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所属成套资源：2021-2022学年高三物理上学期期末测试卷（含答案）
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广东省华南师大附中、实验中学、广雅中学、深圳中学2021届高三上学期期末联考试题+物理+含答案
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这是一份广东省华南师大附中、实验中学、广雅中学、深圳中学2021届高三上学期期末联考试题+物理+含答案，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
华附、省实、广雅、深中 2021 届高三四校联考
物理试题
满分 100 分，考试时间 75 分钟
命题学校：华南师范大学附属中学定稿人：李老师
注意事项：
答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、考号、座位号等相关信息填写在 答题卡指定区域内，并用 2B 铅笔填涂相关信息。
选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上 ；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
考生必须保持答题卡的整洁。
第Ⅰ卷（共 46 分）
一、选择题：本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，每小题 4
分；第 8~10 题有多项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
下列说法正确的是（）
汤姆生通过 α 粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射 6 种不同频率的光子
光电效应实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程 D．重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
9256360
235 U 141 Ba 92 Kr 21 n
体育器材室里，篮球静止摆放在如图所示的由细杆组成的水平球架上，则（ ）
A．球架对篮球的作用力与篮球受到的重力平衡B．球架对篮球的支持力与篮球对球架的压力相同
C．篮球与球架间没有相对运动，所以篮球一定没有受到摩擦力作用D．猛地向右推动球架，篮球会相对球架向右滚动
一个质点从静止开始做匀加速直线运动，它在第 3s 内与第 6s 内通过的位移之比为 x 1∶x 2，通过第 3
个 1m 与通过第 6 个 1 m 时的平均速度之比为 v 1∶v 2，则（ ）
A．x1∶x 2＝1∶4B．x 1∶x 2＝5∶11
C．v1∶v 2＝1∶√2D．v 1∶v 2＝√3∶√6
我国探月工程“绕、落、回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实。返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度 约为 200 公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移。如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为?0，探测器在圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A 点．点火变轨进入椭圆
轨道Ⅱ，B 点为轨道Ⅱ上的远月点．下列判断正确的是（ ）
A．探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为? = 2?√?0?
B．探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力不大于在轨道Ⅰ运动时受到的月球引力C．探测器从A 到B 运行的过程中机械能减小
D．在A 点变轨时，只要令探测器的速度大小增加，就一定能进入与轨道Ⅰ相切的椭圆轨道
如图，在等边三角形 abc 的中心 O 处有一带正电的点电荷，d 为 ac 边的中点，则在该点电荷产生的电场中（）
a、b、c 点的电场强度相同
a、c、d 点的电势差满足 Uad＝Udc
电子在 a 点时的电势能小于在 b 点的电势能
电子在 a 点时的电势能大于在 d 点的电势能
如图所示，半径为 r 的光滑圆形导体框架，直径刚好位于有界匀强磁场的边界上。导体杆 Oa 在外力作用下，绕 O 轴在磁场中以角速度 ω 顺时针方向匀速转动，磁场的磁感应强度为 B， 阻值为 R 的电阻两端 cd 通过导线与杆两端 O、a 分别连接，导体杆、导线和框架电阻不计，则（ ）
导体杆在磁场中转动时，电阻上的电流方向为 c → d
导体杆在磁场中转动时，产生的电动势大小为 ???2
导体杆转动一周，外力做的功为 ???2?4
4?
导体杆在磁场中转动时，外力的大小应为 ??2?3
2?
