河北省唐山市2021届高三上学期第一次摸底考试 物理

唐山市2020～2021学年度高三年级摸底考试

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2.回答选择题时，选出每个小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，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。写在试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.一汽车沿平直公路行驶，其运动的v-t 图像如图所示，则该汽车

A.第1s 内和第2s 内运动方向相反

B.第2s 内和第3s 内加速度方向相反

C.第1s 内和第2s 内平均速度相同

D.0～2s 内和0～4s 内位移相同

2.在进行光电效应实验时，用波长为λ的单色光照射光电管阴极，发生了光电效应现象，下列说法正确的是 A.改用波长小于λ的光照射，不能发生光电效应 B.改用波长大于λ的光照射，光电子的最大初动能变大 C.减小入射光的强度，光电流可能消失 D.增大入射光的强度，光电流变大

3.如图所示，甲从竖直固定的

4

1

光滑圆弧轨道项端由静止滑下，轨道半径为R ，圆弧末端切线水平，乙从高为R 的光滑斜面顶端由静止滑下。甲乙两个小球的质量相同，下列判断正确的

A.两小球到达末端时动能相同

B.两小球到达末端时速度相同

C.两小球从顶端运动到末端的过程中，重力做功不相等

D.两小球到达末端时，重力的瞬时功率相等

4.光滑水平地面上静止放置A 、B 两物体，物体A 的质量为3m ，物体B 的质量为2m ，对物体A 施加恒定

的水平外力F ，作用时间t 。撤去外力F 后，物体A 与物体B 发生碰撞并粘合在一起，则二者的共同速度为

A.

2Ft m B.5Ft m C.25Ft m D.3Ft m

5.变压器原线圈与恒压交变电源连接，当滑动变阻器的滑片P 向B 端滑动时，理想交流电表的变化情况为

A.A 1表读数变小

B.A 2表读数变小

C.V 1表读数变小

D.V 2表读数变小

6.如图所示，两根长为L 的平行直导线P 、Q 固定在水平面上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。当导线中通入图中所示方向大小相等的电流I 时，两导线所受安培力均为0。现将导线Q 中的电流反向，大小不变，导线P 受到的安培力为

A.BIL

B.2BIL

C.3BIL

D.4BIL

7.某同学将篮球从距离地面高为h 处由静止释放，与地面碰撞后上升的最大高度为4

h

。若篮球与地面碰撞无能量损失，空气阻力大小恒定，则空气阻力与重力大小之比为 A.1：5 B.2：5 C.3：5 D.4：5

8.如图所示，34

圆形金属轨道处于垂直纸面向里的匀强磁场中，一足够长的金属杆MN 恰好封住轨道缺口，杆的N 端与轨道的一端接触良好。现使金属杆以N 端为轴顺时针匀速转动，金属杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆单位长度上的电阻为r 。在金属杆转过90°的过程中，下列图像中的描述回路电流变化正确的是

二、多项选择题：本题共3个小题，每小题4分，共12分。每个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，有选错或不选的得0分。

9.如图所示，光滑水平面和倾角为45°的光滑斜面对接，质量为m 的小球静止在斜面底端。对小球施加一水

平向右的作用力F ，小球未离开水平面，F 的值可能为

A.

1

2

mg B.2mg D.2mg

10.如图所示，在虚线圆圆心A 两侧的对称点固定等量异种电荷+Q 、－Q ，B 、C 、D 为虚线圆上的三个点，下列判断正确的是

A.A 、B 、C 、D 四个点中C 点电势最低

B.B 、D 两点场强相同

C.B 、D 两点电势相同

D.将+q 沿圆周由B 点移动到D 点，+q 的电势能一直减小

11.我国嫦娥四号探测器已经成功在月球表面着陆，并进行相关探索行动。若发现一物体以初速度v 在动摩擦因数为μ的平面上滑行，经时间t 停止运动。已知万有引力常数为G ，月球的半径为R ，则

A.月球质量为2vR Gt μ

B.月球的平均密度为3v

4R Gt

μπ

C. D.月球的自转周期为2π

三、非选择题：本题5小题，共52分。

12.(4分)某同学利用如图所示的装置“探究功与速度变化的关系”。实验时，在木板的左端固定一挡板，挡板上拴一轻质弹簧，弹簧的右端固定一小物块，物块的上方有一很窄的遮光片，当弹簧的长度为原长时，物块恰处于O 点，O 点的正上方有一光电门，光电门上连接计时器(图中未画出)。 已知弹性势能的表达式为E p =

1

2

k(△x)2。

(1)实验开始时， 平衡摩擦力(填“需要”或“不需要”)。

(2)所有实验条件具备后，将小物块向左压缩弹簧△x 后从静止释放，小物块在弹簧的作用下被弹出，记下遮光片通过光电门的时间t 1。

(3)将小物块向左压缩弹簧2△x 、3△x 、4△x …后从静止释放，小物块在弹簧的作用下被弹出，分别记下遮光片通过光电门的时间t 2、t 3、t 4…

(4)将几次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W 1、W 2、W 3…，则W 1：W 2：W 3= ，若以W 为纵坐标，

