广西南宁市2021届高三物理上学期12月月考试题特训班含解析

广西南宁市2021届高三物理上学期12月月考试题（特训班，含解析）（考试时间：150分钟满分：300分）本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共38题，16页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。可能用到的相对原子量：H-1Li-7C-12O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5Fe56Ni59-第卷选择题（共126分）二、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1418题只有一项符合题目要求，第1921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. 下列说法中正确的是（ ）A. 一个氢原子处在n = 3的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出2种频率的光子B. 光电效应说明了光具有波动性C. 轻核聚变反应方程“”中，X表示质子D. 原子核中每个核子只与邻近核子产生核力作用，且比结合能越大的原子核越不稳定【答案】A【解析】【分析】【详解】A一个氢原子处在n = 3的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出32和21两种频率的光，A正确；B光电效应说明光具有粒子性，B错误；C“”中，X的质量数为电荷数为可知X表示中子，C错误；D原子核内每个核子只跟相邻近的核子发生核力作用，且比结合能越大的原子核越稳定，D错误。故选A。2. 在某综艺节目中，进行抛球击鼓的游戏，如图是游戏场地的示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。要求游戏者每次在图示位置从相同高度将球沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则（）A. 假设某次抛出的球能够击中甲鼓，则用相同速度抛球可能击中丁鼓B. 击中甲、乙的两球初速度大小关系为v甲=v乙C. 击中甲、乙的两球初速度大小关系为v甲v乙D. 击中甲、丁的球，初速度大小不可能相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A由图可知，游戏者与甲、丁两鼓不在同一直线上，则用击中甲鼓的相同速度沿同一方向抛球不可能到达丁鼓，故A错误；BC甲、乙两鼓高度相同，所以球到达鼓所用时间相同，但游戏者离甲鼓的水平距离较远，由平抛运动水平位移公式x=vt可知，击中甲、乙的两球初速度大小关系为v甲v乙，故B错误，C正确；D设游戏者抛球的高度为h，甲、丁的高度分别为h1、h2，甲、丁到游戏者的水平距离分别为x1、x2，对击中甲、丁的球分别有、联立消去t1、t2，得若满足则有v1=v2，故D错误。故选C。3. 如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为35cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起。螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为d = 5cm，拖把头的半径为10cm。拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段在1s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（ ）A. 拖把头边缘的线速度大小为0.7m/sB. 拖把杆向下运动的速度大小为0.1m/sC. 拖把头转动的角速度为7rad/sD. 拖把头的转速为7r/s【答案】D【解析】【分析】【详解】C螺杆在旋转的一个周期T内向下移动一个螺距d，则有则拖把头转动的角速度C错误；A拖把头边缘的线速度大小为A错误；B拖把杆向下运动的速度大小为B错误；D拖把头的转速为D正确。故选D。4. 我国首个探月探测器“嫦娥四号”于2019年1月3日，成功降落在月球背面的艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了世界。着陆前，探测器先在很接近月面、距月面高度仅为h处悬停，之后关闭推进器，经过时间t自由下落到月球表面。已知引力常量为G，月球半径为R，忽略月球自转的影响，则下列说法正确的是（ ）A. 月球表面重力加速度大小为B. 探测器落地时的速度大小为C. 月球的平均密度为D. 探测器自由下落过程处于超重状态【答案】B【解析】【分析】【详解】A根据得A错误；B根据解得B正确；C忽略月球自转的影响，物体在月球表面受到的重力等于万有引力解得月球质量为则月球的平均密度为C错误；D下落过程中，加速度向下，探测器处于失重状态，D错误故选B。5. 如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带正电的试探电荷以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（试探电荷只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）A. b点的合场强最大B. Q2电荷量小于Q1C. a点的电势比b点的电势低D. 