接拴接在细线 AB 上的原因是 ________； (3)通过比较 F 与 ______的大小和方向，即可得出实验结论。 【答案】不必 两分力一次同时测定，减小误差（或由于圆环的滑动，使得 OA 、OB 两细线拉力大小 相同） 'F 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1] 因为重力恒竖直向下，只要保证水壶静止即可，读出 OC 绳的拉力即可，故第一次不需要记录 O 点 位置。 (2)[2] 由于圆环的滑动，使得 OA 、OB 两细线拉力大小相同，故可以两分力一次同时测定，减小误差。 (3)[3]OA 和 OB 绳子的拉力作用效果和 OC 一条绳子的拉力的作用效果相同， 而 OC 一条绳子作用力为 F， OA 和 OB 绳子的合力为根据平行四边形定则画出来的 'F ，所以只要比较 F 和 'F 的大小和方向，即可验 证试验。 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．图示装置可用来测定水的折射率． 当圆柱形容器内未装水时， 从 A 点沿 AB 方向能看到对边上的点 E； 当容器内装满水时，仍沿 AB 方向看去，恰好看到底面直径 CD 上的点 D．测得容器直径 CD=12cm ，高 BC=16cm ， DE=7cm ．已知光在真空中的传播速度为 c=3.0 ×108m/s，求： ①水的折射率 n； ②光在水中的传播速度 v． 【答案】① 4/3 ②2.25 ×108m/s 【解析】 ①做出光路图， 设入射角为 i、折射角为 r,则： 4tan 3 CDi BC DE ，则 sini=0.8 ； 3tan 4 CDr BC ，则 sinr=0.6 折射率： sin 4 sin 3 in r ②由 cn v 可得光在水中的速度： 82.25 10 /cv m s n 点睛：本题考查几何光学问题，对数学几何要求能力较高，关系是确定入射角和折射角，通过折射定律进 行解决． 16．图示为某一柱状透明体的截面图，半径为 R 的 1 4 圆弧面 AB 与透明体的侧面 AD 、BD 分别相切于 A、 B 两点， P 点在 AD 上且 AP ＝ 3 2 R。现有一细束单色光从 P 点垂直 AD 面射入透明体，射到圆弧面 AB 时恰好发生全反射，第一次从 F 点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为 c。求： (1)透明体的折射率 n 以及从 F 点射出透明体时的折射角 r 的正弦值； (2)单色光从 P 点射入到从 F 点射出透明体所用的时间 t。 【答案】 (1) 2 3 3 ， 3 3 (2) (4 3) 3 R c 【解析】 【分析】 【详解】 透明体中的光路如图所示： (1)光射到圆弧面 AB 上的 E 点时恰好发生全反射，设临界角为 θ，则 sin θ＝ 1 n sin θ＝ AP OE ＝ 3 2 解得 θ＝ 60 ，n＝ 2 3 3 △EFG 为正三角形，光射到 BD 面的入射角 90 60 30i 根据折射定律有 n＝ sin sin r i ， 解得 sinr ＝ 3 3 。 (2) DP ＝R－ 3 2 R EF ＝ sin 60 DP PE ＝R－Rcosθ 光在透明体中传播的路程 L ＝ PE ＋ EF ＝ 2 3 1 3 2 R t＝ L v n＝ c v 解得 t＝ (4 3) 3 R c 。 17．如图所示，一足够长的斜面倾角为 37°，斜面 BC 与水平面 AB 圆滑连接。质量 m＝2kg 的物体静止 于水平面上的 M 点， M 点距 B 点之间的距离 L＝ 9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为 μ＝0.5， 现使物体受到一水平向右的恒力 F＝14N 作用，运动至 B 点时撤去该力（ sin37 °＝0.6，cos37°＝ 0.8，取 g ＝ 10m/s2）。则： (1)物体到达 B 点时的速度是多大？ (2)物体在斜面上滑行的时间是多少？ 【答案】 (1) 6 /m s ；(2) 3 50.6 s 5 。 【解析】 【详解】 (1)在水平面上，根据牛顿第二定律可知 F mg ma 解得 2 214 0.5 2 10 m/s =2m/s 2 F mga m ； M 到 B ，根据速度位移公式可知 2 2Bv aL 解得 2 2 2 9m/s=6m/sBv aL ； (2)在斜面上向上运动，根据牛顿第二定律可知 1sin cosmg mg ma 代入数据解得 2 1 10m/sa 根据速度位移公式可知 2 2Bv ax 解得 1.8mx 由 1 1Bv at 得 1 0.6st 因 tan ，所以物体速度减为零后会继续下滑 下滑时根据牛顿第二定律可知 2sin cosmg mg ma 解得 2 2 s2m/a 由 2 22 1 2 x a t 得 2 3 5 s 5 t 所以物体在斜面上滑行的总时间 1 2 3 50.6 s 1.94s 5 t t t