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西安市第一中学
2021届高三自命题测试卷·物理（一）
考生留意：
1.本试卷共300分，考试时间150分钟
2.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Br-80 Ag-108 Ba-137 Fe-56 Cu-64 Al-27 P-31 Cr-52 Co- 59
第一卷 选择题
二、 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14-18题只有一项符合题目要求，第19-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．用游标卡尺、螺旋测微器等仪器测量长度比用一般的毫米刻度尺直接测量更精确，下列物理试验与游标卡尺、螺旋测微器等仪器制成原理相同的是( )
A．多用电表测电阻试验 B．卡文迪许试验
C. 伽利略抱负斜面试验 D．法拉第电磁感应试验
15.一个质量为的铁块以初速度沿粗糙斜面上滑，经过一段时间又返回动身点，整个过程铁块速度随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．铁块上滑过程处于超重状态
B．铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反
C．铁块上滑过程与下滑过程满足
D．铁块上滑过程损失的机械能为
16．2022年3月8日凌晨马航客机失联后，西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、遥感4个型号近10颗卫星，为地面搜救供应技术支持。特殊是“高分一号”突破了空间辨别率、多光谱与大掩盖面积相结合的大量关键技术。如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图。“北斗”系统中两颗卫星“”和“”以及“高分一号”均可认为绕地心做匀速圆周运动。卫星“”和“”的轨道半径为，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的、两位置，“高分一号”在位置。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为，地球半径为，不计卫星间的相互作用力。则下列说法正确的是（ ）
A．卫星“”和“”的加速度大小相等且为
B．假如调动“高分一号”卫星快速到达位置的下方，必需对其加速
C．卫星“”由位置运动到位置所需的时间为
D．若“高分一号”所在高度处有淡薄气体，则运行一段时间后，机械能会增大
17.如图所示，两个质量均为m的完全相同的小球A和B用轻杆连接，由静止从曲面上释放至滑到水平面的过程中，不计一切摩擦，则杆对A球做的功为( )
A.mgh
B．－mgh
C．mgh
D．－mgh
18.如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方为场强E1，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强E2，方向竖直向上的匀强电场。一个质量m,带电+q的小球从上方电场的A点由静止释放，结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则下列结论正确的是（ ）
A．若AB高度差为,则
B．带电小球在两点电势能相等
C．在虚线上、下方的电场中，带电小球运动的加速度相同
D．两电场强度大小关系满足
19.如图所示，在空中同一水平线上的A、B两点分别有带正电的小球M、N，在它们连线的竖直垂直平分线上的C点固定一带负电的小球P，三个球可以看成点电荷，在库仑力和重力的作用下M、N两个球处于静止，则下列说法正确的是( )
A．M、N两球的质量确定相同
B．M、N两球的带电荷量可能不同
C．M、N两球受到的库仑力合力的大小不愿定相等
D. M、N两球受到的库仑力合力的方向确定竖直向上
20．某闭合回路由电阻与导线组成,其内部磁场大小按图变化,方向如图所示,则回路中正确的是（ ）
A. 电流方向为顺时针方向
B. 电流强度越来越大
C. 磁通量的变化率恒定不变
D. 产生的感应电动势越来越大
21.如图所示，抱负变压器原副线圈的匝数比为10：1，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为抱负电表，除以外其余电阻不计。从某时刻开头在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为V。下列说法中正确的（ ）
A．s时，电压表的示数为22V
B．s时，两点电压瞬时值为110V
C． 滑动变阻器触片向上移，电压表和电流表的示数均变大
D． 单刀双掷开关由扳向，电压表和电流表的示数均变大
第Ⅱ卷 非选择题
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必需做答。第33题~第40题为选考题，考生依据要求做答。
（一）必考题（11题，共129分）
22.（6分）下面几个试验都用到了打点计时器或电火花计时器：
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”试验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”试验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”试验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”试验
纸带
小车
细线
打点
计时器
纸带
重锤
横杆
甲
乙
丙
（1）运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律“试验是否需要平衡摩擦阻力？
（填“是”或“否”）
（2）如图丁为某同学在一次试验中打出的一条纸带的部分，若所用电源的频率为50Hz，图中刻度尺的最小分度为1mm，请问该条纸带是以上四个试验哪一个试验时得到的？
（填试验的名称）
（3） 由如图丁的测量，打C点时纸带对应的速度为 m/s（保留三位有效数字）。
23.（9分）李明同学想要测量某个未知电阻，他的手边共有仪器如下：
G
E
S
R1
R2
R3
R4
a
b
图1
一个电阻箱 一个滑动变阻器 一个灵敏电流计 一个不计内阻的恒定电源 开关、导线若干
他首先想到用伏安法或者电表改装学问来设计电路，