试探电荷在a点的电势能比在b点的电势能小【答案】B【解析】【分析】【详解】A由图可知，试探电荷在b点前做加速运动，b点后做减速运动，可见在b点时的加速度为0，因此b点的合场强一定为零，A错误；B设Q1、Q2间距为d，试探电荷带电量为q，则有可知Q2 < Q1B正确；CD试探电荷从a点到b点做加速运动，即电场力做正功，所以电势能减小，且该电荷为正电荷，可知a点电势比b点电势高，CD错误。故选B。6. 如图甲所示，一个小球悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图像如图乙所示，其中O-x1过程的图像为曲线，x1-x2过程的图像为直线。忽略空气阻力。下列说法正确的是A. O-x1过程中小球所受拉力大于重力B. 小球运动路程为x1时的动能为零C. O-x2过程中小球重力势能一直增大D. x1-x2过程中小球一定做匀加速直线运动【答案】BD【解析】【分析】【详解】A小球在竖直向上的拉力和竖直向下的重力下运动，拉力做功改变小球的机械能，则：可知题中机械能-路程图像斜率的大小为拉力的大小；O-x1过程中小球所受拉力竖直向上且减小，拉力做正功，小球的机械能增加，开始时小球从静止开始加速，拉力大于重力，运动过程中拉力逐渐减小，x1之后，拉力竖直向上做负功，小球向下运动，所以x1处速度为零，动能为零，说明O-x1过程中小球先加速后减速，所以在减速阶段拉力小于重力，A错误，B正确；CO-x1过程中小球向上运动，重力做负功，重力势能增大，x1-x2过程中小球向下运动，重力做正功，重力势能减小，C错误；Dx1-x2过程中重力大于拉力，小球向下运动，图像斜率不变，拉力不变，所以小球加速度恒定，向下做匀加速直线运动，D正确。故选BD。7. 理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为12。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（ ）A. R1、R2、R3两端的电压之比为212B. R1、R2、R3消耗的功率之比为414C. a、b间输入功率与变压器输入功率之比为152D. a、b间输入电压与变压器输入电压之比为61【答案】CD【解析】【分析】【详解】A理想变压器原、副线圈电压之比为由能量守恒有得R2两端电压等于原线圈电压UR2 = U1R3两端电压等于副线圈电压UR3 = U2则设R1 = R2 = R3 = R则流过R2的电流为流过R3的电流为流过原线圈的电流为I1 = 2I2 = 则流过R1的电流则R1两端电压为因此R1、R2、R3两端的电压之比为UR1：UR2：UR3 = 5：1：2A错误；BR1、R2、R3消耗的功率之比为PR1：PR2：PR3 = UR12：UR22：UR32 = 25：1：4B错误；C由于理想变压器本身不消耗能量，则a、b间输入功率与变压器输入功率之比为(PR1 + PR2 + PR3)：PR3 = 15：2C正确；Da、b间输入电压与变压器输入电压之比为D正确。故选CD。8. 如图甲所示，在同一水平面上的两根光滑导轨相互平行，间距为L，在导轨左端连接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计且足够长。将一质量为m、长度也为L的金属棒ab垂直于导轨放置在导轨上，整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场中。开始时金属棒处于静止状态，现用始终垂直于ab的水平向右的力F作用在金属棒上，F大小随金属棒相对于出发点的位移x变化的图像如图乙所示。当金属棒的位移为x0时，力F的大小为F0，随后金属棒开始匀速运动。金属棒电阻不计且始终与导轨接触良好，则下列说法正确的是（ ）A. 若仅将磁场反向，则金属棒所受安培力反向B. 金属棒匀速运动时，ab两端电势差大小为C. 金属棒匀速运动时，电阻R的热功率为D. 0 x0过程中，电阻R产生的焦耳热为【答案】BC【解析】【分析】【详解】A若仅将磁场反向，则回路中感应电流也反向，金属棒所受安培力与原来方向相同仍向左，A错误；B导体棒匀速运动时有则匀速运动的速度大小为此时ab两端电势差大小为以上两式联立可得U =B正确；C金属棒匀速运动时，电阻R的热功率为C正确；D由于F - x图象与横轴围成的面积等于拉力F做的功，因此在0 x0过程中拉力F做的功等于根据能量守恒得电阻R产生的焦耳热为D错误。故选BC。三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题考生根据要求作答。(一)必考题(共129分)9. 如图甲所示是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流Ig = 500 A、内阻Rg = 50 。该多用电表有两个电流挡，量程分别为0 10 mA和0 1 mA。已知R2 = 45 ，R3 = 2475 ：(1)转换开关S接入_（填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”）端时，为较小量程的电流挡，正确测量时电流应从A表笔流_（填“出”或“入”）多用电表；(2)当转换开关S接入“3”端时，多用电表可以用来测电阻。测量之前，先进行欧姆调零，使指针偏转到刻度盘最_（填“左”或“右”）侧。某次测量电阻时使用的倍率为“×1”，指针如图乙，则待测电阻的阻值为_； (3)当转换开关S接入“5”端时，多用电表的功能是测_（填“电流”“电压”或“电阻”），其量程为_。【答案】 (1). 2 (2). 入 (3). 右 (4). 19.0 (5). 电压 (6). 2.5 V（0 2.5 V）【解析】【分析】【详解】(1)1接入“1”或“2”都是电流档，但接入“2”时，R1、R2两个电阻串联，阻值较大，分得的电流较小，因此是较小量程的电流档。