2021届湖南省长郡中学高三入学摸底考试 物理 Word版含答案

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长郡中学2021届高三开学摸底考试

物理

全卷满分100分，考试时间90分钟。

★祝考试顺利★

注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题作答用2B 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，再选涂其它答案标号。答在试卷和草稿纸上无效。

3．非选择题作答用0.5毫米黑色墨水签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

答在试卷和草稿纸上无效。考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只需上交答题卡

第I 卷

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。

1.2020年我国将实施探月工程三期任务，实现月面无人采样返回。为应对月夜的低温，“嫦娥五号”除了太阳能板之外，还有一块“核电池”，在月夜期间提供不小于

2.5W 的电功率，还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了

23894Pu 的衰变，衰变方程为238

234

942n

m Pu X Y →+，下列说法正确的是

A.m=92，n=4，

234

m X 比23894Pu 的中子数少2 B.一个

23894Pu 衰变为234m X 释放的核能为(m Pu －m X )c 2 C.

23894Pu 发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤 D.238

94Pu 衰变的速度会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响

2.新型冠状病毒的主要传播途径是经呼吸道飞沫传播，佩戴口罩可以有效预防新型冠状病毒感染。研究表明打喷嚏时飞沫喷出的速度可达40m/s ，携带病毒的飞沫最远可以到达8m 远的地方。若把飞沫的运动简化为匀减速直线运动，则飞沫运动中所受合外力与自身重力的比值约为

A.0.1

B.1

C.10

D.100

3.如图所示，水平放置的封闭绝热气缸被一锁定的绝热活塞分为a 、b 两部分，且a 部分体积是b 部分体积的2倍。已知a 部分装有2.5mol 的氧气，b 部分装有1mol 的氧气，两部分气体温度相同，均可视为理想气体。现解除锁定，活塞移动一段距离静止后，a 、b 两部分的体积分别为V a 、V b ，温度分别为T a 、T b 。下列说法正确的是

A.V a >2V b ，T a >T b

B.V a >2V b ，T a

C.V a <2V b ，T a >T b

D.V a <2V b ，T a

4.如图所示，半径为R 的绝缘光滑半球内有A 、B 两个带电小球(均可视

为点电荷)，A 球固定在半球的最低点，B 球静止时，A 、B 两球之间的距离为R ，由于漏电，B 球缓慢向A 球靠近，设A 、B 两球之间的库仑力大小为F ，光滑半球对B 球的弹力大小为N ，

A 、

B 两球之间的距离用x 表示，则F －x 、N －x 的关系图象正确的是

5.如图所示，倾角为θ的斜面体A 固定在电梯里的水平地板上，电梯静止时在斜面体A 上轻轻放上一个小斜劈B ，斜劈B 的上表面水平，下列说法正确的是

A.若斜劈B 恰好静止在斜面体A 上，则当电梯匀加速上升时，斜劈B 将相

对斜面体A 加速下滑

B.若斜劈B 恰好静止在斜面体A 上，则在斜劈B.上再放上一个物块C 时，A

斜劈B 和物块C 均能静止

C.若斜劈B 沿斜面匀加速下滑，则在斜劈B.上再施加一个竖直向下的力时，斜劈B 的加速度不变

D.若斜劈B 沿斜面匀加速下滑，则在斜劈B 上再放上一个物块C 时(斜劈B 、物块C 相对静止)，斜劈B 的加速度变大

6.透明半球体的截面如图所示，O 点为半球的球心，虚线OO'表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)。已知半球体的半径为R ，距光轴2

R 的一条光线垂直入射到半球体的底面上，经球面折射后与光轴的交点到球心O 点的距离为

3不考虑被半球体的内表面反射后的光线)，则该透明半球体的折射

率为

A.3

B.2

C.3

D.2

7.如图所示，倾角θ=45°、长为L的斜面处在竖直向下的匀强电场中。第一次将一不带电的小球A从斜面顶端以速度v0水平向右抛出，小球恰好落在斜面底端；第二次将一带电量为+q的小球B从斜面顶端仍以速度v0水平向右抛出，小球恰落在斜面的中点处。若仅将电场方向改为水平向左(场强大小不变)，将与小球B完全相同的小球C从斜面顶端以速度v0水平向右抛出，小球C也落在斜面上。已知小球A、B、C均可视为质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是

A.小球C运动过程中距离斜面的最远距离为

32

L

B.小球C的落点与斜面顶端的距离为3 4 L

C.小球B受到的电场力大小是其重力大小的2倍

D.小球A和小球B落在斜面上时的速度方向与斜面的夹角相同

8.如图甲所示，两平行金属板a、b间距为d，在两板右侧装有荧光屏MN(绝缘)，O为其中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压，电压最大值为U0。现有一束带正电的离子束(比荷为k)，从两板左侧沿中线方向以初速度v，连续不断地射入两板间的电场中，设所有离子均能打到荧光屏MN上，已知金属板长L=2v0t0，则在荧光屏上出现亮线的长度为

A.kdU0t02

B.

