绵阳南山中学高2021级高三下期高考仿真演练（一）
物理试题
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5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，有选错的得0分。
1．“嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质He，He是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为：H +He→He +H。已知H的比结合能为1.09 MeV，He的比结合能为2.57 MeV，He的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为
A．3.3 MeV B．4.0MeV C．17.6 MeV D．18.4 MeV
2．如图所示，同学们在学校操场练习投掷实心球。假设两同学在同一高度(足够高)分别以大小为v01=2m/s、v02=8m/s的水平初速度沿相反方向同时抛出两小球，不考虑空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2。则两球从抛出到速度方向垂直时所经历的时间为
A．0.3 s B．0.4 s C．0.5 s D．0.6 s
3．1994年发生了苏梅克--列维9号彗星与木星相撞事件，由于强大的引力潮汐效应，相撞前彗星被撕裂为二十几块。如图所示的简化模型能解释引力潮汐效应。质量分布均匀的球状行星半径为R、密度为ρ，两质量均为m的球体可视为质点，固定在长为L的轻质细杆两端。两球体在行星引力作用下自由下落，杆一直沿竖直方向，某时刻下端球体与行星表面间距离为h，忽略两球间的万有引力。关于杆上张力F随上述中的一个物理量变化的情况，下列说法正确的是
A．L越大，F越小
B．ρ越大，F越小
C．m越大，F越小
D．h越大，F越小
4．某学习小组利用手摇发电机研究远距离输电，如图1所示是手摇发电机原理示意图，手摇发电机产生正弦 交流电，通过电阻为r的长导线到达用户，经过理想降压变压器降压后为灯泡供电，如图2所示是输电线路简图灯泡A、B电阻相同且保持不变，不计其它电阻。则
A．保持手摇转速不变，闭合S1，灯泡A变亮
B．保持手摇转速不变，闭合S1，摇动发电机更省力
C．手摇转速加倍，闭合S1，灯泡A消耗功率增大
D．手摇转速加倍，闭合S1，则灯泡A闪烁频率减半
5．某次无人机完成航拍任务后悬停在距离地面高H=80 m处，通过遥控使它先以a1 =8 m/s2的加速度竖直向下运动，经过t1 =2 s后，再使无人机向下做匀减速直线运动，落地时无人机的速度恰好为零，已知无人机的总质量m=20kg，重力加速度g取10m/s2，则
A．整个过程无人机的运动时间为8s
B．减速阶段，无人机的加速度大小为4m/s2
C．加速阶段空气作用力与减速阶段空气作用力的大小之比为1:6
D．整个过程中重力与空气作用力的冲量大小之比为1:2
6．如图所示，a、b、c、d为四个质量均为m的带电小球（可视为点电荷），小球a、b、c在光滑绝缘水平面内的半径为R同一圆周上处于静止状态，O点为圆心，三小球所在位置恰好将圆周三等分。d小球位于圆心O点正上方距离为R处，d小球在外力和静电力的作用下处于静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．a、b、c三个小球带等量同种电荷
B．O点处电场强度为零
C．a、b、c所在圆周上各点电势都相等
D．a、d两小球的电荷量之比为：4
7．北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡（曲线轨道）下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为h1，C、D的高度差为h2，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判定正确的是
A．运动员在B点处于超重状态 B．运动员起跳时的速率vC＞
C．运动员着陆前瞬间的动能EkD＜mg(h1+h2) D．运动员在空中飞行的时间t=
8．如图所示，AME、HDG为两条足够长的光滑平行金属导轨。导轨倾斜部分倾角θ=30°，置于垂直倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，距离MD足够远处放置一质量为20g、内阻不计的导体棒ab。导轨水平部分通过导线分别连接有电容C=5000μF的电容器和R=2Ω的电阻，导轨G端接有一单刀双掷开关。t=0时刻开关接1，对导体棒施加一个沿导轨向上、功率恒定的牵引力F，使导体棒从静止开始沿导轨向上运动，t=4 s时达到最大速度2 m/s，0~4 s内电阻R上产生的热量为8.5J。t=6s时撤去牵引力，同时断开开关；t=6.4s时，开关接2。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，导轨间距L=0.5 m，重力加速度g=10 m/s2 ，则
