1、第 1 页 共 5 页 中学生标准学术能力诊断性测试中学生标准学术能力诊断性测试 2021 年年 3 月测试月测试 理科综合试卷理科综合试卷（一（一卷）卷）物理物理参考答案参考答案 二、选择题：本题共二、选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第分。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，第题只有一项符合题目要求，第 1921 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，分， 选对但不全的得选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 14 15 16 17
2、 18 19 20 21 B A C C C BD AC CD 三、非选择题三、非选择题：共共 62 分。分。 （一）必考题：共（一）必考题：共 47 分。分。 22 （6 分） 答案： （1）8.4638.465 （2 分） （2）B （2 分） （3）2(1 cos)mgFmg= （2 分） 23 （9 分） 答案： （1）甲 （1 分） （2） kb （2 分） k （2 分） （3） 干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。 （2 分） （4）如图（2 分） 24 （12 分） 解析： （1）带电粒子在电场中做类平抛运动。设粒子由 P 到 C 用时为 t1 第 2
3、 页 共 5 页 0 1 2 4 Lv t= （1分） 2 1 3 21 42 qE Lt m = （2 分） 2 0 12 2mv E qL = （1 分） （2）设粒子以速度 v 由 P 到 Q 用时为 t2 2 2 2 Lvt= （1 分） 2 2 21 22 qE Lt m = （2 分） 0 6vv= （1 分） （3）设粒子由 P 到 D 用时为 t3 3 IqEt= （2 分） 2 3 21 42 qE Lt m = （1 分） 0 2 3Imv= （1 分） 25 （20 分） 解析： （1）0 时刻，P 和 Q 之间发生弹性碰撞，设碰撞后 P 的速度是 v1，Q 的速度是 v
4、2 由动量守恒定律和能量守恒定律可得： 012 =mvMvmv+ （2 分） 222 012 111 = 222 mvMvmv+ （2 分） 解得：v1=6m/s，v2=3m/s 发生碰撞后，P 开始向右运动，设 P 的加速度大小为 a1，由牛顿第二定律可知 11 MaMg = 解得：a1=1m/s2 （1 分） 设经过时间 t1，P 向右运动通过 B 点，由运动学规律可知 第 3 页 共 5 页 2 1111 2 1 tatvL= （2 分） 解得：s7 . 0726 1 =t或s 3 . 11726 1 =+=t（不符合实际，舍去） 由于 t12s， 故 P 向右通过 B 点时， 不会被探
5、测到 （1 分） 设经过时间 t2，P 与挡板碰撞后向左运动通过 B 点，由运动学规律可知 2 2121 2 1 3tatvL= （2 分） 解得：s54 . 2 326 2 =t或s46. 9326 2 =+=t（不符合实际，舍去） 由于 2st24s，故 P 向左运动通过 B 点时，会被探测到 （1 分） （2）发生碰撞后 Q 向左运动，设 Q 的加速度大小为 a2，由牛顿第二定律可知 22 mamg = 解得：a2=3m/s2 （1 分） Q 向左运动的时间s1 0 2 2 = = a v t，Q 运动的时间小于 P 运动的时间 Q 在发生碰撞后从 A 点开始向左运动的距离m5 . 1
6、2 2 2 2 = a v x （2 分） P 从发生第一次碰撞到停止运动需通过的路程m18 2 1 2 1 = a v s （2 分） 因为xLs4，所以 P 和 Q 能发生第二次碰撞 （1 分） Q 向 左 运 动 的 时 间 t=1s ， 在 第 一 次 碰 撞 结 束 后 1s ， P 走 过 的 路 程 为 xLtatv+=4m5 . 5 2 1 2 11 ，因此 P 和 Q 的第二次碰撞发生在 Q 静止之后，故在第 二次碰撞之前，P 的通过的路程为 4L+x，Q 的路程为 x。 则从第一次碰撞到第二次碰撞的过程中，系统产生的内能 mgxxLMgE 21 )4(+= （2 分） 解得
