新高考湖北省2021届高三物理下学期5月卫冕联考试题（含解析）

（新高考）湖北省 2021 届高三物理下学期 5 月卫冕联考试题（含解 析） 本试卷共 8 页，16 题(含选考题)。全卷满分 100 分。考试用时 75 分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在 答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写 在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 811 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对 但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.核电站是目前和平利用核能的主要方式，在一定程度上解决了能源问题。下列关于核电站 的说法正确的是 A.核电站中核燃料发生的核反应是聚变反应，其可能的核反应方程式为 2412He B.核电站中核燃料发生的核反应是裂变反应，其可能的核反应方程式为 3839290UTh C.核电站中核燃料发生的核反应是裂变反应，其可能的核反应方程式为235148919630UBaKr2n D.在核电站中的核反应出现了质量亏损从而释放出了大量核能，核电站正是以此为能量来源 工作的 2.超级高楼显示了一个地方的经济实力，往往成为一个地方的地标建筑，随着超级高楼越来 越多，高速电梯在日常生活中越来越重要。在某次对高速电梯的测试中，电梯的时间速度 图象如图所示，图中倾斜的虚线 a、b 分别为曲线在 t=0 时和 t=3s 时的切线，下列说法正确 的是 A.010s 时间内电梯的加速度逐渐增大 B.t=2s 时电梯一定处于超重状态 C.t=3s 时电梯的加速度大小为 m/s2 D.t=0 时电梯的加速度为 t=3s 时电梯加速度的 6 倍3 3.下列说法不正确的是 A.阳光下水面的油膜呈现出彩色是光的干涉现象 B.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用光的全反射原理 C.阳光下茂密的树林中，地面上出现的圆形亮斑是光的衍射产生的 D.测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频 率变化的多少就能得到车辆的速度 4.游乐场里面的好多游戏项目很受青少年朋友喜欢，尤其是“疯狂飞椅”游戏。如图所示， 小明和他哥哥一起玩“疯狂飞椅”游戏，所有座椅都用相同长度的悬索安装在游戏装置的同 一圆周上(圆周圆心在游戏装置的转轴上)，现游戏装置的悬索拉着飞椅带着他们做匀速圆周 运动，已知哥哥的质量为小明质量的 2 倍，他们座椅的质量均与小明的质量相同，不计悬索 质量及空气阻力，下列说法正确的是 A.小明相对哥哥做匀速圆周运动 B.哥哥的动能是小明动能的 2 倍 C.悬索对哥哥座椅的拉力等于悬索对小明座椅拉力的 2 倍 D.游戏装置的角速度越大，悬索与水平方向的夹角越大 5.2021 年 2 月 24 日 6 时 29 分，天问一号火星探测器成功实施第三次近火制动，进入近火点 到火星表面的距离为 280km、远火点到火星表面的距离为 5.9104km、周期为 2 个火星日的 火星停泊轨道，探测器将在停泊轨道上运行约 3 个月。已知火星的半径为 R=3.4106m，火 星表面的重力加速度为 0.38g(g 为地球表面的重力加速度，取 10m/s2)， 1.6，下列说34 法正确的是 A.探测器在停泊轨道上相对火星静止不动 B.探测器在从近火点向远火点运动的过程中速度越来越小，机械能也减小 C.探测器在远火点运动的速率大于 3.6km/s D.若能发射火星的同步卫星，则同步卫星的轨道半径约为 2104km 6.某工厂测试竖直挡板的弹性，进行了如下操作：位于水平地面上的弹射装置从 A 点将一质 量 m=0.5kg 的小球斜向上弹射出去，刚好与竖直挡板的 B 点垂直相碰，然后被水平弹回落到 地面上的 C 点。已知 A 点与竖直挡板的水平距离 d=4.8m，C 点为 OA 的中点，B 点到水平地面 的高度 h=3.2m，小球从 A 点被弹射出去到落到 C 点所用的总时间 t=1.8s，空气阻力不计， 重力加速度 g=10m/s2，下列说法正确的是 A.小球被弹射出时的速度大小为 8m/s B.小球被竖直挡板弹回时的速度大小为 2.4m/s C.