广西省河池市2021届新高考第三次质量检测物理试题含解析
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广西省河池市2021届新高考第三次质量检测物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图所示，强度足够的、不可伸长的轻线一端系着一个小球p，另一端套在图钉A上，图钉A正上方有距它h的图钉B，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a的匀速圆周运动。现拔掉图钉A，则
A．小球继续做匀速圆周运动
B．小球做远离O的曲线运动，直到被图钉B拉住时停止
C．小球做匀速直线运动，直到被图钉B拉住时再做匀速圆周运动
D．不管小球做什么运动，直到被图钉B拉住时小球通过的位移为h
【答案】C
【解析】
【详解】
ABC.拔掉钉子A后，小球沿切线飞出，做匀变速直线运动，知道线环被钉子B套住，之后细线的拉力提供向心力，小球再做匀速圆周运动，故C正确，AB错误。
D,知道线环被钉子B套住前，匀速运动的位移为2222sahaahh，故D错误。
2．如图，两光滑导轨竖直放置，导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆ab与导轨垂直且接触良好，导轨上端接有电阻R（其他电阻不计）。将金属杆ab从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放（ ）
A．金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大
B．金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小
C．金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等
D．金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等 【答案】D
【解析】
【详解】
AB．由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系，所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力
22BLvmgR
则有
22BLvmgmaR
且加速度方向向上，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力
22BLvmgR
则有
22BLvmgmaR
且加速度方向向下，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力
22=BvLRmg
则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变，故A、B错误；
C．根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功，由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系，所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系，故故C错误；
D．若金属杆进入磁场时其所受安培力
22BLvmgR
则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动，出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动，所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等，故D正确。
故选D。
3．物体做竖直上抛运动：v表示物体的瞬时速度，a表示物体的加速度，t表示物体运动的时间，h代表其离抛出点的高度，Ek代表动能，Ep代表势能，以抛出点为零势能面．下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】
【分析】
竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，物体运动过程中机械能守恒．根据运动学公式列出v与t的关系式，根据机械能守恒定律得出物体的动能与高度的关系式．再选择图象．
【详解】
AB．物体做竖直上抛运动，只有重力，加速度等于g，保持不变，所以a﹣t图象是平行于时间轴的直线，取竖直向上为正方向，则竖直上抛运动可看成一种匀减速直线运动，速度与时间的关系为
v=v0﹣gt
v﹣t图象是一条向下倾斜的直线，AB不符合题意；
C．以抛出点为零势能面，则物体的重力势能为
Ep=mgh
则Ep﹣h图象是过原点的直线，C符合题意；
D．根据机械能守恒定律得：
mgh+Ek=12mv02
得
Ek=12mv02﹣mgh
可见Ek与h是线性关系，h增大，Ek减小，Ek﹣h图象是向下倾斜的直线．D不符合题意。
故选C。
4．一质点在做匀变速直线运动，依次经过ABCD、、、四点。已知质点经过AB段、BC段和CD段所需的时间分别为t、2t、3t，在AB段和CD段发生的位移分别为1x和2x，则该质点运动的加速度为（ ）
A．212xxt B．2126xxt C．212312xxt D．212318xxt
【答案】C 【解析】
【分析】
【详解】
设A点的速度为v，由匀变速直线运动的位移公式有
2112xvtat
2213332xvattat
联立解得
212312xxat
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．太阳释放的巨大能量来源于核聚变。一个氘核与一个氚核聚变成一个氦核的同时释放出一个中子，若氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为1234mmmm、、和，真空中的光速为c，那么一个氘核和一个氚核发生核聚变时，释放的能量是（ ）
A．2123mmmc（） B．21234mmmmc（）
C．123mmmc（） D．1234mmmmc（）
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
核反应方程为23411120H+HHe+n，故反应前后质量损失为
1234mmmmm
根据质能方程可得放出的能量为
212342mmEmmcmc
故B正确ACD错误。
故选B。
6．一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（ ）
A．气体的内能一定增加
B．外界一定对气体做功
C．气体一定从外界吸收热量
D．气体分子的平均动能可能不变 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误；
BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。
故选A.
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．若取无穷远处分子势能为零，当处于平衡状态的两分子间距离为r0时，下列说法正确的是（ ）
A．分子势能最小，且小于零
B．分子间作用力的合力为零
C．分子间引力和斥力相等
D．分子间引力和斥力均为零
E.分子势能大于零
【答案】ABC
【解析】
【详解】
AE．分子势能与间距r的关系图，如图所示
由图可知当两分子的间距为r0时，分子势能最小，且小于零，故A正确，E错误；
BCD．当两分子的间距为r0时，分子间引力与斥力大小相等，方向相反，则合力为零，但是分子间引力和斥力的大小均不零，故BC正确，D错误。
故选ABC。
8．如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒b稳定时的速度大小为013v
B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为023mvBd
C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为022RmvBd
D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为2049mv
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．对金属棒a、b分别由动量定理可得
0222BIdtmvmv，BIdtmv
联立解得
0mvmvmv
两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则
2BdvBdv
即
2vv
则
013vv，023vv
A错误；
B．在金属棒b加速运动的过程中，有
BIdtmv
即
023Bqdmv
解得
023mvqBd
B正确； C．根据法拉第电磁感应定律可得
33EBSqIttRRR总
解得
022RmvSBd
C正确；
D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热
2222001112222223Qmvmvmvmv
则金属棒a产生的焦耳热
202439QQmv
D正确。
故选BCD。
9．如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是( )
A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0
B．三角形A′B′C′的边长可以为23a
C．粒子的速度大小为0Bqam
D．粒子再次回到D点所需的时间为73mBq
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；