7、：E=39.5J （1 分） （二）选考题：共（二）选考题：共 15 分。请考生从分。请考生从 2 道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第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。一题计分。 33物理选修 3-3 （15 分） 答案： （1）ABE （5 分，选对一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 第 4 页 共 5 页 分，最低得分为 0 分） （2）解析： 设 B 端离开水银面后，管中水银柱的长度为 X,管的横截面积为 S 状态 1： 1=75cmHg P 1=30cm VS 1=290K T （1 分） 状态 2： 2
8、= 75-cmHgPX（） 2= 70-cmVXS（） 2=290K T （1 分） 代入 1 122 12 PVPV TT = （2 分） 解之得cm25=X或=120cmX（舍） （1 分） 即 B 端离开水银面后，管中水银柱的长度为cm25 状态 3：cmHg100 3 =P 3=45cm VS 3 T （1 分） 3 33 1 11 T VP T VP . = （2 分） 代入数据得 3=580K T （1 分） 即 3=307 t （1 分） 所以将管内气体加热，气体的温度需要达到 307才能让水银柱上端恰好与管口 B 平 齐。 34物理选修 3-4 （15 分） （1） BDE（5
9、 分，选对一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） （2）解析： 由几何关系可知，光线在 M 点的入射角1=60 由折射定律 2sin 1sin =n 解得2=30 （1 分） 光线在 M 点经过折射后，射向 AC 边上的 P 点，三角形 AMP 为等腰三角形 LAMAP 4 3 30cos2= （1 分） 由几何关系可知，光线在 P 点的入射角3=60 第 5 页 共 5 页 由于 n 1 2 3 3sin=，故光线在 P 点发生全反射 （1 分） 光线在 P 点经过全反射后，射向 BC 边上的 Q 点， 由几何关系可知：PQ
10、AB，三角形 PCQ 为等腰三角形 LAPACPCPQ 4 1 30cos)(230cos2= （1 分） 同理：由几何关系可知，光线在 Q 点的入射角4=60，光线在 Q 点也发生全反射 光线在 Q 点经过全反射后，射向 AB 边上的 N 点，三角形 NBQ 为等腰三角形， 光线在 N 点的入射角5=30 由于 n 1 2 1 5sin=，故光线将从 AB 边上的 N 点射出棱镜 （1 分） 由对称性可知LAMBN 4 1 = （1 分） 光路图如下图所示 （2 分） 由 v c n =得： 光线在棱镜内传播的速度 3 3c n c v= （1 分） 光线在棱镜内传播时间 c L v QNP
11、QMP t 4 33 = + = （1 分）中学生标准学术能力诊断性测试中学生标准学术能力诊断性测试 2021 年年 3 月测试月测试 理科综合试卷（一卷）理科综合试卷（一卷） 本试卷共 300 分，考试时间 150 分钟。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Co 59 Cu 64 二、选择题：本题共二、选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 1418 题只有题只有 一项符合题目要求，第一项符合题目要求，第 1921 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题
12、目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 14某短跑运动员完成 100m 赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比 赛中，该运动员用 12s 跑完全程，已知该运动员在加速阶段的位移和匀速阶段的位移之比为 1：4， 则该运动员在加速阶段的加速度为 A 2.0m/s2 B 2.5m/s2 C 3.0m/s2 D 3.5m/s2 152020 年 7 月 23 日 12 时 41 分，长征五号运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，开启火星探 测之旅，迈出了中国自主开展行星探测的第一步，预计“天问一号”被火星捕
13、获以后，将在距火 星表面 400km 的圆轨道上进行探测。已知地球半径约为 6400km，地球的第一宇宙速度为 7.9km/s， 火星的质量约为地球的 ，半径约为地球的一半，则“天问一号”绕火星做圆周运动的速度约为 A3.5km/s B4.5km/s C5.5km/s D6.5km/s 16如图所示，垂直于平面向外的匀强磁场的边界为平行四边形 ABCD，其中 E 为 BC 边的中点，AE 垂直于 BC，一束电子以大小不同的速度沿 AE 方向射入磁场，不计电子的重力和电子间的相互作 用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法正确的是 A入射速度越大的电子，其运动时间越长 B入射速度越大的电子，其运