2由于电流都是“红进黑出”，如果作为欧姆表，根据表内电池的正负极，电流从黑表笔流出可知，B是黑表笔，因此作为电流表，电流也应从A表笔（红表笔）流入。(2)3由于欧姆表的零刻度在表盘的最右侧，因此欧姆调零时，红黑表笔短接， 调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表的零刻度，也就是指针指到最右侧。4由于恰好对准的位置，而且是档位，因此电阻值为。(3)5 由于S接“2”时，是量程为1mA的电流表，因此当开关打到“5”时，该电流表与电阻R3串联，改装成电压表，用来测量电压值。6测量电压的量程因此量程为2.5V10. 某实验小组要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一气垫导轨，把气垫导轨调节水平，在导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端用跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的钩码相迕，遮光条两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t，用d表示遮光条的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列问题。(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_mm；(2)实验时将滑块从如图甲所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门的瞬时速度为_m/s（结果保留2位有效数字）；(3)若将滑块自A点由静止释放，考虑遮光条宽度的影响，则在滑块从A点运动至B点的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减小量测量值_（填“大于”、“小于”或“等于”）动能的增加量测量值；(4)该实验小组在研究中发现利用该装置可测带长方形遮光条的滑块的总质量M，实验小组多次改变光电门的位置，且每次均令滑块自同一点（A点）开始运动，测量相应的s与t值。某同学完成实验后，想利用测得的数据探究s与t的关系。根据测量的数据作出图象，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量为m，则滑块的总质量M的表达式为_（用题目给出的字母表示）。【答案】 (1). 3.80 (2). 0.32（或） (3). 大于 (4). 【解析】【分析】【详解】(1)1游标卡尺的整数部分为3mm，副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线数为16，乘上，则小数部分为0.80mm，遮光条的宽度为整数部分加小数部分为3.80mm。(2)2滑块经过光电门的瞬时速度为代入解得由于题干要求结果保留2位有效数字，即(3)3匀加速运动中间位移处速度大于中间时刻时速度，考虑遮光条宽度的影响，遮光条通过光电门的平均速度即中间时刻速度应该小于滑块通过B点时的瞬时速度，动能的增加量测量值偏小，则在滑块从A点运动至B点的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减小量测量值大于动能的增加量测量值。(4)4对整个系统列机械能守恒整理得即解得11. 如图，直角坐标系xOy的II、III象限存在方向沿a轴正方向的匀强电场、场强大小为E；I、IV象限存在一个圆心在O1(b,0)且与y轴相切于O点的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于坐标平面。从x轴上P(-a,0)点由静止释放一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，粒子穿出磁场的位置为Q。已知=，粒子重力不计、大小可忽略。求：(1)磁场的磁感应强度大小和方向；(2)粒子在磁场中运动的时间。【答案】(1)，方向垂直于xOy坐标平面向里；(2)【解析】【分析】【详解】(1)粒子在电场中沿x轴做匀加速直线运动，设粒子到达O点的速度为v，由动能定理有解得在磁场中，粒子做匀速圆周运动，轨迹如答图3，设轨道半径为r由几何关系有得由牛顿第二定律有解得由左手定则可知，磁场方向垂直于xOy坐标平面向里。(2)粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角又运动时间联立解得12. 如图所示，装置的左边是光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=3kg的物块A。装置的中间是始终在以u=2m/s的速度顺时针转动的水平传送带，它与左边的台面等高并平滑对接，它也与右边的倾角=的光滑斜面平滑对接。物块A静止在其平衡位置，此处距传送带左端l=0.5m。质量m=1kg的物块B从斜面上距水平台面高h=2.0m处由静止释放，已知物块B与传送带之间的动摩擦因数=0.2，传送带的长度为L=1.0m。物块A、B都可视为质点，A、B发生的每次碰撞都是弹性正碰且碰撞时间极短。取g=10m/s2。求：(1)物块B与物块A第一次碰撞前瞬间，B的速度大小v0；(2)物块B与物块A第一次碰撞后，B返回斜面相对水平台面能上升的最大高度h'；(3)如果物块A每次被B碰撞后，会在外力帮助下静止在其平衡位置等待B再次碰撞，当物块B在传送带上第一次对地速度减为零时，物块B从开始到此时相对于地面运动的总路程s多大？