小球受到竖直挡板水平方向的平均作用力的大小为 22.5N D.小球被竖直挡板反弹过程中损失的动能为 2.25J 7.如图所示，电荷量分别为+Q、+4Q 的点电荷分别固定在间距为 L 的 A、B 两点，以 A、B 两 点连线的中点 O 为圆心、 为半径作圆，与 A、B 两点连线和 A、B 两点连线的中垂线相交于6L a、c、b、d 四点，已知静电力常量为 k，下列说法正确的是 A.O 点的电场强度大小为 B.c 点的电场强度为 O 点电场强度的 倍28kQL94 C.b 点的电势大于 d 点的电势 D.同一负电荷在 c 点时的电势能小于在 d 点时的电势能 8.如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b 接如图乙 所示电压，R 0、R 1均为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将开关 S 断开，观察到电流表 A1的示 数减小了 0.1A，电流表 A2的示数减小了 0.5A，则下列说法正确的是 A.电压表 V2的示数为 40V B.电压表 V3示数变化量的大小等于定值电阻 R0两端电压变化量的大小 C.电压表 V3示数变化量的大小与电流表 A1示数变化量的大小的比值不变 D.若将滑动变阻器的滑片向 d 端滑动，电压表 V3的示数与电压表 V1的示数的比值变大 9.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=1.0s 时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到 x=5m 处的 M 点，t=1.5s 时刻 x=10m 处的质点 Q 刚好开始振动。下列说法正确的是 A.该简谐横波的波速为 10m/s B.该简谐横波的周期为 0.5s C.当质点 Q 第 3 次出现在波谷时，x=19m 处的质点刚好开始振动 D.当质点 Q 第 3 次出现在波谷时，x=6m 处的质点通过的路程为 13m 10.如图所示，直角坐标系 xOy 的第一象限内存在沿 x 轴正方向的匀强电场，第四象限内一 边长为 a 的正方形 ABCD 内存在垂直于坐标平面的匀强磁场(图中未画出)，其中 AB 边与 x 轴 正方向成 30角。现有一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，从 y 轴上的 P 点以速度 v0沿 y 轴负方向射入电场中，粒子恰好从 A 点进入磁场，进入磁场时的速度方向与 x 轴正方向的夹 角为 60，然后从 B 点离开磁场，不考虑粒子的重力，下列说法正确的是 A.磁场的方向为垂直坐标平面向外 B.P 点的纵坐标为 a3 C.匀强磁场的磁感应强度为 D.粒子从 P 点运动到 B 点的时间为03mvqa 0(63)av 11.如图所示，一轻弹簧固定在竖直墙上的 A 点，弹簧自由伸长时末端位于 B 点，半径为 R 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面，与 C 点水平相切，AB 和 BC 的长度均为 2R，AB 部分光滑， BC 部分粗糙。质量为 m 的物块 P(可视为质点)从 BC 的中点以初速度 v0向左运动，最后物块 P 能够滑上圆弧轨道并且不脱离轨道(从圆弧轨道最高点 D 离开不算脱离轨道)。已知物块 P 与 BC 部分间的动摩擦因数为 ，整个过程中弹簧处于弹性限度内，重力加速度为 g，不计空 气阻力，下列说法正确的是 A.弹簧的最大弹性势能为 mv02mgR1 B.若物块 P 未能从 D 点离开轨道，则物块 P 在 BC 间通过的最大路程为 R C.若物块 P 能够从 D 点离开轨道，则在与轨道圆心等高处的 E 点对轨道的压力可能为 4mg D.若物块 P 能够打在竖直墙上，则初速度最小为 86g 二、非选择题：本题共 5 小题，共 56 分。 12.(7 分)某研究性学习小组采用如图甲所示的装置测量重力加速度 g。提供的器材有：气垫 导轨(总长度为 L)、滑块(总质量为 m，装有宽度为 d 的遮光板)、光电门两只(配接数字计时 器)、垫块若干、米尺。在一次实验中，测出导轨顶端距水平面的高度为 h，两光电门间的距 离为 s。打开气泵，让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动，读出遮光板从光电门 1 到达光 电门 2 所用的时间为 t。 (1)使用游标卡尺测量遮光板的宽度 d 如图乙所示，则遮光板的宽度 d= cm。 (2)保持光电门 1 的位置不变，改变光电门 2 的位置，记录两个光电门之间的距离 s 和对应 的时间 t，根据实验数据作出 t 图象如图丙所示，若图中直线的斜率为 k，根据图象得出s 重力加速度 g= (用题目中所给的符号表示)。 (3)若滑块与导轨间还有比较小的大小为 f 的摩擦力，则重力加速度测量结果表达式修正为 g= (用题目中所给的符号表示)。 13.(9 分)某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，实验室提供了如下器材： 小灯泡(2.5V，0.5A) 电流表 A(量程为 0.4A，内阻 RA=1) 电压表 V(量程为 3V，内阻 RV3k) 滑动变阻器(最大阻值 R=10，允许通过的最大电流 2A) 定值电阻 R1=2 定值电阻 R2=10 电源 E(电动势为 3V，内阻不计) 开关 S 一个、导线若干 (1)他设计了如图甲所示的实验电路，R x应选 (填“R 1”或“R 2”)，电流表与 Rx 并联后的量程为 A。 (2)利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为 0.2A，此时电压表的示数如图 乙所示，则此时小灯泡的电阻为 (结果保留两位有效数字)。 (3)通过实验正确作出小灯泡的 IU 图线，如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同的 小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中，其中电源的电动势 E0=2V、内阻 r0=1，定值电阻 R=1.5，则此时每个小灯泡的实际功率为 W(结果保留小数点后两位数字)。 14.(9 分)带加热丝(图中未画出，体积不计)的质量为 M 的气缸放在水平地面上，质量为 m、 截面积为 S 的活塞封闭着一定质量的理想气体(气体的质量可以忽略)，活塞由轻绳悬挂在天 花板上，活塞到气缸底部的距离为 L，到气缸顶部的距离为 ，封闭气体的温度为 T，气缸2L 恰好对地面无压力，已知重力加速度为 g，大气压强始终为 p0，M=2m= ，活塞可在气缸内0S5g 自由滑动。现在缓慢升高封闭气体的温度，求： (i)活塞开始上升时气体的温度 T1； (ii)活塞上升到气缸顶部时气体的温度 T2。 15.(13 分)如图所示，质量 m1=m2=1kg 的滑块 A、B(可视为质点)分别静止于质量 m3=2kg、长 L1=1.1m 的木板 C 的左右两端，质量 m4=1kg 的足够长的木板 D 与木板 C 紧靠在一起(不粘连)， 两木板厚度相等。现给滑块 A 一个水平向右的初速度 v0=6m/s，一段时间后滑块 A、B 发生了 第一次碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失。已知滑块 A、B 与木板 C、D 间的 动摩擦因数均为 1=0.5，木板 C、D 与地面间的动摩擦因数均为 2=0.1，最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，重力加速度 g=10m/s2。求最后滑块 B 离木板 C 右端的距离(结果保留两位有效 数字)。 16.(18 分)如图所示，间距为 L 的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一阻值为 R 的定值 电阻，整个装置被固定在绝缘水平面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁 感应强度的大小为 B，两根质量均为 m、电阻均为 R、长度均为 L 的金属棒 MN、EF 垂直放在 导轨上，金属棒 EF 与导轨间的动摩擦因数为 ，现给金属棒 MN 施加一水平向左的作用力 F，使金属棒 MN 从静止开始以加速度 a 做匀加速直线运动，当金属棒 EF 将要发生滑动时撤 去力 F。若重力加速度为 g，导轨的电阻不计，金属棒 EF 与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩 擦力相等，金属棒 MN 与导轨间的摩擦力忽略不计，求： (1)力 F 的最大功率； (2)撤去力 F 后定值电阻上产生的热量； (3)整个过程中通过定值电阻的电荷量。