但发觉由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理
老师的挂念。老师首先给了他一道习题要求他思考：
（1） 如下图1，在之间搭一座“电桥”，调整四个
变阻箱的阻值，当表为零时（此时也
称为“电桥平衡”），4个电阻之间的关系是：
G
E
S
R
Rx
a
p
图2
（2）、聪慧的李明马上想到了改进自己的试验，他依据以下
步骤很快就测出了
A、按右图2接好电路，调整 ，为滑动变阻器
的滑头，当表示数为零时，读出此时变阻箱阻值
B、将与变阻箱互换位置，并且把握 不动，再
次调整 ，直至电桥再次平衡时，读出此时变阻箱阻值
C、由以上数据即可得的阻值，其大小为=
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
17
16
A
B
C
D
丁
E
24．（13分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。已知导体棒下落时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
（1）求导体棒ab从A下落时的加速度大小；
（2）若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2；
25．（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m 的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不转变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：
（1）质量为m 的鱼饵到达管口C时的速度大小v1；
（2）弹簧压缩到0.5R时的弹性势能EP；
（3）已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线 OO’在900角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？
（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。假如多做，则每学科按所做的第一题计分。
33、 [物理——选修3-3]（15分）
（1）（6分）关于分子动理论，下列说法中正确的是 _______（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A． 显微镜下观看到墨水中的小炭粒在不停的作无规章运动，这反映了液体分子运动的无规章性
B． 在真空、高温条件下，可以利用分子集中向半导体材料掺入其它元素
C． 当分子间的引力大于斥力时，宏观物体呈现固态；当分子间的引力小于斥力时，宏观物体呈现气态
D． 随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力确定先减小后增大
E． 随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大
（2）（9分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为的活塞将确定质量的气体封闭在气缸内。在距缸底处设有、两限制装置，使活塞只能向上滑动。开头时活塞搁在、上，缸内气体的压强为（为大气压强），温度为。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为，活塞恰好离开、。求：
①活塞的质量；
②当温度升为时活塞上升的高度。
34、 [物理——选修3-4]（15分）
（1）（6分）一条弹性绳子呈水平状态， M为绳子中点，两端P、Q同时开头上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动状况，以下推断正确的是 _______（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．两列波将同时到达中点M
B．两列波波速之比为1∶2
C．中点M的振动总是加强的
D．M点的位移大小在某时刻可能为零
E．绳的两端点P、Q开头振动的方向相同
（2）（9分）如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB．一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光．若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为多长？
35.【物理—选修3-5】（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是 _______（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A. 光子像其他粒子一样，不仅具有能量，也具有动量
B. 波尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的
C. 射线是原子核外电子高速运动形成的
D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫质量亏损
E. 依据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能削减，动能增加
（2）（9分）如图所示，质量分别为1 kg、3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4 m/s的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者在发生碰撞的过程中，
①弹簧的最大弹性势能；
②滑块B的最大速度．
西安市第一中学
2021届高三自命题测试卷·理科综合（一）答案
第一卷 选择题
1.B 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A
7.A 8.B 9.C 10.A 11.B 12.B 13.D
14.B 15.C 16.C 17.B 18.A 19.AD 20.AC 21.AD
其次卷 非选择题
22.（1） 否 （2）验证机械能守恒试验 （3）1.53（1.50-1.56）
23、（1）、 （2）、， ， ，
24.解：（1）由几何关系知：ab棒下落时在磁场区域中的长度L=
加速度, ,，, R总=4R
解得：
（2）导体棒进入Ⅱ区电流大小不变，设通过导体棒ab的电流为I,
则，，,
设导体棒在Ⅱ区中速度为v, 解得：
，通过R2的电流,
