2021屆四川天府名校高三（上）12月診斷性大聯(lián)考理綜物理試題（解析版）

2021屆天府名校12月高三診斷性考試

理綜物理部分

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，第14~18題只有一項

符合題目要求，第19~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分,

有選錯的得0分。

1.如圖所示，質(zhì)量為M的木板靜置于水平桌面上，右端恰處于A點，其上疊放著質(zhì)量為〃，的木塊?，F(xiàn)給兩

者一個相同的初速度％兩者保持相對靜止做勻減速運動，停下來時木板的右端恰處于8點。如果在兩者運

動到AB中點時迅速將木塊向上拿開，則木板停下來時右端處于（）

,阿

|M~\

/7//7////77

AB

A.8點左側(cè)

B.B點右側(cè)

C.B點、

D.因為各接觸面的動摩擦因數(shù)未知，所以無法判斷

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】當兩者疊放在一起都做勻減速運動時，加速度為

〃（M+m）g

a=——--------=〃g

M+m

當兩者運動一半位移時迅速將木塊向上拿開時，不影響木板的運動，木塊以木板拿開時的速度為初速度繼

續(xù)做勻減速運動，加速度

,RMg

a=——

M

顯然木板的加速度不變，所以木板停下來時右端仍處于B點。

故選Co

2.笳是核聚變重要的核燃料之一，它的某個核反應(yīng)的方程為X+：Hf；He+；n。已知X、：H、：He和：n

的質(zhì)量分別為2.041u、3.0161u,4.0026u和1.0087u、1u相當于931.5MeV,由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可

知（)

A.X為；HB.該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0289u

C.該反應(yīng)釋放出的能量約為17.6MeVD.:He的比結(jié)合能比；H的比結(jié)合能小

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據(jù)核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，可判斷X為：H,選項A錯誤；

B.反應(yīng)中的質(zhì)量虧損

A/??=2.0141?+3.0161M—4.0026M—1.0087?=0.0189M

選項B錯誤；

C.由愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放的能量為

AE=0.0189x931.5MeV?17.6MeV

選項C正確；

D.因反應(yīng)放出能量，貝吟He的比結(jié)合能比；H的比結(jié)合能大，選項D錯誤。

故選C。

3.2020年10月8日《中國青年網(wǎng)》消息，同時就職于美國華盛頓州立大學和德國柏林工業(yè)大學的教授德克

?舒爾策一馬庫赫牽頭與天文學家同行合作，從行星年齡、質(zhì)量、體積、表面溫度。是否有水、與恒星距離

等方面確定“超宜居”標準，最終從4500顆已知地外行星中篩選出24顆“超宜居”行星。如果某顆“超宜

居”行星的半徑為R,它的某顆衛(wèi)星在距其表面耳的圓形軌道上做勻速圓周運動，周期為T。已知引力常量

為G,則下列說法正確的是（）

A.該“超宜居”行星的質(zhì)量用=4G（"1”）

GT2

B.該“超宜居”行星的密度「=南下

C.衛(wèi)星繞該“超宜居”行星運行的軌道半徑越大，線速度越大

D.衛(wèi)星繞該“超宜居”行星運行的軌道半徑越小，角速度越小

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】A.衛(wèi)星圍繞“超宜居”行星運行，根據(jù)萬有引力提供向心力可得

「Mm,八，、4乃

G--------7=〃?(/?+%)—7-

(R+〃)2T2

解得“超宜居”行星的質(zhì)量

4/(R+/7)3

M----------------

GT2

選項A正確;

B.“超宜居”行星體積

V」乃R

3

則其密度為

M3萬(H+〃)3

p=---=--------------

VGT-fC

選項B錯誤;

C.根據(jù)

—Mmv~

G-=m—

廣r

可得

V產(chǎn)

可知衛(wèi)星的軌道半徑越大，則線速度越小，選項C錯誤;

D.根據(jù)

「Mm2

G——=mcor

可得

可知衛(wèi)星的軌道半徑越小，則角速度越大，選項D錯誤;

