2021年高考理综物理押题密卷B【新课标Ⅲ卷】

试卷更新日期：2021-06-03 类型：高考模拟

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一、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，有选错或不答的得0分。

1. 2020年12月4日，中国规模最大、参数最高的“人造太阳”，即中国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（HL-2M）在成都实现首次放电．已知“人造太阳”的核反应方程式是 $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H {\overset{}{\to}}_{2}^{4} He +_{0}^{1} n$ ，其中氚（ $_{1}^{3} H$ ）在自然界中含量极微，但可以用某种粒子X轰击锂核（ ${}_{3}^{6}L i$ ）得到，核反应方程为 $_{3}^{6} Li + X {\overset{}{\to}}_{2}^{4} He +_{1}^{3} H$ ，则（　　）

A、粒子X为质子 B、核反应方程 $_{3}^{6} Li + X {\overset{}{\to}}_{2}^{4} He +_{1}^{3} H$ 为 $α$ 衰变 C、氦核（ $_{2}^{4} He$ ）的结合能大于氘核（ $_{1}^{2} H$ ）和氚核（ $_{1}^{3} H$ ）的结合能之和 D、在核反应方程式 $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H {\overset{}{\to}}_{2}^{4} He +_{0}^{1} n$ 中，反应前的总质量小于反应后的总质量

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2. 利用手机的照相功能可以研究自由落体运动。实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条径迹，已知手机照相的曝光时间为0.02s，每块砖的平均厚度为6cm，估算石子释放点距地面的高度最接近（　　）

A、2.3m B、2.5m C、1.8m D、2.0m

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3. 如图所示为一网球发球机，可以将网球以不同的水平速度射出，打到竖直墙上。O、A、B是竖直墙上三点，O与出射点处于同一水平线上，A、B两点分别为两次试验时击中的点，OA=h₁ ， OB=h₂ ，出射点到O点的距离为L，当地重力加速度为g，空气阻力忽略不计，网球可看作质点。下列说法正确的是（）

A、出射速度足够大，网球可以击中O点 B、发球间隔时间足够短，两个网球在下落过程中可相遇 C、击中A点的网球的初速度大小为 $L \sqrt{\frac{2 h_{1}}{g}}$ D、网球击中B点时速度大小为 $\sqrt{\frac{L^{2} g}{2 h_{2}} + 2 g h_{2}}$

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4. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2×10⁷m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量G=6.67×10^-11N·m²/kg²。下列说法中正确的是（　　）

A、两种同步卫星都可能经过北京上空 B、倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置 C、根据题目数据可估算出第44颗卫星的质量 D、任意12小时内，万有引力对第41颗卫星冲量的大小和对第44颗卫星冲量的大小相等

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5. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时。在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t₁时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t图像为抛物线。则图中这些量随时间变化的关系正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 如图，某电容器由两水平放置的半圆形金属板组成，板间为真空。两金属板分别与电源两极相连，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。起初两极板边缘对齐，然后上极板转过10°，并使两极板间距减小到原来的一半。假设变化前后均有一电子由静止从上极板运动到下极板。忽略边缘效应，则下列说法正确的是（）

A、变化前后电容器电容之比为9：17 B、变化前后电容器所带电荷量之比为16：9 C、变化前后电子到达下极板的速度之比为 $\sqrt{2}$ ：1 D、变化前后电子运动到下极板所用时间之比为2：1

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7. 如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n₁∶n₂＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R₀ ，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则(　　)

A、滑动变阻器上消耗的功率为P＝100I²R B、变压器原线圈两端的电压U₁＝10IR C、取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝Isin ωt D、ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝ $\sqrt{2}$ BIL

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8. 如图虚线所示的半径为R圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（）

