文档内容
D．月球受到地球的引力变小
（新高考）2020-2021 学年下学期高三 5 月月考卷
4．如图甲为用金属材料制成的霍尔元件，其长、宽、髙分别为a、b、d；如图乙是检测电流大小是
否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流强度成正比。现给元件
物 理 （B） 通一恒定工作电流I，下列说法正确的是( )
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号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。 A．N端应与电压表的正极相连
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在 B．要提高检测灵敏度可适当减小高度d
试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 C．如果仅将检测电流反向，电压表的正负接线柱连线位置无需改动
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和
D．当霍尔元件尺寸一定时，电压表示数变大，说明检测电流变小
5．空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系O－xyz，M、N、P为电场中的三个点，
答题卡上的非答题区域均无效。
M点的坐标为(0，a，0)，N点的坐标为(a，0，0)，P点的坐标为(a，a，a)。已知电场方向平行于直线MN，
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
M点电势为0，N点电势为2 V，则P点的电势为( )
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5只有一项是符合题
目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．下列说法正确的是( )
A．氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，电子的轨道半径增大
B．U→Th＋He是核裂变方程，当铀块体积大于临界体积时，才能发生链式反应
A． V B． V C． V D． V
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的强度无关，与照射光的频率成正比
D．α射线是高速运动的氦原子核，能够穿透几厘米厚的铅板 6．在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输
2．甲、乙两车沿同一直线运动，其中甲车以6 m/s的速度做匀速直线运动，乙车做初速度为零的 电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的
匀变速直线运动，它们的位移x随时间t的变化如图所示。已知t＝3 s时，甲、乙图线的斜率相等。下 家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器。
列判断正确的是( ) 某用户工作情况如图所示，忽略变压器电阻，则下列说法正确的是( )
A．最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反 A．现入户电压U 1 ＝150 V，若要稳压源输出电压U 2 ＝225 V，则需调节n 1 ∶n 2 ＝2∶3
B．t＝3 s时，乙车的速度大小为9 m/s B．空调制冷启动时，热水器实际功率降低
C．两车相遇时t＝10 s C．空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
1
D．乙车经过原点（即参照点）时的速度大小为2 m/s D．在用电器正常工作时，若入户电压U 1 减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
3．2020年12月19日，嫦娥五号采集的质量为1731克月壤正式交接，实现了我国首次地外天体
样品储存、分析和研究工作。随着科技的进步，世界各航天强国将相继登月，采样回地球。假设月、地
间距离不变，若干年后( ) 7．如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，
A．月球绕地球周期变大
右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB。小球穿过竖直固定
B．月球绕地球角速度变小
的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h。已知小球在C点时弹性绳的拉
力为mg，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法
C．月球绕地球线速度变小
正确的是( )
封密不订装只卷此
号位座
号场考
号证考准
名姓
级班(5)球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则
可判断球1的质量______球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）。
A．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为mgh
B．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则v＝
C．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为
D．若仅把小球质量变为2m，则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h 10．(10分)兴趣小组同学通过实验研究某电子元件的伏安特性曲线，使用的器材如下：电源、滑动
8．如图所示，在水平线PQ和虚线MO之间存在竖直向下的匀强电场，PQ和MO所成夹角θ＝ 变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
30°，匀强电场的场强为E；MO右侧某个区域存在匀强磁场，磁场的磁感应强度的大小为B，方向垂直
纸面向里，O点在磁场区域的边界上并且存在粒子源，粒子源可发出初速度大小不同的粒子，初速度
的最大值为 ，粒子源发出的所有粒子在纸面内垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线