故選Ao

4.如圖所示，一個a粒子射入某電場，在僅受電場力的作用下，其運動的軌跡為關(guān)于），軸對稱的拋物線,

且先后經(jīng)過A、B兩點時動能相等，則下列說法不正確的是（）

A.該電場為勻強電場

B.電場方向沿y軸正方向

C.A、B兩點的電勢相等

D.夕粒子經(jīng)過。點時的動能為零

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.。粒子射入某電場，在僅受電場力的作用下，由運動的軌跡為拋物線可知a粒子做的是勻變

速運動，則受力為恒力，所以電場為勻強電場，A正確；

B.根據(jù)拋物線的開口方向可知，a粒子所受到的電場力方向豎直向上，電場方向沿y軸正方向，B正確；

C.粒子在電場中只受電場力運動動能和電勢能之和不變，先后經(jīng)過A、2兩點時動能相等，則電勢能相同，

A、8兩點的電勢相等，C正確；

D.a粒子在。點時有沿x軸方向速度，如果沒有水平方向速度，速度為零則在0點以后將做直線運動,

所以a粒子經(jīng)過。電時的動能不為零，D錯誤。

故選D。

5.交流發(fā)電機輸出電壓隨時間的變化圖像如圖甲所示，發(fā)電機輸出端與理想變壓器原線圈相連，變壓器與

用電器電路如圖乙所示。已知電流表、電壓表均為理想電表，通過滑動觸頭Q可以調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，則

下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為100兀轉(zhuǎn)/秒

B.在r=0.005s時，電壓表的示數(shù)為360V

C.僅將滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動，定值電阻Ro的功率減小。

D.僅將滑動觸頭Q向上滑動，電流表的示數(shù)變大

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.由圖甲可知，周期為0.02s,所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/秒。故A錯誤；

B.由圖甲可知，交流電壓的最大值為36夜V，則電壓表的示數(shù)即有效值為36V。故B錯誤；

C.當滑動觸頭Q位置不變時，輸出電壓不變，此時滑動觸頭P向下滑動，負載電阻減小，輸出電流增加，

定值電阻的功率增大。故C錯誤；

D.滑動觸頭P不變，將滑動觸頭Q向上滑動，則輸出電壓變大，易知輸出功率變大，而輸入功率與輸出功

率相等，則變壓器輸入功率變大，原線圈中電流表的示數(shù)變大。故D正確。

故選D。

6.如圖所示，足夠長的光滑水平導軌上放有一個凹槽，其質(zhì)量為M=10kg。凹槽以初速度v=6m/s勻速運動。

某時刻在凹槽內(nèi)無初速度放置一個質(zhì)量為膽=2kg的物塊，物塊與凹槽之間存在摩擦，若物塊與滑塊碰撞過

程中無機械能損失，則在此后的運動過程中（）

A.凹槽與物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.凹槽與物塊組成的系統(tǒng)動量守恒

C.凹槽與物塊的最終速度均為5m/s

D.整個運動過程中系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為55J

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】A.凹槽與物塊之間有滑動摩擦，會損耗機械能。A錯誤；

B.凹槽與物塊組成的系統(tǒng)合外力為零，摩擦力是系統(tǒng)內(nèi)力，所以動量守恒。B正確;

C.對系統(tǒng)，動量守恒，二者最終共速，有

Mv()=(M+m)v

解得

u=5m/s

C正確；

D.對系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒得

11,

72

Q=-Mvl--（M+m）v=30J

D錯誤。

故選BC。

7.如圖所示，斜面體的高BC為“，底邊AB水平且長度為2d。在A點正上方有間距相等的。、E、尸三點,

AD=DE=EF=d,。為AC的中點.現(xiàn)在。點將一小球以初速度出水平向右拋出，恰好垂直打在斜面上，已

知重力加速度為g,不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

I

A.小球落在斜面上時的速度大小為百%

B.小球飛行時間為一組

g

C.小球一定落在。點

D.若小球從尸點水平向右拋出，初速度合適時有可能垂直斜面擊中C點

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】B.假設(shè)/C鉆=6,小球垂直打在斜面上，將落點速度分解在水平方向和豎直方向，則有

tan—

匕gt

由幾何關(guān)系有

BC

ntan0=---

AB2

解得小球的飛行時間f，故B正確;

g

A.小球落在斜面上的速度為u石％,故A錯誤:

sin。

C.水平方向的位移為

2%2片

gg

豎直方向的位移為

由幾何關(guān)系可知小球一定是落在A、0兩點之間，故C錯誤;