解得
25.解：(1)质量为m的鱼饵在C点，重力供应圆周运动向心力，
则 ① 由①式得 ②
(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有
③ 由②③式得： ④
（3）不考虑缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO’的水平距离为x1,由平抛运动规律有
⑤ ⑥ 由②⑤⑥式解得 ⑦
当鱼饵的质量为m时，设其到达管口C的速度为v2,由机械能守恒
⑧ 由④⑧式解得 ⑨
质量为m的鱼饵落到水面上时，设离OO’的距离为x2，则 ⑩
由⑤⑨⑩式解得
鱼饵能够落到水面的最大面积(或)
26．（共14分 其余各1分）
（1）③中不再有气泡产生(2分)
（2）将装置中产生的CO2 和H2O全部排入乙丙装置中
（3）D 活塞a前（或装置甲前）
（4）Co3(OH)4(CO3)2 (2分) （5）蓝色
（6）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2 H2O (2分)
②Al(OH)3 Fe(OH)3 ③ 抑制CoCl2 水解 ④冷却结晶
27．（15分）
（1） 略 (1分) （2）N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O (2分)
（3）2N2H4(g)＋N2O4(g)＝3N2(g)＋4H2O(g) △H＝－947.6 kJ· mol－1 (2分)
（4）CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－＝N2H4 ＋ CO32－＋Cl－＋H2O (2分)
（5）①气囊B的体积不再减小或气体颜色不再变化（其他合理答案给分）(2分)
② 变小 (2分) ③ mol·L-1·s-1 (2分) ④ 0.7a (2分)
28．（14分，每空2分）
（1）+2 （2）SiO2
（3）TiOCl42—+ H2O ＝ TiO2↓ + 2H+ + 4Cl—
（4）温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解
（5） (NH4)2Ti5O15 + 2 LiOH ＝ Li2Ti5O15↓ + 2NH3·H2O（或2NH3+2H2O）
（6）20/9（2分）
（7）LiFePO4 – e—＝FePO4 + Li+（2分）
29.（9分）
（1）类囊体（答“基粒”或“囊状结构薄膜”或“光合膜”均可）酶
①ADP＋PI＋能量→ATP光
②2H2O→O2＋4[H]
（2）右侧 无光（或黑暗）
（3）不能 5℃ 、40℃（答全得分）
（4）C 25
30．（9分）
(1)指数增长(“J”形增长) 气候
(2)次生 顶极群落
(3)自我调整力气
(4)先增加后稳定 逐年减小 等于 合理密植
31．（10分，每空2分。）
(1)③等量的溶液X、A mol/L的甲状腺激素溶液、B mol/L的生长激素溶液和生理盐水(挨次不行颠倒)
④每天给四组小鼠称重，记录下体重，并计算各组的平均值，分析比较得到体重增长量数据
(3)①探究甲状腺激素与生长激素对小鼠体重(或生长、发育)是否有协同作用
②将同种性别的成年W品系小鼠改为生长状况全都的同性别、同品系的幼年小鼠
(4)
32．（11分） (1)AAbb aabb AABB(挨次不行颠倒) (2) (3)(①、②挨次可颠倒)①全为无豌豆素植株 AABB ②毁灭有豌豆素植株(或有豌豆素植株与无豌豆植株之比为1∶3) AABb
(4)如图所示
33.（15分）
（1）（6分）ABE
（2）（9分）
解：① （1）2分
气体经过等容变化： （2）2分
解得： （3）1分
②由题意可得：，
气体经过等压变化： （4）2分
（5）1分
（或） （6）1分
34.（15分）
（1）（6分）ADE
（2）（9分）
解：依据折射定律有：=，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°．
过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．
依据临界角公式：sinC=，得临界角为45°，假如AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°﹣（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°﹣（30°+15°）=45°
所以有光透出的部分的弧长s=πR．
35.（15分）
（1）（6分）ABE（选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错一个扣3分，最低得分为0分）
（2）（9分）
① AB速度相同时弹簧有最大势能。
由动量守恒得： mava=(ma+mb)V （2分）
V=1m/s （1分）
△Ep = - △Ek = mava²/2 - (ma+mb)V²/2 = 6J （2分）
② 完全弹性碰撞结束后（弹簧恢复原长后）b速度最大:
mava=mava’+mbvb’ （1分）
mava²/2 = mava’²/2 + mbvb’²/2 （1分）
解得 vb=2m/s （2分）
36. （1）明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂；
CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑；
（2）①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损；
②Zn(C2H5)2+ H2O＝ZnO＋2C2H6↑、ZnO＋2H＋=Zn2＋＋H2O；
（3）2 6 7 2 2 6； 1 1 1 2
37、⑴H （1分） [Ar]3d64S2（2分）
⑵sp2 sp3 （2分） 如图（2分） ⑶ 3（1分） ⑷ > （1分）
⑸ CN—的电子式（2分） 2NA（2分） ⑹4 （1分） 4∶3（1分）
38、 (1)羟基（1分） (2)加成反应（1分）
16种
39. (15分)
(1) 稀释（1分） (2) 以除草剂作唯一氮源 前
(3) 灼烧灭菌 培育基中缺少这些细菌可利用的氮源
(4) 氮气 该除草剂 (5)A细菌酶活性更强（或A细菌酶量更多）
40. （15分）
（1）促性腺激素 限制 逆转录 PCR 基因表达载体的构建 显微注射法
（2）血清白蛋白 基因选择性表达
（3）早期胚胎培育（受精卵培育）胚胎移植
（5）物质循环再生
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