MO时，速度方向均平行于PQ向左，已知所有粒子的质量均为m、带电量绝对值均为q，不计粒子的
重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
(1)该同学将此电子元件连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于
___________（填“左”或“右”）端。用此实验电路测得不同型号的该电子元件的多组电流和电压
A．粒子可能带负电
值，并由此分别绘出其I－U图像如图乙所示，根据图像可求得型号②元件在电压为0.8 V时的电阻
B．所有粒子从O点到达边界MO的时间相等
值为___________Ω。
C．速度最大的粒子从O点运动至水平线PQ所需的时间为 (2)若导线6断路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，示数会发生明显变化的电表是
___________。
D．匀强磁场区域的最小面积为 (3)拆去导线2，将滑动变阻器调至适当阻值保持不变，接型号①元件时读得电流表的示数为140
mA，改接型号②元件时电流表的示数为160 mA。若该电子元件被短路，则通过电源的电流为
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作
___________mA。（结果保留3位有效数字）
答。第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)
11．(13分)目前无人机得到了广泛的应用，如图所示为送餐无人机，它是一种能够垂直起降的小
(一)必考题(共47分)
型遥控飞行器，无人机（包括外卖）的质量m＝2 kg。若无人机在地面上由静止开始以最大升力竖直向
9．(7分) 利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。
上起飞，经时间t＝4 s时离地面的高度h＝48 m，已知无人机动力系统所能提供的最大升力为36 N，
实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。
假设无人机（包括外卖）运动过程中所受空气阻力的大小恒定，g取10 m/s2。
实验步骤：
(1)测量小球1、2的质量分别为m、m，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水
1 2
平面，如图甲；
(2)将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每
一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连
拍；
(1)求无人机（包括外卖）运动过程中所受空气阻力的大小；
(3)分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹
(2)当无人机悬停在距离地面高度h＝45 m处时，无人机由于信号故障突然失去全部升力，由静
后到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g，碰前球1的动量
止开始竖直坠落，若无人机到达地面时速度刚好减为0，刚开始下落后经多长时间需要立刻恢复最大
大小为_____。若满足关系式______，则验证碰撞中动量守恒；
升力？
(4)与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：______。A．温度越高水的饱和蒸汽压越大
B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水的浮力的缘故
C．晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变
D．气体从外界吸收热量的同时对外界做功，其内能可能增加
E．不可以从单一热源吸收热量，使之完全转换为功
(2)(10分)如图所示的细管各处粗细均匀，其中AC管和BD管竖直且上端封闭、下端与水平管
CDE连通，水平管的右端开口且与大气相通。当光滑轻活塞上不施加外力时，AC、BD两管内被水银
柱封住的理想气体气柱的长度分别为h ＝30 cm、h ＝40 cm，图中其它数据已知为Δh＝10 cm、h＝25
A B
cm，L＝20 cm，外界大气压p＝75 cmHg。现用外力缓慢将活塞向左推动L时，固定住活塞，再将该装
0
12．(19分)如图所示，某生产线圈的厂家通过水平绝缘传送带输送相同的闭合铜线圈，为了检测
置以水平管CDE为轴缓慢转动90°，稳定后，两段气柱的长度h ′和h ′分别是多少？（已知两段气柱
A B
出未闭合的不合格的线圈，让传送带通过一固定的匀强磁场区域，线圈进入磁场前等距离排列，穿过
温度都保持不变）
磁场后根据线圈间的距离的变化，就可以检测出不合格的线圈。已知磁场方向垂直于传送带平面向上，
磁场的磁感应强度大小为B，磁场的左、右边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ的距离为
d。有两个边长均为L（Lm，且M增大时，由二次 【解析】磁场方向垂直于平面向里，粒子要从直线MO进入电场，故粒子只能带正电，A错误；粒
0 0 0
函数单调性可知y变小，则G变小，故D正确。 子的运动轨迹如右图所示，根据粒子的运动轨迹可知粒子从O点到达边界MO粒子做圆周运动转过
4．【答案】B
的角度一样，根据周期公式 可知，粒子从 O点到达边界MO的时间相等，B正确；根据粒子
【解析】检测电流产生的磁场，根据右手螺旋定则判断从下向上穿过霍尔元件，又因为是电子，故
元件正面是负极，背面是正极，N端应接负接线柱，A错误；电流的微观表达式 ，v为自由电 的运动轨迹可知，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运
荷的速度，设产生的磁场为B，在元件中满足 可得，速度 ，即有 ，所 动时间为t。由洛伦兹力提供向心力得qvB＝m，解得 ，粒子在磁场中运动时间 ，粒
1
以 ，故电压与工作电流有关，电压与磁感应强度有关，与检测电流有关，因为检测电流会影
子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ，粒子在磁场中做匀速圆周运动对于的圆心
响磁场，B与I成正比，由 可知，U与d有关，与b无关，D错误，B正确；磁场方向会发生改
角为 ，联立解得 ，设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设
变，根据左手定则，电子受力方向会发生改变，故需要改变，即反接，C错误。