A、若r=R，则粒子离开磁场时，速度是彼此平行的 B、若 $r > R$ ，则粒子从P关于圆心的对称点离开时的运动时间是最长的 C、若粒子射入的速率为 $v_{1}$ 时，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为 $v_{2}$ ，相应的出射点分布在三分之一圆周上，则 $v_{1} ： v_{2} = 1 ： \sqrt{3}$ D、若粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为 $t_{1}$ ；若粒子在磁场边界的出射点分布在三分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为 $t_{2}$ ，则 $t_{1} ： t_{2} = 1 ： 2$

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二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。

9. 为了测量滑块（视为质点）与水平桌面间的动摩擦因数，某学习小组设计了如图所示的实验装置。其中斜面体可以沿着桌面移动，重力加速度为g，空气阻力不计。
实验步骤如下：

a.测出桌面距水平地面高度h，

b.将斜面体锁定于距桌面右端一定的距离A点，把滑块从斜面顶端静止释放，最终落在水平地面上的P点（图中未画出），测出P点到桌面右端的水平距离为 $x_{1}$ ；

c.将斜面体沿着桌面向右平移至B点并锁定，测出B点与A点距离d。再次让滑块从斜面顶端静止释放，并落在水平地面上的Q点（图中未画出），测出Q点到桌面右端的水平距离 $x_{2}$ 。

(1)、为完成本实验，下列说法中正确的是________；

A、必须测出小滑块的质量m B、必须测量斜面体的高度 $h^{'}$ C、斜面体高度 $h^{'}$ 不能太小 D、必须测出A点与桌面右端的距离s

(2)、写出动摩擦因数的表达式 $μ =$ （用题中所需要测量的物理量的字母表示）；

(3)、若不测量桌面距地面的高度，用一定的方法测出滑块从飞离桌面到落地的时间t，其他测量步骤不变，（填“可以”或“不可以”）测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数。

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10. 某课外兴趣小组要描绘一个标有“ $4.8 V$ ， $2.4 W$ ”的小灯泡的伏安特性曲线，部分实验器材如下：直流电源E（ $6 V$ ，内阻可不计）、电流表A（ $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $0 .4 Ω$ ）、电压表V（ $0 ~ 3 V$ ，内阻为 $1 kΩ$ ）、开关和导线若干、滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0~10 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）、滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0~150 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）

(1)、由于电压表V的量程太小，需将电压表量程扩大为 $0 ~ 6 V$ ，该电压表应串联的分压电阻的阻值为 $R_{0} =$ $Ω$ ，找到符合要求的电阻 $R_{0}$ 后，该小组的同学将题给的电压表（表盘未改动）与分压电阻R串联，改装成量程为 $0 ~ 6 V$ 的电压表后，设计了图甲的电路来描绘该小灯泡的伏安特性曲线，为减小测量误差和便于实验操作，滑动变阻器应选用；

(2)、请根据实验电路原理图甲连接图乙中的实物图；

(3)、连接好电路后小组成员发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表始终有示数，且电流表的示数无法调到零，可能的原因为（选填“ $a b$ 断路”“ $a c$ 断路”“ $d e$ 断路”或“ $b e$ 短路”）；

(4)、排除故障后，通过电压表和电流表所读的数据在 $I - U$ 坐标系中描点连线，得到的 $I - U$ 曲线如图丙，若把该小灯泡与一阻值为 $20 Ω$ 的定值电阻串联后接到电动势为8V、内阻不计的电源两端，利用作图法得该小灯泡的实际功率约为W（保留两位有效数字）。

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11. 如图所示，外径足够大，中空的水平圆形转盘内径r=0.6m，沿转盘某条直径有两条光滑凹槽，凹槽内有A、B、D、E四个物块，D、E两物块分别被锁定在距离竖直转轴R=1.0m处，A、B分别紧靠D、E放置。两根不可伸长的轻绳，每根绳长L=1.4m，一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮，穿过D、E两物块中间的光滑圆孔，系在A、B两个物块上，A、B、D、E四个物块的质量均为m=1.0kg，C物块的质量m_C=2.0kg，所有物块均可视为质点，（取重力加速度g=10m/s² ， $\sqrt{41}$ =6.403。 $\sqrt{2}$ =1.414，计算结果均保留三位有效数字）