2

1

t 为横坐标作图，则得到的是 (选填“一条直线”或“一条曲线”)。 13.(8分)为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内阻r ，可供选择的器材如下： A.电流表G 1(2mA 内电阻为100Ω) B.电流表G 2(1mA 内电阻未知) C.电阻箱R 1(0～99.9Ω) D.电阻箱R 2(0～9999.9Ω)

E.滑动变阻器R 3(0～10Ω 1A)

F.滑动变阻器R 4(0～1000Ω 10mA)

G.定值电阻R 0(800Ω 0.1A)

H.待测电池，

I.导线、开关若干

(1)采用如图甲所示的电路，测定电流表G 2的内阻，得到电流表G 1的示数不电流表G 2的示数I 2如下表所示：

根据测量数据，请在图乙坐标系中描点作出I 1-I 2图线，由图线可得出电流表G 2的内阻等于 。

(2)某同学在现有器材的条件下，要测量该电池的电动势和内阻，采用了图丙所示的电路， 若把电流表G 2改装成量程为3V 的电压表，把电流表G 1改装成量程为0.5A 的电流表。

(3)以G 2示数I 2为纵坐标，G 1示数I 1为横坐标，作出I 2-I 1如图丁所示，结合可得出电源的电动势为 V ，电源的内阻为 Ω(结果均保留两位有效数字)。

14.(10分)质量为m 的长木板静置于水平地面上，一质量也为m 的木块从木板的左端滑上木板，初速度大小为v 0=4m/s ，如图所示。木板与木块间动摩擦因数μ1=0.3，木板与地面间动摩擦因数μ2=0.1，当二者都停止运动时，小木块未从木板上滑出。求：

(1)木块刚滑上木板时，木板的加速度大小；

(2)经过多长时间，木块和木板达到共速；

(3)木板在地面上滑行的总距离。

15.(12分)如图所示，A、B两物体置于水平地面上的O点，物体C置于P点，轻弹簧左端与竖直墙壁连接，右端与物体A相连，此时弹簧处于原长状态，物体B与A接触但无挤压。已知O点左侧水平面光滑，右侧粗糙，与物体A、B、C间动摩擦因数均为μ，物体A的质量为m1=m，物体B的质量为m2=5m，OP两点之间的距离为d。对物体B施加向左的外力，缓慢将AB推动到Q点(图中未画出)，撤掉外力，物体B刚好滑动到P点但未与物体C发生碰撞。物体A、B、C均可视为质点，求：

(1)轻弹簧的弹性势能；

(2)将物体B换成质量为m4=0.5m的物体D，重复上述过程，释放后物体D与物体C发生弹性碰撞，碰后物体D恰好返回到O点，求物体C的质量。

16.(18分)两金属板MN平行放置，金属板右侧的矩形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，P、Q分别为ad边和bc边的中点，ab=3L，ad=2L，金属板与矩形区域的轴线PQ垂直，如图所示。质量为m、电荷量为q的粒子在M板附近自由释放，经两板间电压加速后，穿过N板上的小孔，以速度v沿轴线PQ进入磁场区域，并由b点离开磁场。不计粒子重力，求：

(1)加速电压U的大小；

(2)矩形磁场中磁感应强度的大小；

(3)若在矩形磁场右侧，分布着另一个一条边平行于ab边的矩形磁场区域efgh(未画出)，粒子经过efgh偏转后恰好回到出发位置，求矩形磁场efgh的最大磁感应强度及对应的面积。(cos37°=0.8，sin37°=0.6)

四、选考题：共12分。从17和18题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

17.[物理——选修3-3](12分)

(1)(4分)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3分，选对3个得4分。选错或不选0分)

A.一定质量的气体，体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减少

B.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大

C.空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下热传递方向性可以逆向

D.外界对气体做功时，其内能一定会增大

E.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大

(2)(8分)如图所示，两玻璃管内径相同，f底部用细管相连，，开始时两管内存在等高的10cm长水银柱，管内空气柱高均为20cm。现用阀门将右管口封闭，用活塞封闭左管口，缓慢推动活塞压缩左管内气体，使左管内的水银恰好全部进入右管，然后保持活塞位置不动。已知大气压为75 cmHg，细管容积忽略不计，环境温度保持不变。求：

(i)左管活塞下移的距离(结果保留两位有效数字)；

(ii)将右管上端的阀门缓慢开启，计算说明右管内水银是否会溢出。

18.[物理——选修3-4](12分)

(1)(4分)一列简谐横波，在t=0.6s时刻的如图甲所示，波上A质点的振动如图乙所示，则以下说法正确的是

(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分。选错或不选0分)