2

00

kU t

2d

C.

2

00

kU t

d

D.

2

00

3kU t

2d

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.我们通常认为太阳系八大行星是以太阳为中心做圆周运动，但实际上木星并非绕太阳的中心旋转，而近似是太阳和木星均以太阳和木星的连线上的一点为中心旋转。天文观测发现该点到太阳中心的距离与该点到木星中心的距离之比约为0.001，木星和太阳旋转的周期约为11.8年。若忽略其他行星对太阳和木星运行的影响，太阳和木星均可看做质量分布均匀的球体。由这些数据和引力常量可估算

A.太阳和木星旋转速率之比

B.太阳和木星旋转速率之和

C.太阳和木星的总质量

D.太阳与木星质量之比

10.如图所示，一根不可伸长的长为L的轻绳两端分别固定在间距为d的两竖直杆的P点和Q 点上，晾衣架上挂着湿衣服，衣架上的钩挂在轻绳上可来回自由滑动。若忽略衣架挂钩与轻绳间的摩擦，则下列说法正确的是

A.在湿衣服上的水滴下落过程中，轻绳中的张力不断减小

B.衣服不滴水时，将P点稍向上移动，则轻绳中的张力增大

C.衣服不滴水时，将左侧竖直杆稍向左移动，则轻绳中的张力减小

D.衣服不滴水时，刮起了向左的风，若风力大小恒定，此时再将P点稍向上移动，轻绳中的张力将增大

11.如图所示，用绝缘材料做成的光滑圆环固定在竖直平面内，O为圆心，AOC、AB、BC均为用绝缘材料做成的光滑细杆，AB杆竖直，AB与AC的夹角θ=37°，整个空间存在水平方向的匀强电场(未画出)。现将两个质量均为m、带电量均为+q的小环分别套在AC、AB两根细杆上，并从A处同时由静止释放，结果两小环经相同时间t分别滑到C、B两处。若不计小环之间的库仑力，重力加速度为g，sin37°=0.6，则下列说法正确的是

A.匀强电场方向水平向左

B.匀强电场的电场强度大小为E=3mg 4q

C.若把小环套在BC杆上且从B处由静止释放，则小环滑到C处的时间大于

t

D.若把小环套在BC杆上且从B处由静止释放，则小环滑到C处的时间等于t

12.如图所示，直角三角形ABC区域内(含边界)存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，顶点A处有一离子源，沿AC方向同时射出一群速度大小不同的正离子，离子质量均为m、电荷量均为q，已知∠BAC=30°，BC边长为L，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则下列说法正确的是

A.从AB边界射出的离子，一定同时平行射出

B.从BC边界射出的离子在磁场中运动的时间均不小于

m 3

C.从BC边界射出的离子的速度均不小于3BqL m

D.当某离子垂直BC边界射出时，磁场中的所有离子都在与AB边界成15°角的一条直线上

第II卷

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.(6分)长郡中学物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，用20分度游标卡尺测量了管道内径d，测量结果如图甲所示。如图乙所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动，测得电压表的示数为U。

(1)管道内径d= mm。

(2)电压表正接线柱与(填“上侧”或“下侧”)金属探片相连。

(3)通过此管道的污水流量Q= (单位时间内流过管道污水的体积，用题中所给符号表示)。

14.(8分)一位物理老师给他的学生发布了一个任务，要求较精确地测量一个充电宝的电动势和内阻，提供的器材如下：

A.电压表V(量程为3V，内阻约为3kΩ)

B.电流表A(量程为3A，内阻约为0.02Ω)

C.滑动变阻器R1(阻值范围0～10Ω)

D.电阻箱R2(0～9999.9Ω)

E.充电宝E(电动势约为5V)

F.开关S1、S2、导线若干

(1)同学们发现电压表的量程太小，准备把量程为3V的电压表改装成量程为6V的电，压表，而改装电压表需要知道原来电压表的内阻，为此他们设计了如图甲所示的实验电路，实验步骤如下：按图甲接好电路，滑动变阻器R1的滑片置于最(填“左”或“右”)侧，电阻箱R2调至较大，闭合两个开关，调节(填“滑动变阻器R1”或“电阻箱R2”)使电压表满偏；断开开关S2，其他不动，调节(填“滑动变阻器R1”或“电阻箱R2”)使电压表半偏，读出电阻箱R2的数值，即等于电压表的内阻。