(1)、启动转盘，转速缓慢增大，求A、D以及B、E之间恰好无压力时的细绳的拉力大小及转盘的角速度大小；

(2)、停下转盘后，将C物块置于圆心O处，并将A、B向外侧移动使轻绳水平拉直，然后无初速度释放A、B、C物块构成的系统，求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度大小；

(3)、碰前瞬间解除对D、E物块的锁定，若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起，且碰撞时间极短，求碰后C物块的速度大小。

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12. 如图所示，在直角坐标系 $x O y$ 中， $x = L$ 和 $y$ 轴之间有垂直纸面向里的匀强磁场， $y$ 轴左侧有沿 $x$ 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 $E$ ，在 $x$ 轴上 $x = - L$ 处有一个粒子源，该粒子源可以在纸面内沿各个方向射出速率相同的同种粒子（重力不计），粒子的质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ ，沿 $y$ 轴负方向射出的粒子经电场和磁场偏转后，恰好不从磁场的右边界射出，并且第一次和第二次经过 $y$ 轴的位置相距 $\frac{2 \sqrt{3}}{3} L$ ，求：

(1)、粒子的初速度大小及磁场的磁感应强度大小；

(2)、沿 $y$ 轴正方向射出的粒子第二次经过 $y$ 轴的位置坐标；

(3)、沿与 $x$ 轴负方向成 $45 °$ 角向上（图示方向）射出的粒子第一次经过 $y$ 轴和第二次经过 $y$ 轴的位置间的距离。

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三、（二）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。[物理——选修3–3]

13.

(1)、一定量的理想气体从状态 $a$ 开始，经历等温或等压过程 $a b 、 b c 、 c d 、 d a$ 回到原状态，其 $p - T$ 图像如图所示。其中对角线 $a c$ 的延长线过原点 $O$ 。气体从状态 $a$ 变化到状态 $b$ 的过程，气体对外做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体从外界吸收的热量。气体在状态 $a$ 的体积（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体在状态 $c$ 的体积。气体从状态 $b$ 变化到状态 $c$ 外界对气体做的功（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体从状态 $d$ 变化到状态 $a$ 气体对外界做的功。

(2)、粗细均匀的玻璃管弯成如图所示的连通器。左右两边U形管内的水银将一定质量的理想气体封闭在管内，连通器的开口端处在大气中。达到平衡时，被封闭在管内的气体柱的总长度 $L_{1} = 100 cm$ ，D液面距离开口端 $L_{2} = 23 cm$ ， $A B$ 、 $C D$ 液面高度差 $h = 15 cm$ 。现从右侧的开口端通过活塞（活塞与玻璃管间气密性良好）缓慢向下压，最终使C液面比D液面高15 $cm$ 。已知大气压强为 $p_{0} = 75 cmHg$ ，假定在整个过程中温度不变。求：

（i）B液面下降的高度是多少？

（ii）活塞下压的距离是多少？

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四、[物理——选修3–4]

14.

(1)、一光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是（填正确答案标号，选对1个给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0分）

A、内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B、内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射 C、波长越长的光在光纤中传播的速度越大 D、频率越大的光在光纤中传播的速度越大 E、若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射

(2)、如图所示，波源S在竖直方向做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为y=10sin5πtcm，产生的波向左、右同时传播，波速v=6m/s，P，Q是分别位于波源左、右两侧的质点，质点Q到波源的距离是质点P到波源距离的3倍，从t=0时开始计时，当波源第二次到达波峰时，波刚好传到P点。求：
（i）波长 $λ$ ；

（ii）从 $t = 0$ 时开始计时到质点 $Q$ 第一次达到负向最大位移处的过程中，波源通过的路程。

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