A．0~6s内导体棒先做匀加速运动后做匀速运动
B．整个过程中牵引力做功为13.2J
C．导体棒沿轨道向上运动的最远距离为6m
D．t=7s时，导体棒的速度大小为2.4m/s
二、非选择题：共62分。
（一）必考题：共47分。
9．(6分)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球(大小不计)，竖直平面内固定一外部标有刻度(图中未画出)的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F max和最小值F min ，当F min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Fmax--sinθ图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒，则Fmax--sinθ图像的数学表达式为_________( 用题中所
给的已知物理量符号表示)。
(2)若Fmax--sinθ图线的斜率为k，则小钢球的质量m为____________。 ( 用题中所给的已知物理量符号表示)
(3)该实验系统误差的主要来源是_________(填正确答案序号)。
A．小钢球摆动角度偏大
B．小钢球初始速度不同
C．小钢球摆动过程中有空气阻力
10．(9分)某些半导体吸收某种气体后其阻值会发生变化，气敏电阻就是利用半导体的这一特性制成的。半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小，P型在检测时阻值随气体浓度的增大而增大。
(1)某探究小组利用图甲所示电路，测量某一气敏电阻在某一气体浓度下的阻值Rx，实验的主要步骤如下：
①闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R和电阻箱Rp，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；
②闭合S2 ，保持R与Rp阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2。被测电阻的表达式Rx=_____________________(用两电表的读数表示)。由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值__________(填 “大于”、“小于”或“ 等于”)真实值。
(2)该气敏电阻的阻值在室温下随某种气体浓度的变化关系如图乙所示，则该气敏电阻为___型半导体气敏元件。
(3)若将该气敏电阻与电源、定值电阻、电压表构成如图丙所示电路，测量该种气体的含量，并经过计算，把电压表上的电压值标注为气体浓度值，则表盘上刻度值__________(填“是”或“不是”)均匀分布的，表盘左侧对应浓度值_____________(填“大于”或“小于”)右侧对应浓度值。
11．(12分)如图所示，轻弹簧的一端固定在垂直水平面的挡板上的P点，Q点为弹簧原长位置，开始时弹簧处于压缩状态并锁定，弹簧具有的弹性势能Ep=112J，弹簧右端一质量m1=2.0 kg的物块A与弹簧接触但不拴接，Q点右侧的N点静止一质量m2=8.0 kg的物块B，Q、N两点间的距离d=6.0 m，P、Q间水平面光滑， Q点右侧水平面粗糙且足够长，物块A与Q点右侧水平面间的动摩擦因数μ1=0.10，物块B与Q点右侧水平面间的动摩擦因数μ2=0.20。弹簧解除锁定后推动物块A向右运动，之后物块A与物块B发生多次弹性正碰，物块A、B均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)物块A与物块B发生第一次碰撞前瞬间物块A的速度大小v0；
(2)从物块A开始运动到物块A与物块B发生第二次碰撞的过程中物块A与水平面间因摩擦产生的热量Q。
12．(20分)如图，在xOy平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为3B，第四象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B，第三象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。P点是第三象限内的一点，其坐标为(－L，－L)，在P点有一质量为m、电荷量为+q(q>0)的带电粒子。Q点是y轴上的一点，其坐标为(0，－L)，S点是第四象限内的一点，坐标为(L，－L) ，粒子重力及空气阻力忽略不计，求解过程中可能用到的平方根的数据取=3.61、=3.74、=3.87，题目最终结果可用根号表示。
(1)如果将带电粒子从P点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点进入第四象限,在第四象限的磁场中偏转之后恰好沿y轴正方向进入第一象限，求此种情况下第三象限内所加匀强电场的电场强度大小E1；