如图甲所示，理想变压器原线圈匝数 n1 = 200 匝，副线圈匝数 n2 = 100 匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻 R 的阻值均为 125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为 100Hz B．电压表的示数为 250V
电流表的示数为 0.25A
每个电阻 R 两端电压最大值为125 2V
下列说法错．误．的是（ ）
A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定是变力 B．做匀速圆周运动的物体，受到的合外力可能是恒力C．忽略重力的带电粒子，在磁场中一定做曲线运动D．忽略重力的带电粒子，在电场中可能做直线运动
如图所示，内阻为 r、电动势为 E 的电源，与灯泡 L，电阻 R，以及电容器 C 连接成电路，开始时开关 S 断开，则开关闭合电路稳定后，与开始时相
如图所示，斜劈固定在水平地面上，斜面上 O 点以上光滑，O 点及以下粗糙，一轻弹簧下端固定在挡板上，上端自然伸长到 O 点；小物块 M 紧靠弹簧上端恰好静止于 O 点，与 M 完全一样的小物块N 从P 点由静止释放，两小物块在 O 点发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两小物块均可视为质点，则（ ）
小物块N 在碰撞前的运动过程中处于失重状态
全过程两小物块组成的系统动量守恒
小物块 M 第一次从最低点返回到 O 点的过程中，到达 O 点时的速度最大
碰后小物块M 从 O 点运动到最低点的过程中,其重力势能的减少量等于与斜面间因摩擦而产生的热量
第Ⅱ卷（54 分）
二、非选择题：11~12 为实验题，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程；13~14 为计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。15~16 题为选考题，根据要求作答。
（一）必考题：共 42 分
（6 分）用如图所示的实验装置进行实验。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量。
所用的打点计时器在纸带上直接记录的是物体运动过程的 (填“位 置”或“位移”)；通过打点的数量，可以计算运动过程的 _，它所接电源为 电源(填“直流”或“交流”)。
比，（ ）
A．电容器上电量增大
B．灯泡 L 变暗
C．电源效率减小
D．电源内阻的热功率增大
利用这个装置可以测量重锤下落的加速度 a 的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A、B、C、D、E，测出 A 距起始点 O 的距离为 s0，点 AC 间的距离为 s1，点 CE 间的距离为s2，使用的交流电的频率为 f，选用这些条件写出重锤下落的加速度 a＝ ．
（10 分）物理兴趣小组的同学拿到一根陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，（电阻膜均匀布满圆柱体的外侧面），管的两端有导电箍 M、N，如下左图。该电阻的长度看作等于陶瓷管的长度。已知所用电阻膜材料的电阻率为 ρ。他们通过实验测量该陶瓷管上电阻膜的厚度 d，使用的器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（量程 3V，内阻约为 3kΩ）、电流表（量程 0.6mA，内阻约为 1Ω）、电池组（电动势为 3V）、滑动变阻器、电键和导线。请帮助他们解决实验过程中的以下问题：
用螺旋测微器测量陶瓷管的外径 D，示数如下中图，则 D = mm。
根据实验目的，在方框中画出合适的实验电路图（陶瓷管的电阻 Rx≈5kΩ，滑动变阻器的总阻值为 50Ω）。
除了测量出陶瓷管的外径 D 和长度为 L 外，还需要测量直接测量的物理量及其符号为：
、 。
用（3）中给定的物理量符号，写出计算电阻膜厚度的表达式为：d= 。
13．（12 分）随着冬天的来临，虽然我国的新冠病毒疫情已经被控制得非常好，但人们仍然不敢大意，大家勤洗手，常戴口罩，减少不必要的接触。在广州市的餐馆里，出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，他们担负起送餐的职责。送餐时，餐盘被放在水平托盘中央，边缘不与护栏接触。某时刻， 天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美，在得到送餐指令后，沿预定的路径开始做加速 度大小为 a1 的匀加速直线运动，当他的速度大小为 v =1m/s 时，他发现正前方不远处站着一位顾客，于是立即制动做匀减速直线运动，在顾客前及时停下。若减速运动的加速度大小 a2 = 2 a1，小美运动的总时间为 t =3s。（不考虑反应时间，重力加速度 g 取 10m/s2。）求：
小美减速运动的时间 t2；
为使制动时，餐盘不会与水平托盘发生相对滑动，餐盘与托盘间的静摩擦系数 μ 至少为多少？