14、动轨迹越长 C从 AB 边射出的电子运动时间都相等 . D从 BC 边射出的电子运动时间都相等 17如图所示，U 形光滑金属框 bacd 置于水平绝缘平台上，ba、dc 足够长，整个金属框电阻可忽略， 一根阻值为 R 的导体棒 PQ 置于金属框上，用水平恒力 F 向右拉动金属框。运动过程中装置始终 处于竖直向上的匀强磁场中，PQ 与金属框接触良好且与 ac 边保持平行，经过一段时间后，金属 框和导体棒运动的 vt 图像正确的是 18如图所示，质量均为 m 的木块 A 和 B 用一劲度系数为 k 的轻弹簧相连，竖直放置在光滑的水平 面上，木块 A 上放有质量为 2m 的木块 C，三者均处于静止状
15、态，现将木块 C 迅速移开，若重力 加速度为 g。则下列说法中正确的是 A木块 C 移开的瞬间，地面对木块 B 的支持力为 2mg B木块 C 移开的瞬间，木块 A 的加速度大小为 3g C木块 A 向上运动的距离为时，A 的动量最大 D木块 B 可能离开地面向上运动 19在 粒子散射实验中，如果一个 粒子跟金箔中的电子相碰，下列说法正确的是 A 粒子发生大角度的偏转 B 粒子不会发生明显偏转 C 粒子被弹回 D 粒子与电子碰撞时动量守恒 20有一个质量为 2kg 的小车在平面直角坐标系中运动，在 x 方向的 v-t 图像和 y 方向的 s-t 图像分别 如图甲、乙所示，下列说法正确的是 A小
16、车做匀变速曲线运动 B2s 内小车所受的合外力的冲量为 6Ns C2s 内合外力对小车做的功为 48J D0 时刻小车的动量为 8kgm/s 21带电平行板电容器两极板水平放置，充电后与电源断开。两质量相等的带电小球 a、b 分别位于 电容器内上、下极板附近，a 与上极板、b 与下极板的距离相等。现在同时由静止释放 a、b，a 和 b 同时经过两极板的中线 MN，已知重力加速度为 g，不计 a、b 间的相互作用和电容器极板的 边缘效应，下列说法正确的是 A到达 MN 时，a 的动能大于 b 的动能 B到达 MN 时，a、b 的电势能变化相等 C从释放两带电小球 a、b 到 MN 的过程中，b
17、的机械能变化量的 绝对值大于 a 的机械能变化量的绝对值 D若将上极板上移一小段距离 h，下极板下移 2h，再同时由原位 置释放 a、b，a、b 仍同时到达原中线 MN 三、非选择题：共三、非选择题：共 174 分。第分。第 2232 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 3338 题为选考题，题为选考题， 考生根据要求作答。考生根据要求作答。 （一）必考题：共（一）必考题：共 129 分。分。 226 分）某研究性学习小组用如图 1 所示的装置验证机械能守恒定律，细线的一端拴一个金属小球， 另一端连接固定在天花板上的拉力传感器，传感器可记录小球在摆动过
18、程中细线拉力的大小。将 小球拉至图示位置，由静止释放小球，发现细线拉力在小球摆动的过程中作周期性变化。 拉力传感器 （1）用螺旋测微器测出金属小球的直径如图 2 所示，读数为 mm。 （2）若细线的长度远大于小球的直径，为了验证机械能守恒定律，该小组不需要测出的物理量是 （填入选项前的序号）。 A释放小球时细线与竖直方向的夹角 B细线的长度 L C小球的质量 m D细线拉力的最大值 F E当地的重力加速度 g （3）小球从静止释放运动到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为 (用上述测定的 物理量的符号表示)。 23（9 分）小明想用如图所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为 1
19、）。其中 R 为滑动变阻器，电流表的内电阻约为 0.1，电压表的内电阻约为 3k。 （1）为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图 （填“甲”或“乙”）。 （2）实验主要步骤： 将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； 逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I； 以 U 为纵坐标，I 为横坐标，做出 UI 图线（U、I 都用国际单位）； 求出 UI 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 b。 则待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式为 E= ，r= 。 （3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实，