5．【答案】A【解析】(1)滑动变阻器为分压式接法，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于左端，使该元件上电
匀速运动的距离为s，匀速运动的时间为t 由几何关系知 ，则匀速运动的时间为 ，过
2
压为零。根据图像可求得型号②元件在电压为U＝0.8 V时电流为I＝0.16 A，故电阻值为
2 2
MO后粒子做类平抛运动，设运动的为t 3 ，则 ，其中 ，又由题意知 。
(2)若导线6断路，电压表与该元件串联，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流很小，电流表示
，则速度最大的粒子自O点进入磁场至重回水平线POQ所用的时间为t＝t＋t＋t 联立解得
1 2 3
数几乎不变，电压表测的是滑动变阻器左半端分出的电压，故示数会发生明显变化。
(3)设电路其余部分电阻为r，电动势为E，拆去导线2，滑动变阻器变为限流式接法，接型号①元
，C正确；由题意知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，则其飞出磁场的位置均
件时读得电流表的示数I＝140 mA，由乙图可知，电压为U＝1.06 V，由闭合电路欧姆定律可得
1 1
在ON的连线上，故磁场范围的最小面积△S是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积，
，改接型号②元件时电流表的示数I＝160mA，电压为U＝0.8V，由闭合电路欧姆定律
2 2
如下图所示，菁优网扇形OO′N的面积 ，△OO′N的面积 ，则有ΔS
可得 ，联立解得 ， ，若该电子元件被短路，则通过电源的电流为
。
＝S－S′，解得 ，D错误。
11．(13分)
【解析】(1)无人机提供最大升力时，令其向上的加速度为a，根据位移公式
1
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作
解得
答。第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)
令无人机动力系统所能提供的最大升力为F，根据牛顿第二定律
(一)必考题(共47分)
9．(7分) 计算出空气阻力 。
【答案】(3) (4)双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同
(2)令失去动力时的加速度为 ，则
一竖直平面内 (5)小于
令刚开始下落经 时间需要恢复动力，恢复动力时的速度为
【解析】(3)对小球1，根据动能定理得 ，碰前动量为 ，碰
下落的高度为
后小球1、2的速度分别为 ， ，如果动量守恒，则满足 ，
即 。 恢复动力后，令加速度为 ，则
(4)双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内，避免小球做圆锥摆运
动。 从恢复到下落到地面的位移
(5)根据弹性碰撞的特征有 ， ，解得
利用
解得： ， 。
，球1反弹，则说明球1的质量小于球2的质量。
12．(19分)
10．(10分)
【解析】(1)甲右侧边刚进入磁场时产生的电动势E＝BLv
0
【答案】(1)左 5 (2)电压表 (3)222
产生的电流
右侧边所受安培力根据牛顿第二定律得 (二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题
计分)
解得加速度大小为
13．[选修3－3](15分)
方向水平向左。
(1)(5分)
(2)甲进入磁场过程与从磁场穿出过程运动情况相同，在甲刚从磁场中完全穿出又匀加速运动到 【答案】ACD
与传送带的速度相等的过程中，根据动能定理 【解析】温度越高，水的蒸发越厉害，平衡时水蒸气中分子数较多，故水的饱和蒸汽压越大，A正
确；把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水的表面张力的缘故，B错误；晶体在熔化过程
中吸收热量，但温度不变，C正确；气体从外界吸收热量的同时对外界做功，由热力学第一定律可知，
其内能可能增加、可能减小、也可能不变，D正确；不可以从单一热源吸收热量，使之完全转换为功，
解得最小速度
而不引起其他变化，E错误。
若认为进入磁场过程中，甲线圈能达到匀速，解得 。 (2)(10分)
【解析】当光滑轻活塞上不施加外力时，AC管中气体压强
(3)甲从开始穿出磁场到恰好又与传送带的速度相等的过程中，设经历的时间为t，其中线圈穿出
磁场过程经历的时间为t，根据动量定理得
1
体积
其中S为管的内横截面积。
其中安培力的冲量大小
BD管中气体压强
且
体积
用外力缓慢将活塞向左相对于水平管推动L，固定住活塞，再将该装置以水平管CDE为轴缓慢
解得
转动 后，AC管和BD管中气体压强相等，即
乙是不闭合线圈，故穿入、穿出磁场过程其运动不受影响，则最终甲和乙之间的距离的改变量
两气柱的长度满足
。
两部分气体体积分别为 ，
(4)解法一：
AC管中气体在此过程中发生等温变化，由波意耳定律可得
甲在穿入和穿出磁场的过程受到皮带的摩擦力作用的时间内，皮带的位移为：
类似地，对于BD管中气体
联立，可解得 ， ，
根据功能关系，甲和传送带因磁场的影响会额外至少产生的热量
14．[选修3－4](15分)
(1)(5分)
【答案】BDE
解法二：
【解析】小灯泡发出的光有多种不同的频率，由干涉的条件可知，两个完全相同的小灯泡发出的
光相遇时，不一定可以发生干涉，A错误；在太阳光的照射下，油膜上下表面反射光在上表面发生叠
摩擦生热
加，呈现彩色条纹，是光的干涉现象，B正确；荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光全反
甲线圈在穿入和穿出磁场的过程受到的摩擦力对甲做功与甲克服安培力做功值相等因此全过程 射形成的，C错误；在杨氏双缝实验中，根据公式Δx＝λ，如果仅把红光改成绿光，则波长变短，导致屏
中焦耳热
上的条纹间距将减小，D正确；眼睛紧贴两支夹紧的铅笔形成的狭缝，让狭缝与日光灯管平行，观察
到彩色条纹，这属于光的衍射现象，E正确。
(2)(10分)
故，甲和传送带因磁场的影响会额外至少产生的热量 。
【解析】(i)若波沿x轴正方向传播，设波速为v，在Δt＝0.2s内传播距离为Δx，周期为T，波长为λ
1
＝2.0m，则有Δx＝(nλ＋1.5）m＝(2n＋1.5）m（n＝0，1，2，3，……）
1
又Δx＝vΔt，
1
解得 （n＝0，1，2，3，……）
当n＝0时，周期最大，设为T ，则 s。
m
(ii)若波速v＝17.5 m/s，设Δt＝0.2s内传播距离为Δx，则有Δx＝vΔt＝3.5m＝λ＋λ
2 2
所以波沿x轴正方向传播。