（静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。）
（14 分）如图所示，质量为 m 的“匚”型金属导轨 abcd，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为 L，长为 2L，cd 部分的电阻为 R，bc 和 ad 部分电阻不计，P、P′分别为 bc 和 ad 的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。一质量为 m、长为 L、电阻为R 的金属棒 MN 以速度 v 从 ab 端滑上导轨，并最终在 PP′处与导轨相对静止。已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，整个过程金属棒和导轨接触良好。求：
MN 刚滑上导轨时，金属导轨的加速度 a 的大小；
整个过程金属棒上产生的焦耳热 Q；
金属棒从滑上导轨到刚与导轨相对静止所经历的时间 t。
（二）选考题：共 12 分。请考生从两道题中任选一题作答。
【物理选修 3-3】
（1）（4 分）下列说法正确的是 。（双选）
晶体在熔化过程中，内能增加
热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律C．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
D．悬浮在水中的花粉做布朗运动，花粉颗粒越大，布朗运动就越明显
（2）（8 分）如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管（容积可忽略）连通， A、B 的顶部各有一阀门 K1、K2，B 内有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，两个阀门均打开，活塞在汽缸 B 的底部。然后关闭 K2，通过 K1 给汽缸A 缓慢充气，直至汽缸B 中的活塞，到达汽缸内一半高度的位置时，关闭 K1。已知大气压强为 p0，汽缸导热良好。求：
①此时汽缸B 中气体的压强 p1 ；
②接着关闭 K1，打开 K2，通过计算判断，系统稳定时，活塞能否上升到气缸B 的顶部。
【物理选修 3-4】
（1）（4 分）一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，波的周期为 0.4s，某时刻的波形如图所示．则下列说法正确的是 。（双选）
该波的波速为 20m/s
该波的波长为 10m
此时刻，质点 P 向上运动
此时刻，质点 Q 向上运动
（2）（8 分）如图所示，直角三角形 ABC 是某三棱镜的横截面，其中∠? = 60°。三棱镜折射率为2√3，一
3
细束单色光从 AC 边上的 D 点射入棱镜，入射角的正弦值为√3，D、C 两点间距离为 10cm。单色光从 D
3
点进入棱镜后折射光线与 BC 边交于 E 点（图中未画出，已知光在真空中的速度为? = 3 × 108m/s），求：
① 单色光从 D 点入射到 E 点所用的时间（计算结果可保留分式和根式）；
② 通过计算说明，该单色光能否从 E 点射出三棱镜。
华附、省实、广雅、深中 2021 届高三四校联考
物理参考答案及评分标准
11. （1）位置 时间交流（对一空 2 分，对两空 3 分，全对 4 分）
(s s ) f 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
A
B
B
D
C
C
ABC
CD
AD
（2）
a 21（2 分）
4
12. （1）3.373（2 分） （2）如右图（2 分）
（3）电压表读数 U；电流表读数 I（每空 2 分） （4）? = ???
???
（2 分）
13.（12 分）解：（1）设加速过程的加速度为 a1，减速过程的加速度为a2 ，
加速和减速的时间分别为 t1、 t2 ， 则 ? = ?1?1（2 分）
? = ?2?2（1 分）
t1+t2＝t（1 分） 解得t2＝1s（2 分）
（2） 由 于 ?
= ? 解 得 ?
= 1m/s2（1 分）
2?22
制动时，餐盘不相对支架滑动，设餐盘质量为 M，最大静摩擦力为 f,
则? = ??2（2 分）
又? = ???（2 分） 解得? = 0.1（1 分）
2121?
14. （14 分）（1）?2?2?； （ ） ?? − ????； （3）
− ?2?3
+ ??
2??82
2??
2????
解：（1）根据电磁感应定律可知，金属棒刚滑上导轨时，产生的电动势为 ? = ???（1 分）
根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流为? = ?
2?
（1 分）
对金属导轨：??? + ??? = ??（1 分）
解得金属导轨的加速度大小? = ?2?2? + ??（1 分）
2??
（2）设金属棒和导轨相对静止时的共同速度为 vt，
由动量守恒定律可知?? = 2???（1 分）
1212
根据能量守恒定律2? + ???? = ??
