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【解析】位移时间图像的斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运
（新高考）2020-2021 学年下学期高三 5 月月考卷
动方向相同，A错误；乙车做初速度为零的匀变速直线运动，t＝3 s时，甲、乙图线的斜率相等，所以t
＝3 s时乙的速度是6 m/s，B错误；乙的加速度 ，设过t 两车相遇 物 理 （B） 1
，解得t＝10 s，C正确；根据v2－0＝2ax，乙经过原点时的速度大小为
1
注意事项：
，D错误。
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
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
在答题卡上的指定位置。
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
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
间距离不变，若干年后( )
试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
A．月球绕地球周期变大
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
B．月球绕地球角速度变小
答题卡上的非答题区域均无效。
C．月球绕地球线速度变小
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
D．月球受到地球的引力变小
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 【答案】D
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。 【解析】根据地球对月球的万有引力提供向心力，有G＝m＝mω2r＝mr，可得v＝，ω＝，T＝2π。因
1．下列说法正确的是( ) 采样回地球，则地球的质量M变大，而月地间距离 不变，月球的公转周期变小，故A错误；地球的质
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 量M变大，而月地间距离r不变，月球的角速度变大，故B错误；地球的质量M变大，而月地间距离
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 不变，月球的线速度变大，故C错误；因地球的质量M变大，月球的质量变小，而月地间距离 不变，
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 月地的总质量M 0 ＝M＋m不变，设y＝Mm＝M(M 0 －M)＝－M2＋M 0 M，而M>m，且M增大时，由二次
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
函数单调性可知y变小，则G变小，故D正确。
【答案】A
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
【解析】根据波尔理论，氢原子的核外电子从低能级跃迁到高能级时，要吸收光子，电子的轨道半
径增大，A正确；U→Th＋He方程是衰变方程，B错误；根据光电效应方程，光电子的最大初动能为 通一恒定工作电流I，下列说法正确的是( )
E ＝hν－W，不是与频率v成正比，C错误；α射线是高速运动的氦原子核，但是不能穿透铅板，D错
km 0
误。
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
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
A．N端应与电压表的正极相连
列判断正确的是( )
B．要提高检测灵敏度可适当减小高度d
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
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
【答案】B
【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
A．最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反
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
B．t＝3 s时，乙车的速度大小为9 m/s
C．两车相遇时t＝10 s
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
1
D．乙车经过原点（即参照点）时的速度大小为2 m/s
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
【答案】C
封密不订装只卷此
号位座
号场考
号证考准
名姓
级班的杆，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
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
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
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。 正确的是( )
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，
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，
M点电势为0，N点电势为2 V，则P点的电势为( )
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
A． V B． V C． V D． V 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
【答案】BC
【答案】A
【解析】设小球向下运动到某一点E时，如图所示，弹性绳伸长量为BE＝x，BC＝x，弹性绳劲度
0
【解析】电场强度 ，电场线与等势面垂直，可得 ， 点与 系数为k，∠BEC＝θ，则弹力为kx，弹力沿水平方向的分力为kxsin θ＝kx＝mg，故在整个运动过程中，
0
小球受到的摩擦力恒为μ·mg＝mg，从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为mgh，A错误；若
Q点H点在同一等势面上，则有 ， ，解得 所以A正 在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则小球从C点到D点，再从D点返回C点的过
程中，根据功能关系可知，克服摩擦力做的功等于在D点给小球的动能，即mgh×2＝mv2，解得v＝，B
确；BCD错误。
正确；从C点到D点的过程，小球质量为m时，有mgh－W －mgh＝0，小球质量为2m时，有2mgh－
弹
W －mgh＝2×mv2，v＝，C正确；由于弹性绳的弹力在竖直方向的分力越来越大，则小球向下运动到
弹 1 1
速度为零时的位置与C点的距离应小于2h，D错误。
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
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
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。
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( )
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＝
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
A．现入户电压U＝150 V，若要稳压源输出电压U＝225 V，则需调节n∶n＝2∶3 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
1 2 1 2
B．空调制冷启动时，热水器实际功率降低 重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
C．空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
D．在用电器正常工作时，若入户电压U 减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
1
【答案】ABD
【解析】变压器有＝，则n∶n＝2∶3，选项A正确；空调启动时电流增大，导线电阻分压增加，导
1 2 A．粒子可能带负电
线电阻耗能升高，热水器电压降低，功率降低，选项B正确、C错误；输出功率不变，输入电流大幅增
B．所有粒子从O点到达边界MO的时间相等
加，输电线路损耗更大（危险），用户电压降低，选项D正确。
C．速度最大的粒子从O点运动至水平线PQ所需的时间为
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，
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(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
D．匀强磁场区域的最小面积为
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
【答案】BC 拍；
【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 (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
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 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
大小为_____。若满足关系式______，则验证碰撞中动量守恒；
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
(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：______。
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 (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”）。
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
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
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
【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
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
一竖直平面内 (5)小于
MO后粒子做类平抛运动，设运动的为t，则 ，其中 ，又由题意知
3 【解析】(3)对小球1，根据动能定理得 ，碰前动量为 ，碰
，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 1 ＋t 2 ＋t 3 联立解得 后小球1、2的速度分别为 ， ，如果动量守恒，则满足 ，
即 。
，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
(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
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， 动。
如下图所示，菁优网扇形OO′N的面积 ，△OO′N的面积 ，则有ΔS (5)根据弹性碰撞的特征有 ， ，解得
＝S－S′，解得 ，D错误。 ，球1反弹，则说明球1的质量小于球2的质量。
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
变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
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
答。第13题～第14题为选考题，考生根据要求做答)
(一)必考题(共47分)
9．(7分) 利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。
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。
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)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
1 2
平面，如图甲； ___________（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
计算出空气阻力 。
值为___________Ω。
(2)令失去动力时的加速度为 ，则
(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
___________。
令刚开始下落经 时间需要恢复动力，恢复动力时的速度为
(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
下落的高度为
___________mA。（结果保留3位有效数字）
【答案】(1)左 5 (2)电压表 (3)222
恢复动力后，令加速度为 ，则
【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
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 从恢复到下落到地面的位移
。
利用
(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
解得： ， 。
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。
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
(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
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
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
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
，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 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
2 2
d。有两个边长均为L（L