A.这列波沿x轴正方向传播

B.这列波的波速是50

3

m/s

C.t=0.6s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向

D.从t=0.6s开始，质点P比质点Q晚0.4s回到平衡位置

E.从t=0.6s开始，紧接着的△t=0.6s时间内，质点P通过的路程是4m

(2)(8分)如图所示，等腰三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角度i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射。已知θ=15°，BC边长为L，该介质的折

。求：

(i)入射角i ；

(ii)光从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c ，可能用到：sin75°=

4

或

tan15°。

唐山市2020~2021学年度高三年级摸底考试

物理试题答案

1．C 2．D 3．A 4．B 5．D 6．B 7．C 8．B 9．AB 10．BD 11．ABC

12． (1)需要 (4)1∶4∶9 一条直线 （第一空、二空1分，第三空2分） 13．(1)图略 200 (3)2.7 8.6 （每空2分） 14．（1）木块刚滑上木板时，

对木板分析，由牛顿第二定律 122-)mg m m g ma μμ+=（ ……（2分） 可得 a 2=1m/s 2 ………………………………………………（1分） （2）二者共速时，设共同速度为v ，

对木块， t a v v 10-= ………………………………………………（1分） 对木板， t a v 2= …………………………………………………（1分） 可得 t =1s ……………………………………………………（1分） （3）二者共速后，一起减速滑行，对二者整体研究，由牛顿第二定律

23()()m m g m m a μ+=+…………………………（1分）

可得 a 3=1m/s 2

共速前木板位移2

1212

x a t =

…………………………………………（1分）

共速后木板位移3

2

22a v x = …………………………………………（1分）

总位移12x x x =+

可得 x =1m ………………………………………………………（1分）

15．（1）撤掉外力，到达原长时，由能量守恒定律

221)(2

1

v m m Ep +=

……………………………………（2分） 之后AB 分开，B 减速运动到停止，由动能定理

2222

1

0v m gd m -=-μ ……（2分）

可得 mgd Ep μ6=……（1分）

（2）将B 换为物体D ，设弹簧原长时物体D 的速度为v ，

，物体D 滑动到P 点时的速度为v 0，

241)(2

1

v m m Ep '+=

………………………………（1分） 242

0442121v m v m gd m '-=-μ……………………（1分）

CD 发生弹性碰撞

231404v m v m v m += ………………………………（1分）

2

232142042

12121v m v m v m += ……………………（1分） D 反弹，01

2

1442

10v m gd m -=-μ …………………………（1分）

可得m m 2

3

23+=

…………………………（2分） 16．（1）在电场中加速 2

2

1mv qU =

…………（2分） 可得q

mv U 22

= ………………………………（1（2）磁场中，由勾股定理

222)()3(L R L R -+=………………（2分）

可得L R 5=

R

mv qvB 2

=…………………………（2分）

可得qL

mv

B 5=

……………………（2分） （3）粒子可能的轨迹如图所示，则有粒子离开abcd 后，立即进入磁场efgh 时，满足题目要求。设粒子在磁场efgh 中运动轨迹的半径为r ,

3sin L

R

θ=

……………………（2

可得?=37θ

磁场efgh 中，θcos r L =…（1分）

B

q mv

r '=

……………………（2分） 磁场efgh 面积

)sin (2θr r r S +=…………（1分）

可得：qL

mv

B 54=

' …………（2分） 25L S = ……………………（1分）

17．（1）ACE

（2）对右侧气体应用玻意耳定律： p 0L 0＝p 右L 右 ………………………（2分） L 右＝20－10＝10 p 右＝p 左－20

对左侧气体应用玻意耳定律 P 0L 0S =P 左L 左S ………………（2分） 解得：L 左＝8.8 cm

活塞下移的距离x ＝30 cm －L 左＝21 cm …………………（1分） (ii)右管阀门打开后假设水银不溢出，左侧气体压强变为 p ＝p 0＋20 …………………………（1分） p 0L 0＝pL ′ …………………………（1分） 解得：L ′＝15.8 cm

因L ′＋20＝35.8 cm<(8.8＋30) cm ，故水银不会溢出 ………（1分）

18．（1）ABE

（2）

根据题意可知光路图如图所示。

(i)根据全反射可知，光线在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ，由折射定律得

sin C ＝1

n ……………………………（1分）

代入数据得C ＝45°

设光线在BC 面上的折射角为r ，由几何关系得： r ＝30° ………………………………（1分） 由折射定律得n ＝sin i sin r ………………（1分）

联立得i ＝45° ………………………（1分） (ii)在△OPB 中，根据正弦定理得

OP

sin 75°＝L

2sin 45°

……………………（1分） 设光从入射到发生第一次全反射所用时间为t ，光在介质中的速度为v ，得 OP ＝vt ……………………………（1分） v ＝c

n …………………………………（1分） 联立解得t ＝

6＋2

4c L ………………（1分）