D.由前面分析可知，小球垂直打在斜面上，則小球的水平位移和豎直位移相等，所以若小球從尸點水平向

右拋出，初速度合適時有可能垂直斜面擊中C點，故D正確。

故選BD。

8.如圖甲所示，絕緣斜面MNQP。上有兩條與底邊NQ平行的虛線C。、EF,兩條虛線之間存在垂直于斜

面向上的勻強磁場。單匝正方形金屬框Hcd從斜面上虛線CQ上方某一位置由靜止釋放，金屬框下滑過程

中他邊始終與斜面底邊NQ平行，以釋放瞬間為仁0時刻，其回圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.當必邊進入磁場,〃邊尚未進人時,金屬框中感應(yīng)電流的方向為a-b—c-d—a

B.當成邊進入磁場,cd邊尚未進入時,金屬框仍加速運動

C.當ah邊進入磁場,cd邊尚未進入時,金屬框勻速運動

D.勻強磁場的寬度可能大于金屬框的邊長

【答案】CD

【解析】

【分析】

【詳解】A.由右手定則可知，必邊進入磁場后（4邊還未進入）產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為a-d-Cf%一a,A

錯誤；

BC.金屬框"cd在斜面上由靜止釋放后，先做勻加速運動，A）時刻"邊進入磁場，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)