2
− 2 2???
（2 分）
联立解得? =
1 ??2
8
− 1 ????（1 分）
2
（3）以金属棒为研究对象，由动量定理可知 ?安 + ?? = ??? − ??（1 分） 摩擦力的冲量?? = −????（1 分）
安培力的冲量? 安 = −????（1 分）
又有? = ?
2?
= ??
2??
（1 分）
磁通量的变化量为?? = ??2（1 分）
联立解得? = ?
2??
− ?2?3 2????
（1 分）
15. （1）AC（2）① 2p0；②活塞会上升到 B 的顶部。
（2）① 阀门均打开时，汽缸B 中的气体压强为 p0，体积为 V。
活塞至汽缸中半高位置时，B 中的气体压强设为 p1，体积为?1
= ?
2
（1 分）
依题意经历等温过程，由玻意耳定律得 p0V = p1V1（1 分）
解得p1＝2p0（1 分）
②活塞至汽缸中半高位置时，A 中的气体压强 pA＝p1，体积为??
= ? + ?（2 分）
2
系统稳定时，A 中的气体压强 p2＝p0，体积设为 V2
由玻意耳定律得pAVA ＝ p2V2（1 分 ） 解得 V2＝3V（1 分）
由于 V2 > 2V， 所以活塞会上升到 B 的顶部（1 分）
16.（1）AC（2）①2√3 × 10−9s； ②光束不能从 E 点射出三棱镜。
9
①光路如图所示，根据 ??? ? = ? ??? ?（1 分） 解得? = 30°，（1 分）
又∠? = 30°，由几何关系可得∠??? = 30°，可得△ ???是等腰三角形
光在介质中的速度为 ? = ?
?
单色光从入射到 E 点所用的时间 ? = ?? = ??
（1 分）
（1 分）
??
解 得 t =2√3 × 10−9s（1 分）
9
② 由几何关系知光束在 E 点的入射角为α＝60°（1 分）
临 界 角 C 满 足 ??? ? = 1
?
（1 分）
解得? = 60°,所以光束在 E 点发生全反射，不能从 E 点射出三棱镜.（1 分）
华附、省实、广雅、深中 2021 届高三四校联考
物理试题
满分 100 分，考试时间 75 分钟
命题学校：华南师范大学附属中学定稿人：李老师
注意事项：
答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、考号、座位号等相关信息填写在 答题卡指定区域内，并用 2B 铅笔填涂相关信息。
选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上 ；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
考生必须保持答题卡的整洁。
第Ⅰ卷（共 46 分）
一、选择题：本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，每小题 4
分；第 8~10 题有多项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
下列说法正确的是（）
汤姆生通过 α 粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射 6 种不同频率的光子
光电效应实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程 D．重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
9256360
235 U 141 Ba 92 Kr 21 n
体育器材室里，篮球静止摆放在如图所示的由细杆组成的水平球架上，则（ ）
A．球架对篮球的作用力与篮球受到的重力平衡B．球架对篮球的支持力与篮球对球架的压力相同
C．篮球与球架间没有相对运动，所以篮球一定没有受到摩擦力作用D．猛地向右推动球架，篮球会相对球架向右滚动
一个质点从静止开始做匀加速直线运动，它在第 3s 内与第 6s 内通过的位移之比为 x 1∶x 2，通过第 3
个 1m 与通过第 6 个 1 m 时的平均速度之比为 v 1∶v 2，则（ ）
A．x1∶x 2＝1∶4B．x 1∶x 2＝5∶11
C．v1∶v 2＝1∶√2D．v 1∶v 2＝√3∶√6
我国探月工程“绕、落、回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实。返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度 约为 200 公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移。如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为?0，探测器在圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A 点．点火变轨进入椭圆
轨道Ⅱ，B 点为轨道Ⅱ上的远月点．下列判断正确的是（ ）
A．探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为? = 2?√?0?