(2)如果通过上述实验测得电压表的内阻为3050Ω，请你帮助设计改装成量程为6V的电压表，并利用上述所给器材设计测量充电宝的电动势与内阻(充电宝内阻较小)的电路，把设计的电路

画在如图乙所示的虚线框中(图上标出器材名称字母)。

(3)根据实际测出的电压表与电流表的值，通过描点连线，得到如图丙所示的U－I图线，则充电宝的电动势E= V，内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)

15.(7分)如图所示为木工师傅使用的一种自带钢气罐的空气压缩机，气罐有自动过压排气保护气阀，其原理可以简化为一个内截面积为S的竖直管子上盖着一个气帽，当罐内气体对气帽的压力大于F0时，会顶起气帽自动排气减压，同时气泵停止工作，以保持罐内压强稳定。已知气罐容积为V，最初气罐内压强为一个大气压强p0，气泵活塞压缩一次能把压强为p0、体积为V0的空气压进气罐内，空气视为理想气体，忽略充气、排气过程中的温度变化，求：

(1)气泵活塞至少经过多少次压缩才能使气罐内气体压强达到最大；

(2)木工师傅利用压缩气体提供动力使用气钉枪装修时，每次气钉枪放气来有效击打钉子需要气体压强不低于p'，否则气钉枪不能有效工作，而且气泵会重新自动启动进行压气，则在气泵重新自动启动前留在气罐内气体的质量与气罐内压强最大时气体质量之比为多少?

16.(10分)如图所示，某空间中存在竖直方向的匀强磁场(未画出)，两条平行的金属导轨afe、bcd放置其中，导轨cdef部分处于水平面内，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在37°～90°之间时，长为l=0.2m的金属棒可以在导轨上处于静止状态。已知导轨间距l=0.2m，e、d间连入一电动势为E=15V的电源，金属棒的质量为0.1kg，电源内阻r及金属棒的电阻R 均为1Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属棒和导轨间的动摩擦因数为μ(未知)，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

(1)求磁感应强度B；

(2)当θ=53°时，如果将电源换成开关，开始开关断开，使金属棒从距cdef所在水平面高为h=0.72m处下滑，金属棒滑到cf处的速度大小v是多少?这时突然闭合开关，金属棒的加速度大小是多少?(金属棒经过cf时只改变速度方向，不改变速度大小)

17.(12分)某游乐场计划建造一游乐设施，在设计过程中要先用模型来检测设施的可行性。其模型如图所示，光滑的水平轨道上有两个静止的小物块A和B(可视为质点)，质量分别为m、4m，且A、B之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与物块接触而不粘连。在水平轨道的左侧有一竖直墙壁，水平轨道的右侧与竖直固定的光滑圆管道FCD相切于F，圆管道半径为R(R远大于管道内径)；倾斜轨道DE与竖直圆管道相切于D，另一端E固定在地面上，且与地面的夹角为θ=37°；物块与倾斜轨道间的动摩擦因数μ=0.8。现将弹簧压缩后再释放(A、B分离后立即撤去弹簧)，物块A与墙壁发生弹性碰撞后，在水平轨道上与物块B相碰并粘在一起进入圆管道，到达最高点C时恰好对圆管道无作用力，越过管道后进入倾斜轨道DE。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g。求：

(1)弹簧被压缩时的最大弹性势能E pm；

(2)要使物块A和B进入DE后滑到地面时

的速度恰好为零，则DE的长度应为多少?

18.(17分)如图甲所示，在0≤x≤0.288m的

竖直区域内(y轴与图中虚线之间)，存在垂

直纸面向里的匀强磁场(未画出)，磁感应强度大小B=0.3T，大量比荷为q

m

=108C/kg的带电粒

子，经加速电场加速后，从P(0，－0.5m)处射入磁场，入射方向与y轴负方向间的夹角为θ=37°，在M、N两极板间施加如图乙所示的变化电压，QQ'是一块垂直x轴放置的粒子收集面板，面

板左右两侧均能收集粒子，面板长0.5m，Q'点坐标为(0.16m，0)，当加速电压U=

1

16

U0时，

粒子从P'(0，－0.44m)处离开磁场(P'点在图甲中未标出)。6=2.4，sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：

(1)U0的大小；

(2)面板左侧收集到的粒子在磁场中运动的最长时间(保留两位有效数字)；

(3)使粒子能打到面板左侧上的加速电压的范围及使粒子能打到面板右侧上的加速电压的范围(保留两位小数)。