電流并受到安培力作用，開始勻速運動，B錯誤，C正確；

D.設(shè)金屬框的邊長為L,磁場的寬度為上，若心＜心，則2”時刻金屬框完全進入磁場，3ro時刻金屬框開

始減速運動，說明"邊開始離開磁場，若則2ro時刻曲邊剛好離開EF邊界，但以邊尚未進入磁

場，3/0時刻金屬框開始減速運動，說明cd邊剛好進入磁場，即磁場的寬度可能大于也可能小于金屬框的邊

長，D正確。

故選CD。

第II卷

三、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分。第22~32題為必考題，每個試題考生都必

須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題（共129分）

9.某實驗小組用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

打點計時器-紙帶

,工^,限位孔

申律3g3”/?S"?"?”紇

甲乙

（1）安裝打點計時器時，應(yīng)注意使兩個限位孔；

（2）某次實驗打出的紙帶不小心斷了一段，剩余部分如圖乙所示，圖中已標出相鄰兩點之間的距離，已知打

點周期為T,重力加速度為g,則打“5”這個點時重錘的速度大小為；如果選取“5”與“9”這兩個點分

析，滿足關(guān)系時，重錘下落過程中機械能守恒。

1222

【答案】（1）.同一豎直線上（2）?號（3）.8gT（52+53+54+55）=（.y5+56）-（5,+52）

【解析】

【分析】

【詳解】兩個限位孔在同一豎直線上，重錘下落時紙帶與限位孔之間的摩擦力才會最小，實驗誤差小。

⑵⑵⑶打“5”這個點時重錘的速度大小為

_S]+§2

2T

同理，打“9”這個點時重錘的速度大小為

$+$6

%

2T

如果選取“5”與“9”這兩個點分析，滿足關(guān)系

mg(s2+s3+s4+s5)^刎宕一4）

即當

8gT“S2+S3+S4+$5）=（$5+$6）2—（S[+$2）2

此時，重錘下落過程中機械能守恒。

10.某同學要描繪一個小燈泡的伏安特性曲線，小燈泡上標有“2.8V1.4W”字樣。實驗室可供選用的器材如

下：

A.電流表Ai（量程為0.6A,內(nèi)阻約為2。）

B.電流表A2（量程為10mA,內(nèi)阻為100C）

C.電壓表Vi（量程為15V,內(nèi)阻約為5kC）

D.定值電阻R（阻值為200。）

E.定值電阻幻（阻值為1kC）

F.電源E（電動勢為3V,內(nèi)阻不計）

G.滑動變阻器&（0?5C,允許通過的最大電流為2A）

H.滑動變阻器&（0?100允許通過的最大電流為0.5A）

I.開關(guān)S、導線若干

⑴測量小燈泡電流應(yīng)選用（填“AF或"A2”），滑動變阻器應(yīng)選用（填或"用”）；

（2）測量小燈泡兩端的電壓時，該同學認為電壓表V的量程太大，不能使用。他用另一個電流表與定值電阻

（填“品”或“&”）_______（填“串”或“并”）聯(lián)改裝成電壓表；

（3）在圖示的虛線框中畫出實驗的電路圖并標出所選器材的代號。

【答案】(l).Ai(2).R3(3).RI(4).串(5).見解析

【解析】

【分析】

【詳解】根據(jù)小燈泡上的標志“2.8V1.4W”，可知其額定電流為0.5A,所以測量小燈泡電流應(yīng)選電

流表Ai；因為要描繪小燈泡伏安特性曲線，需要電壓從。開始變化，所以滑動變阻器采用分壓式接法，故

選小量程滑動變阻器R3。

(2)[3]]4|小量程電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)一個電阻，根據(jù)串并聯(lián)電路關(guān)系，可得

代入數(shù)據(jù)可得U=3V,故選電流表A2與定值電阻R串聯(lián)改裝為量程為3V的電壓表剛好滿足實驗要求。

(3)[5]滑動變阻器采用分壓接法，因為電阻較小，所以電流表Ai外接，電路圖如下圖所示

11.盡管我國糧食生產(chǎn)連年豐收，對糧食安全還是始終要有危機意識。為了確保糧食安全，某糧庫積極存

購秋糧，如圖所示，糧袋卸車后先置于勻速轉(zhuǎn)動的水平傳送帶上，并最終與水平傳送帶以共同速度vo=2m/s

勻速運動。水平傳送帶右端緊靠長為/=40m,傾角?37°的順時針轉(zhuǎn)動的傾斜傳送帶，設(shè)糧袋經(jīng)過兩條傳

送帶交接處時速度大小不變。糧袋可視為質(zhì)點，糧袋與傾斜傳送帶之間的動摩擦因數(shù)/『0.8,重力加速度

g=10m/s2,sin37"=0.6。

(1)如果傾斜傳送帶勻速轉(zhuǎn)動的速度大小為尸4m/s,求糧袋從傾斜傳送帶底端運動到頂端的時間；

(2)如果傾斜傳送帶勻速轉(zhuǎn)動的速度大小可以調(diào)節(jié)，求糧袋運動到項端的最大速度。

【答案】(l)11.25s；(2)6m/s

【解析】

【分析】

【詳解】（1）糧袋在傾斜傳送帶上加速時的加速度大小為

Vgcos"gsine=。4zs2

mm

糧袋達到傾斜傳送帶速度時所用的時間為

v-v_

彳=-----a=5s

a

糧袋達到傾斜傳送帶速度時的位移為

糧袋從底端到頂端所用時間為

I—x..__

t=人------=11.25s

v

（2）糧袋在傾斜傳送帶上一直加速時，運動到頂端時的速度最大，由

V；-VQ=2al

代入數(shù)據(jù)解得

v,=6m/s

12.如圖所示，在豎直平面內(nèi)的坐標系xOy的第一象限與第四象限內(nèi)有一條垂直于x軸的虛線MMMN馬

x軸的交點為。。在y軸與虛線MN之間有勻強電場與勻強磁場，電場方向豎直向上，場強大小為Ei；x軸

上方的磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為5,x軸下方的磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小

為B2,3=2良。在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，場強大小為上。一個質(zhì)量為〃八電荷量為+夕的