B．探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力不大于在轨道Ⅰ运动时受到的月球引力C．探测器从A 到B 运行的过程中机械能减小
D．在A 点变轨时，只要令探测器的速度大小增加，就一定能进入与轨道Ⅰ相切的椭圆轨道
如图，在等边三角形 abc 的中心 O 处有一带正电的点电荷，d 为 ac 边的中点，则在该点电荷产生的电场中（）
a、b、c 点的电场强度相同
a、c、d 点的电势差满足 Uad＝Udc
电子在 a 点时的电势能小于在 b 点的电势能
电子在 a 点时的电势能大于在 d 点的电势能
如图所示，半径为 r 的光滑圆形导体框架，直径刚好位于有界匀强磁场的边界上。导体杆 Oa 在外力作用下，绕 O 轴在磁场中以角速度 ω 顺时针方向匀速转动，磁场的磁感应强度为 B， 阻值为 R 的电阻两端 cd 通过导线与杆两端 O、a 分别连接，导体杆、导线和框架电阻不计，则（ ）
导体杆在磁场中转动时，电阻上的电流方向为 c → d
导体杆在磁场中转动时，产生的电动势大小为 ???2
导体杆转动一周，外力做的功为 ???2?4
4?
导体杆在磁场中转动时，外力的大小应为 ??2?3
2?
如图甲所示，理想变压器原线圈匝数 n1 = 200 匝，副线圈匝数 n2 = 100 匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻 R 的阻值均为 125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为 100Hz B．电压表的示数为 250V
电流表的示数为 0.25A
每个电阻 R 两端电压最大值为125 2V
下列说法错．误．的是（ ）
A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定是变力 B．做匀速圆周运动的物体，受到的合外力可能是恒力C．忽略重力的带电粒子，在磁场中一定做曲线运动D．忽略重力的带电粒子，在电场中可能做直线运动
如图所示，内阻为 r、电动势为 E 的电源，与灯泡 L，电阻 R，以及电容器 C 连接成电路，开始时开关 S 断开，则开关闭合电路稳定后，与开始时相
如图所示，斜劈固定在水平地面上，斜面上 O 点以上光滑，O 点及以下粗糙，一轻弹簧下端固定在挡板上，上端自然伸长到 O 点；小物块 M 紧靠弹簧上端恰好静止于 O 点，与 M 完全一样的小物块N 从P 点由静止释放，两小物块在 O 点发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两小物块均可视为质点，则（ ）
小物块N 在碰撞前的运动过程中处于失重状态
全过程两小物块组成的系统动量守恒
小物块 M 第一次从最低点返回到 O 点的过程中，到达 O 点时的速度最大
碰后小物块M 从 O 点运动到最低点的过程中,其重力势能的减少量等于与斜面间因摩擦而产生的热量
第Ⅱ卷（54 分）
二、非选择题：11~12 为实验题，把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程；13~14 为计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。15~16 题为选考题，根据要求作答。
（一）必考题：共 42 分
（6 分）用如图所示的实验装置进行实验。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量。
所用的打点计时器在纸带上直接记录的是物体运动过程的 (填“位 置”或“位移”)；通过打点的数量，可以计算运动过程的 _，它所接电源为 电源(填“直流”或“交流”)。
比，（ ）
A．电容器上电量增大
B．灯泡 L 变暗
C．电源效率减小
D．电源内阻的热功率增大
利用这个装置可以测量重锤下落的加速度 a 的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A、B、C、D、E，测出 A 距起始点 O 的距离为 s0，点 AC 间的距离为 s1，点 CE 间的距离为s2，使用的交流电的频率为 f，选用这些条件写出重锤下落的加速度 a＝ ．
（10 分）物理兴趣小组的同学拿到一根陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，（电阻膜均匀布满圆柱体的外侧面），管的两端有导电箍 M、N，如下左图。该电阻的长度看作等于陶瓷管的长度。已知所用电阻膜材料的电阻率为 ρ。他们通过实验测量该陶瓷管上电阻膜的厚度 d，使用的器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（量程 3V，内阻约为 3kΩ）、电流表（量程 0.6mA，内阻约为 1Ω）、电池组（电动势为 3V）、滑动变阻器、电键和导线。请帮助他们解决实验过程中的以下问题：
用螺旋测微器测量陶瓷管的外径 D，示数如下中图，则 D = mm。