(2)如果将带电粒子从P点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点进入第四象限，在第四象限的磁场中偏转之后进入第一象限，粒子在第一象限运动时恰好不进入第二象限，求此种情况下第三象限内所加匀强电场的电场强度大小E2；
(3)如果已知第三象限内所加匀强电场的电场强度大小为某一恒定值E0，将带电粒子从第三象限的某一点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点沿x轴正方向进入第四象限，又经过一段时间之后打到第四象限的S点，判断带电粒子在第三象限释放点位置可能有几个(不要求计算释放点具体的位置坐标，只需给出判断依据)。
（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，则每科按所做的第一题计分。
13．【物理——选修3-3】（15分）
(1)(5分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，变化过程的P--V图线为如图所示的从A到B的实线段，已知ΔOAC和ΔOBD的面积分别为S1和S2，且S1=S2。在此过程中_________。(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1个扣3分，最低得分为0分)
A．状态A与状态B下气体分子的平均动能相等
B．A→B过程中气体的内能保持不变
C．A→B过程中气体分子数密度增大
D．状态A与状态B下气体分子单位时间对单位面积的容器壁的碰撞次数相同
E．A→B过程气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功
(2)(10分)如图甲所示，一汽缸开口向右水平放置，用横截面积为S、质量为m的光滑活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，一原长为L的轻弹簧将活塞中心与汽缸底部中心相连，开始时缸内封闭气体的热力学温度为T1，活塞与汽缸底部的间距为L。现打开汽缸底部阀门K，并将汽缸以底部为转轴，缓慢沿逆时针方向转动角度θ= 30°，如图乙所示，关闭阀门K，此时缸内气体的体积为原来的，已知外界大气压强P0=，重力加速度大小为g，汽缸转动过程中气体的温度始终保持不变，缸内气体可视为理想气体。求：
( i)弹簧的劲度系数和汽缸中剩余气体与原有气体的质量之比；
(ii)转动后对汽缸内气体缓慢加热，当缸内气体体积与原来相同时封闭气体的热力学温度T2。
14．【物理——选修3-4】（15分）
(1)(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，位于坐标原点处的观察者观测到在2s内恰有10个完整的波形经过该点。在t=0时刻的波形如图所示，质点A、B、C、D、E在x轴上的位置坐标分别为2 m、4 m、6 m、8 m、20 m。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1个扣3分，最低得分为0分)
A．该波的周期T=0.2 s
B．该波的波速为4 m/s
C．t = 0.35 s时，质点E第一次到达波峰
D．从t = 0时刻开始，在0.55s内质点E通过的路程为15cm
E．此列波能和频率为0.5Hz的另一列简谐横波产生干涉现象
(2)(10分)如图所示，直角棱镜ABC，∠B=45°，折射率为n1，直角棱镜ACD，∠D= 30°，折射率为n2，两棱镜紧靠在一起，一单色光束从AB的中点E射入，入射角i=60° ，折射后光线EF平行于BCD，光线EF恰好在AD面上发生全反射，反射后光线FH从CD面上射出，已知AC=L，光速为c。求：
( i )两棱镜的折射率n1、n2；
( ii )光线从E点传到H点的时间。
绵阳南山中学高2021级高三下期高考仿真演练（一）
物理参考答案
1． D 2． B 3． D 4． C 5． C 6． AD 7． AC 8． BD
9．（1）Fmax=3mg(1+sinθ) ；（2分）（2）；（2分）（3）C （2分）。
10．（1） （2分），等于（2分）；（2）N （1分）；
（3）不是（2分），大于（2分）。
11．[解析]
(1)解除锁定后物块A的最大动能为Ek0，弹簧弹开的过程根据机械能守恒定律可得
Ep=Ek0==112 J (1分)
物块A在Q点离开弹簧，之后运动到N点，速度为v0，此过程根据动能定理有
m1－Ek0=－μ1m1gd (2分)
代人数据解得v0=10 m/s (1分)
(2)以向右为正方向，A、B发生弹性碰撞，则动量守恒、机械能守恒，设第一次碰撞后瞬间物块A、B的速
度分别为v1、v1，根据动量守恒定律有
m1v0= m1v1 +m2v2 (1分)
根据机械能守恒定律有
m1=m1+m2 (1分)
联立两式并代人数据解得
v1=－6 m/s，负号表示方向向左 v2=4 m/s