20、从实 验误差考虑，这样的操作不妥，因为 。 （4）最后小明想利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差，如图丙所示，实线是根据实验数据 描点作图得到的 U-I 图像，请你用虚线在图丙中大致画出在没有电表内电阻影响的理想情况 下，该电源的路端电压 U 随电流 I 变化的 U-I 图像。 24. （12 分）在一横截面为正方形的柱形区域内有匀强电场，正方形边长为 L，如 图所示，电场线为与 AC 平行的一簇平行线，P 为 AB 边的中点，质量为 m 电 荷量为 q（q0）的带电粒子自 P 点以大小不同的速度进入电场，速度方向与 电场方向垂直。已知进入电场时速率为 v0的粒子恰好由 C 点离开电场，运动
21、 中粒子仅受电场力作用。 （1）求电场强度的大小； （2）为使粒子从 DC 的中点 Q 离开电场，该粒子进入电场的速度为多大？ （3）若粒子从 P 进入电场到 D 点离开，则粒子在此过程中所受电场力的冲量为多大？ 2520 分）在如图所示的水平轨道上，AC 段的中点 B 的正上方有一探测器，C 处固定一个竖直挡板。 0 时刻，质量为 m=1kg 的物体 Q 以向右的速度 v0=9m/s 与静止在 A 点的质量为 M=2kg 的物体 P 发生碰撞，探测器只在 2s 至 4s 内工作。已知物体 P 与水平轨道间的动摩擦因数为 1=0.1，物体 Q 与水平轨道间的动摩擦因数为 2=0.3，AB 段长
22、 L=4m，g 取 10m/s，P 与 Q 以及 P 与竖直挡板 2 之间的碰撞都是弹性碰撞（碰撞时间极短，可忽略不计），P、Q 均可视为质点， 。 请通过计算说明： （1）物体 P 与 Q 发生碰撞后，P 能否被 B 处的探测器探测到？ （2）物体 P 与 Q 能否发生第二次碰撞？若能，请求出从第一次碰撞到第二次碰撞的过程中系统 产生的内能；若不能，请求出 PQ 之间最终的距离。 （二）选考题：共（二）选考题：共 45 分。请考生从分。请考生从 2 道物理题、道物理题、2 道化学题、道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果道生物题中每科任选一题作答。如果 多做，则每科按所做的第一题计分
23、。多做，则每科按所做的第一题计分。 33物理选修 3-3（15 分） （1）（5 分）一定质量的理想气体经历了 ABCDA 的循环，其 P V 图像如图所示，下列说法正确的是 A状态 B 时，气体分子的平均动能比状态 A 时气体分子的平 均动能大 B由 B 到 C 的过程中，气体释放热量 C由 C 到 D 的过程中，气体吸收热量 D由 D 到 A 的过程中，气体对外做功 E经历 ABCDA 一个循环，气体吸收的总热量大于释放的总热量 （2）（10 分）受托里拆利实验的启发，某实验小组设计了如下实验，如图所示，AB 是一粗细均匀的玻璃细管的两端，管长 L=70cm。在温度为 17的室内，将玻 璃
24、细管的 B 端向下竖直插入水银槽中，当 B 距水银面 h=40cm 时将 A 端封闭； 然后将细管缓慢竖直向上提起，直至 B 端恰好要离开水银面时封住 B 端。之 后将细管拿出水银槽并在竖直平面内缓慢旋转 180，使 B 端在上 A 端在下， 再打开 B 端，已知细管足够细，此时毛细现象将使细管中可以维持水银在上空 气在下的状态。再将管内气体加热，直到水银柱上端恰好与管口平齐。已知大 气压为 75cmHg，求： B 端离开水银面后，管中水银柱的长度； 将管内气体加热，气体的温度需要达到多少摄氏度才能让水银柱上端恰好与管口 B 平齐。 34物理选修 3-4（15 分） （1）（5 分）一列简谐横
25、波沿直线传播，在波的传播方向上有一个质点 P，已知波源 O 与质点 P 的平衡位置相距 1.2m，以波源由平衡位置开始振动为计时零点，质点 P 的振动图像如图所 示，则下列说法中正确的是 A该列波的波长为 4m B该列波的波速大小为 0.6m/s C波源 O 的起振方向为沿 y 轴负方向 D波源 O 的动能在 t=10s 时最大 Et=5s 时，质点 P 通过的路程是 0.15m （2）（10 分）如图所示为某种透明介质制成的棱镜，其截面是一个等腰三角形 ABC，A=30， AB 边的长度为 L，有一束单色光以平行于 AC 边的方向 从 AB 边上距离 A 点 L 处的 M 点射入棱镜，从 N 点（未 画出）射出，已知该棱镜的折射率 n=，真空中的光 速为 c。 请通过计算确定 N 点的位置，并画出光路图； 计算光线在棱镜中传播的时间。