根据实验目的，在方框中画出合适的实验电路图（陶瓷管的电阻 Rx≈5kΩ，滑动变阻器的总阻值为 50Ω）。
除了测量出陶瓷管的外径 D 和长度为 L 外，还需要测量直接测量的物理量及其符号为：
、 。
用（3）中给定的物理量符号，写出计算电阻膜厚度的表达式为：d= 。
13．（12 分）随着冬天的来临，虽然我国的新冠病毒疫情已经被控制得非常好，但人们仍然不敢大意，大家勤洗手，常戴口罩，减少不必要的接触。在广州市的餐馆里，出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，他们担负起送餐的职责。送餐时，餐盘被放在水平托盘中央，边缘不与护栏接触。某时刻， 天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美，在得到送餐指令后，沿预定的路径开始做加速 度大小为 a1 的匀加速直线运动，当他的速度大小为 v =1m/s 时，他发现正前方不远处站着一位顾客，于是立即制动做匀减速直线运动，在顾客前及时停下。若减速运动的加速度大小 a2 = 2 a1，小美运动的总时间为 t =3s。（不考虑反应时间，重力加速度 g 取 10m/s2。）求：
小美减速运动的时间 t2；
为使制动时，餐盘不会与水平托盘发生相对滑动，餐盘与托盘间的静摩擦系数 μ 至少为多少？
（静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。）
（14 分）如图所示，质量为 m 的“匚”型金属导轨 abcd，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为 L，长为 2L，cd 部分的电阻为 R，bc 和 ad 部分电阻不计，P、P′分别为 bc 和 ad 的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。一质量为 m、长为 L、电阻为R 的金属棒 MN 以速度 v 从 ab 端滑上导轨，并最终在 PP′处与导轨相对静止。已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，整个过程金属棒和导轨接触良好。求：
MN 刚滑上导轨时，金属导轨的加速度 a 的大小；
整个过程金属棒上产生的焦耳热 Q；
金属棒从滑上导轨到刚与导轨相对静止所经历的时间 t。
（二）选考题：共 12 分。请考生从两道题中任选一题作答。
【物理选修 3-3】
（1）（4 分）下列说法正确的是 。（双选）
晶体在熔化过程中，内能增加
热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律C．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
D．悬浮在水中的花粉做布朗运动，花粉颗粒越大，布朗运动就越明显
（2）（8 分）如图，容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管（容积可忽略）连通， A、B 的顶部各有一阀门 K1、K2，B 内有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，两个阀门均打开，活塞在汽缸 B 的底部。然后关闭 K2，通过 K1 给汽缸A 缓慢充气，直至汽缸B 中的活塞，到达汽缸内一半高度的位置时，关闭 K1。已知大气压强为 p0，汽缸导热良好。求：
①此时汽缸B 中气体的压强 p1 ；
②接着关闭 K1，打开 K2，通过计算判断，系统稳定时，活塞能否上升到气缸B 的顶部。
【物理选修 3-4】
（1）（4 分）一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，波的周期为 0.4s，某时刻的波形如图所示．则下列说法正确的是 。（双选）
该波的波速为 20m/s
该波的波长为 10m
此时刻，质点 P 向上运动
此时刻，质点 Q 向上运动
（2）（8 分）如图所示，直角三角形 ABC 是某三棱镜的横截面，其中∠? = 60°。三棱镜折射率为2√3，一
3
细束单色光从 AC 边上的 D 点射入棱镜，入射角的正弦值为√3，D、C 两点间距离为 10cm。单色光从 D
3
点进入棱镜后折射光线与 BC 边交于 E 点（图中未画出，已知光在真空中的速度为? = 3 × 108m/s），求：
① 单色光从 D 点入射到 E 点所用的时间（计算结果可保留分式和根式）；
② 通过计算说明，该单色光能否从 E 点射出三棱镜。
华附、省实、广雅、深中 2021 届高三四校联考
物理参考答案及评分标准
11. （1）位置 时间交流（对一空 2 分，对两空 3 分，全对 4 分）
(s s ) f 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
A
B
B
D
C
C
ABC
CD
AD
（2）
a 21（2 分）
4
12. （1）3.373（2 分） （2）如右图（2 分）
（3）电压表读数 U；电流表读数 I（每空 2 分） （4）? = ???