【答案】(1)6m/s；(2)0.25m；(3)11.83m【解析】【分析】【详解】(1)B从斜面滑下机械能守恒得B滑上皮带瞬间m/sB滑上皮带做匀减速运动解得B滑过皮带与A碰前速度v1=6m/s(2)AB发生弹性碰撞，动量守恒、机械能守恒,碰后B的速度为v2，A的速度为va2联立两式解得，即v2=3m/s物体B以3m/s的速度返回到皮带上做匀减速运动直到左端，则解得v3=m/su =2m/s故此次在传送带上向右一直做匀减速运动，则得h'=0.25m(3)物体上升h'后再返回传送带右端时，速度大小为v3=m/s，滑上传送带，减速至左端得v4=1m/s物体B与A第二次发生弹性碰撞，碰后速度v5=m/s返回传送带后的向右匀加速运动u2v52=2ax得x=mL=1m故运动x后匀速运动至右端，以初速度大小u=2m/s滑上斜面，则得h=0.2m再次返回减速运动至传送带左端时恰好对地速度为零，则对地总路程得s=m11.83m（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。【物理选修3-3】（15分）13. 对于分子动理论和物体内能理解，下列说法正确的是（ ）A. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B. 外界对物体做功，物体内能一定增加C. 悬浮颗粒越小布朗运动越显著，温度越高布朗运动越剧烈D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小E. 夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故【答案】ACE【解析】内能取决于物体的温度、体积和物质的量；温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故A正确；外界对物体做功的同时如果向外界放出热量，则物体的内能就不一定增大，故B错误；悬浮颗粒越小布朗运动越显著，温度越高布朗运动越剧烈，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，当分子间距离的减小时，分子力做负功，分子势能增大，选项D错误；夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，选项E正确；故选ACE.14. 如图所示，质量为M、内部高为H的绝热气缸内部带有加热装置，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。气缸顶部有挡板，用绳将活塞悬挂在天花板上。已知气缸的底面积为S，活塞质量为m。开始时缸内理想气体温度为300K，活塞到气缸底部的距离为0.5H。用电流强度为I的电流通过图中阻值为R的电阻丝缓慢加热时间t后，气缸内气体的温度升高到700K。已知大气压强恒为p0，重力加速度为g。忽略活塞和气缸壁的厚度，不计一切摩擦。求：(1)当温度从300K升高到700K的过程中，缸内气体内能的增加量；(2)温度为700K时缸内气体的压强。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)假设在活塞碰到挡板前，气体一直做等压变化，当T1=300K时，体积为0.5HS；当T2=700K时，设活塞到气缸底部的距离为h，则解得h=H>H故假设不成立，气体先做等压变化，活塞碰到挡板后气体做等容变化。在等压变化过程中，设气体的压强为p，对气缸有此过程气体对外做功为W=pS×0.5H由热力学第一定律有解得(2)设T2=700K时气体的压强为p，由理想气体状态方程得解得【物理选修3-4】（15分）15. 一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，已知弹簧的劲度系数为20N/cm，则（）A. 图中A点对应时刻振子所受的回复力大小为5N，方向指向x轴的负方向B. 图中A点对应时刻振子的速度方向指向x轴的正方向C. 振子的振幅等于0.5cmD. 在04s内振子做了1.75次全振动E. 在04s内振子通过的路程为3.5cm【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为方向指向x轴负方向，A正确；B图中A点对应的时刻振子正远离平衡位置，速度方向指向x轴的正方向，B正确；C由图可知振子的振幅等于0.5cm，C正确；D弹簧振子的振动周期为2s，即每经过2s振子就完成一次全振动，则在04s内振子做了2次全振动，D错误；E由C选项的分析可知，在04s内振子做了2次全振动，则振子通过的路程为E错误。故选ABC。16. 唐人张志和在玄真子·涛之灵中写道：雨色映日而为虹”从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。我们通过下列简化示意图来研究彩虹的形成。图中细光束在过球心的平面内，包含红光和紫光两种单色光，入射角=45°，透明球对红光折射率为，球的半径为R，真空中的光速为c。分析判断，a和b哪种是红光？光线从入射方向到出射方向转过的角度称为偏向角，求红光的偏向角和红光在球内的传播时间。【答案】(1) b是红光；(2) ，【解析】【分析】【详解】(1)由于在介质中，频率越高，折射率越大，红光和紫光从空气进入水中时，入射角相同时，则紫光的折射角小，过入射点做出法线如图所示，可知a是紫光，b是红光。 (2)从A点入射时，设折射角为，根据光的折射定律根据已知条件可知，折射角因此在A点入射时光线沿顺时针方向旋转了在B点发生反射时，由于 为等腰三角形在B点光线沿顺时针偏转了在出射点C，根据对称性，光线沿顺时针偏转用也为，因此光线的偏向角根据几何关系及对称性，红光在球内传播的路程红光在球内传播速率因此红光在球内传播时间整理得