物块B向右做减速运动，根据动量定理有
－μ2m2g·tB=0－m2v2 (1分)
解得 tB=2 s
物块B运动的位移大小
xB=·tB=4m (1分)
物块A先向左做匀减速直线运动，运动到Q点后压缩弹簀，之后又以压缩弹簀前瞬间的速度大小向右做匀
减速直线运动，
加速度大小 aA=μ1g=1m/s2 (1分)
物块A、B第一次碰后，2s时间内在Q点右侧运动的路程
xA=|vA|·t－ aAt2=10m＜xB+2d (1分)
则物块A 一定是在物块B停止之后与物块B发生第二次碰撞，则第二次碰撞前物块A与水平面间因摩擦产生的热量
Q=μ1m1g·(3d+xB)= 44 J (2分)
说明：B停止之前，A未到达B停止位置，其它判断方法参照给分
12．[解析]
(1)当带电粒子沿y轴正方向进入第一象限时运动轨迹如图甲所示，
根据几何关系可得带电粒子在第四象限内做匀速圆周运动的轨迹半径
r=L (1 分)
带电粒子在第四象限内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
qv0·B= m (2分)
带电粒子从P点运动到Q点的过程，根据动能定理有
qE1·L=mv02 (2分)
解得 E1= (1分)
(2)带电粒子从Q点沿x轴正方向进人第四象限后做匀速圆周运动，设粒子从M点进人第一象限，粒子在第一象限运动时恰好不进人第二象限，则带电粒子轨迹与y轴相切，设切点为N，作出粒子的轨迹如图乙所示，O1、O2为轨迹圆心，带电粒子在第四象限内做匀速圆周运动
洛伦兹力提供向心力有 q·B·v1=m (1分)
带电粒子在第一象限内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
有 3B·q·v1= m (1分)
解得 r2=3r1
设∠NO1O2=α，在直角三角形O2NO1中，
根据几何关系得 r2=(r1+r2) ·sinα (1分)
又 L=r1+r1cos α (1分)
联立解得 r1=(16-4 )L (1分)
带电粒子从P点运动到Q点的过程，根据动能定理有 qE2·L=mv12 (2分)
解得 E2= (1分)
(3)带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹如图所示，设粒子在第四象限和第一象限运动的轨迹半径分别为R1、R2,带电粒子在第四象限内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
有qBv= m
带电粒子在第一象限内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
有3B·q·v= m
解得R1 =3R2 (1分)
设两轨迹圆的圆心连线与y轴方向的夹角为β，根据几何关系可得一个周期内粒子沿x轴正方向移动的距离
x=2(R1+R2) ·sinβ=R1·sinβ (1分)
带电粒子要能打到S点则有n·x=L (n=1，2，3，…) (1分)
粒子要能打到S点则粒子第一次从第四象限进人第一象限时不能越过y轴进人第二象限，由(2)求解得
带电粒子恰好与y轴相切时有R1=(16－4)L，R2=R1=
粒子第一次从第四象限进人第一象限时不能越过y轴进入第二象限必须有x≥R2 (1分)
联立解得n≤7.87，则n只能取1，2，3，4，5，6，7
即粒子要能打到S点，在磁场中的轨迹有7种情况，
设带电粒子在电场中加速过程中运动的位移为x'，根据动能定理有qE0x' =mv2 (1分)
7种轨迹对应7种进入磁场的速度，粒子在电场中的速度取决于运动的位移x'，
故带电粒子在第三象限释放点的可能位置有7个 (1分)
13． [解析]
（1）答案 ACE
（2） (i)封闭气体初态时压强P1=Po，此时弹簧处于原长；打开阀门，缓慢沿逆时针方向转动汽缸，θ=30°时关闭阀门K，此过程中汽缸内压强始终等于大气压强，即P2=P0；则对活塞受力分析有
mgsinθ+P0S=P2S+k (2分)
可得k= (1分)
V2=V1，故== (2分)
( ii)加热缸内剩余气体，当体积与原来相等时，弹簧处于原长，设此时封闭气体压强为P3，对活塞由平衡
条件有
mgsinθ+P0S=P3S (2分)
对封闭气体由理想气体状态方程有
= (2分)
解得T2=2.5T1 (1分)
14．[解析]
（1）答案 ACD
(2 )
( i)设光在棱镜ABC中的折射角为r,在棱镜ACD中的全反射的临界角为∠C0，由几何关系可知r=45°,由折射定律得 n1== (2分)
由于光线在棱镜ACD中的AD面上恰好发生全反射，又因为∠D=300，所以全反射的临界角
∠C0=60°，故 n2== (2分)
(ii)AC=L，E点为AB的中点，EF//BC，所以AG=EG=L (1分)
在棱镜ACD中， GF=AGtan600=L (1分)
同理AD=.=2L，所以FD=L，
FH==L (1分)
传播的速度v2= (1分)
光线从E点传到H点的时间t=+ (1分)
解得 t=(+) (1分)