???
（2 分）
13.（12 分）解：（1）设加速过程的加速度为 a1，减速过程的加速度为a2 ，
加速和减速的时间分别为 t1、 t2 ， 则 ? = ?1?1（2 分）
? = ?2?2（1 分）
t1+t2＝t（1 分） 解得t2＝1s（2 分）
（2） 由 于 ?
= ? 解 得 ?
= 1m/s2（1 分）
2?22
制动时，餐盘不相对支架滑动，设餐盘质量为 M，最大静摩擦力为 f,
则? = ??2（2 分）
又? = ???（2 分） 解得? = 0.1（1 分）
2121?
14. （14 分）（1）?2?2?； （ ） ?? − ????； （3）
− ?2?3
+ ??
2??82
2??
2????
解：（1）根据电磁感应定律可知，金属棒刚滑上导轨时，产生的电动势为 ? = ???（1 分）
根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流为? = ?
2?
（1 分）
对金属导轨：??? + ??? = ??（1 分）
解得金属导轨的加速度大小? = ?2?2? + ??（1 分）
2??
（2）设金属棒和导轨相对静止时的共同速度为 vt，
由动量守恒定律可知?? = 2???（1 分）
1212
根据能量守恒定律2? + ???? = ??
2
− 2 2???
（2 分）
联立解得? =
1 ??2
8
− 1 ????（1 分）
2
（3）以金属棒为研究对象，由动量定理可知 ?安 + ?? = ??? − ??（1 分） 摩擦力的冲量?? = −????（1 分）
安培力的冲量? 安 = −????（1 分）
又有? = ?
2?
= ??
2??
（1 分）
磁通量的变化量为?? = ??2（1 分）
联立解得? = ?
2??
− ?2?3 2????
（1 分）
15. （1）AC（2）① 2p0；②活塞会上升到 B 的顶部。
（2）① 阀门均打开时，汽缸B 中的气体压强为 p0，体积为 V。
活塞至汽缸中半高位置时，B 中的气体压强设为 p1，体积为?1
= ?
2
（1 分）
依题意经历等温过程，由玻意耳定律得 p0V = p1V1（1 分）
解得p1＝2p0（1 分）
②活塞至汽缸中半高位置时，A 中的气体压强 pA＝p1，体积为??
= ? + ?（2 分）
2
系统稳定时，A 中的气体压强 p2＝p0，体积设为 V2
由玻意耳定律得pAVA ＝ p2V2（1 分 ） 解得 V2＝3V（1 分）
由于 V2 > 2V， 所以活塞会上升到 B 的顶部（1 分）
16.（1）AC（2）①2√3 × 10−9s； ②光束不能从 E 点射出三棱镜。
9
①光路如图所示，根据 ??? ? = ? ??? ?（1 分） 解得? = 30°，（1 分）
又∠? = 30°，由几何关系可得∠??? = 30°，可得△ ???是等腰三角形
光在介质中的速度为 ? = ?
?
单色光从入射到 E 点所用的时间 ? = ?? = ??
（1 分）
（1 分）
??
解 得 t =2√3 × 10−9s（1 分）
9
② 由几何关系知光束在 E 点的入射角为α＝60°（1 分）
临 界 角 C 满 足 ??? ? = 1
?
（1 分）
解得? = 60°,所以光束在 E 点发生全反射，不能从 E 点射出三棱镜.（1 分）
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