帶電液滴從P點由靜止釋放，恰經(jīng)過原點。進入第四象限后，開始做勻速圓周運動。已知P點坐標為（-3d,

4d）,Bi=即（g為重力加速度），液滴通過。點后穿過x軸一次，最后垂直于MN射出磁場，sin37°

=0.6,cos37°=0.8o求：

⑴場強Ei、Ei大?。?/p>

⑵虛線MN與y軸的距離；

⑶液滴從P點釋放到離開磁場的時間。

.3〃吆,*53%、/d

【答案】(1)艮=-7^；(2)64(3)(4+--)/—

4q60V2g

【解析】

【分析】

【詳解】(1)液滴在第一、四象限內(nèi)做勻速圓周運動電場力與重力大小相等、方向相反，故有

E\q=tng

則

q

在第二象限，液滴在尸點由靜止釋放后沿直線運動，設(shè)液滴進入磁場時速度方向與x軸成a角則

4d4

tan?=---=—

3d3

解得

a=53°

合力必沿尸。方向，所以

mg

tana=-：-

E2q

解得

3mg

E2=——

4q

(2)設(shè)液滴經(jīng)過。點時的速度大小為P,則

3Eiqd+4m(>d=gmv2

解得

y二|V^

V

qvBz-m—

可得

Ri=3d

同理可解得液滴在x軸上方磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑

3,

Ri=-d

2

所以虛線MN與)，軸的距離

x-2&sin53°+Risin53°=6d

(3)液滴在第二象限的加速度

以=1.25/咫=]25g

mm

液滴在第二象限的運動時間

液滴在光軸上方磁場中做勻速圓周運動的周期

_2?R[_6TTId

液滴從尸點移動到離開磁場的時間

d

t=t]+-------

2?

13.如圖所示，一個質(zhì)量為M、上端開口的圓柱形導熱氣缸內(nèi)有兩個質(zhì)量均為，〃的活塞A、B,兩活塞面積

均為S,與氣缸圍成的空間I、n內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的同種理想氣體?，F(xiàn)在活塞A的中間系一根細線，

將氣缸懸掛在天花板上，氣缸呈豎直狀態(tài)，I、II兩部分體積相等，氣體溫度相同。已知兩活塞與氣缸間光

滑且不漏氣，大氣壓強為⑷。重力加速度為g,則I內(nèi)理想氣體的壓強為一；I內(nèi)理想氣體的質(zhì)量_______

（填''大于”“等于”或“小于”）II內(nèi)理想氣體的質(zhì)量。

⑵.小于

【解析】

【分析】

【詳解】［1］對氣缸受力分析有

p2S+Mg=p0S

對氣體間的隔板，受力分析有

P]S+mg=p2s

(M+ni)g

II內(nèi)同種氣體溫度、體積均相同，壓強大的質(zhì)量大。所以I內(nèi)理想氣體的質(zhì)量小于II內(nèi)理想氣體的質(zhì)

量。

14.如圖所示，粗細均勻的"U"形管豎直放置，左管封閉、右管開口，管內(nèi)的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣

體，氣柱長度L=20cm,左右兩管中水銀柱的高度差為6=8cm,已知環(huán)境溫度%=27。C,熱力學溫度與攝氏

溫度間的關(guān)系為7^+273K,大氣壓強po=76cmHg。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（1）若在右管緩慢注人水銀，計算當兩管液面相平時左管中氣柱的長度；

（2）若給左管氣體加熱，計算當兩管液面相平時左管中氣柱的攝氏溫度。

【答案】(l)17.9cm；(2)129℃

【解析】

【分析】

【詳解】(1)由于緩慢注入水銀，因此管內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化。

初態(tài)壓強

Pi=(76-8)cmHg=68cmHg

體積

Vt=SL

設(shè)注入水銀兩管液面相平時，氣柱的長度為d,則此時氣體的體積

V2=Sd

此時氣體的壓強

p、=76cmHg

由玻意耳定律可知

0M=PM

解得

17.9cm

(2)設(shè)加熱后氣體的溫度為4,初始溫度

Ti=300K

加熱后氣體的體積為

h

匕=S(L+/)

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得

PM_%匕

解得

T2?402K

當兩管液面相平時左管中氣柱的攝氏溫度

7=(402—273)℃=129℃

15.如圖所示，一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，。點為波源。設(shè)U0時刻波源從平衡位置沿

y軸負方向開始振動，經(jīng)/=0.7s。在x軸上。至10m范圍第一次形成如圖所示的波形，則下列說法正確的是

A.該簡諧橫波的周期為0.4s

B.44m處的質(zhì)點的位移總是-2m

C.A-6m處的質(zhì)點的振幅為4m

D.416m處質(zhì)點在0~ls內(nèi)通過的路程為4m

E.該波的波速大小為20m/s

【答案】ADE

【解析】

【分析】

【詳解】A.由于波源的起振方向沿y軸負方向，因此各質(zhì)點的起振方向均向下，故經(jīng)過r=0.7s,波傳播到

3

14m處，正好1一個周期，所以周期為T=0.4s,故A正確；

4

E.由圖象可知波長;l=8m,所以波速為

A