南通市（苏北七市）2021届高三第三次调研考试物理试卷及参考答案

1.右图为物理学家拍摄的DNA分子的X射线衍射图样，生物学家据此提出DNA的双螺旋结构模型.下列说法中正确的是

A.X射线是高速电子流

B.X射线的频率比可见光的低

C.衍射图样说明了X射线具有粒子性

D.拍摄所用X射线的波长与DNA分子大小接近

2.舰载机尾焰的温度超过1000℃，因此国产航母“山东舰”甲板选用耐高温的钢板.下列说法中正确的是

A.钢板是非晶体

B.钢板的物理性质是各向同性的

C.尾焰喷射到钢板上时，该处所有分子的动能都增大

D.发动机燃油燃烧产生的热量可以全部用来对舰载机做功

3.一定质量理想气体的压强p随体积V变化规律如图所示，从状态A到B的过程中

A.气体温度保持不变

B.外界对气体做功

C.气体从外界吸收热量

D.气体对器壁单位面积的平均作用力不变

4.很多智能手机都有加速度传感器用手托着手机，迅速向下运动，然后停止，手机记录的加速度a随时间t变化的图像如图所示，则

A.t1时刻手机速度最大

B. t2时刻手机在最低点

C. t3时刻手受的压力最大

D. t4时刻手受的压力最小

5.某同学借鉴伽利略研究自由落体运动“冲淡重力”的方法，探究单摆周期与重力加速度的关系.让摆球在光滑斜面上运动，实验中应仅改变

A.斜面的倾角

B.摆球的质量

C.摆球的振幅

D.摆线的长度

6.北京冬奥会2000米短道速滑接力热身赛上，在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员.则交接过程中

A.两运动员的总机械能守恒

B.两运动员的总动量增大

C.每个运动员的动量变化相同

D.每个运动员所受推力的冲量大小相同

7.四川三星堆新发现6个祭祀坑.挖掘之前考古人员用图示金属探测器在地面上进行探测定位，探测器中的发射线圈产生磁场，在地下的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场又影响线圈中的电流，使探测器发出警报.则

A.发射线圈产生的磁场是恒定磁场

B.被测金属物中产生的电流是恒定电流

C.探测的最大深度与发射线圈中的电流强弱无关

D.探测器与被测金属物相对静止时也能发出警报

8.带电粒子沿水平方向射入竖直向下的匀强电场中，运动轨迹如图所示，粒子在相同的时间内

A.位置变化相同

B.速度变化相同

C.速度偏转的角度相同

D.动能变化相同

9.沙游乐场有两个沙坡PM、QM，P、Q、M三点在同一竖直圆周上，圆心为O，圆周最低点为M，P、Q位置如图所示，一游客分别从P、Q两点由静止下滑到M点的过程中，加速度分别为a1、a2，经历的时间分别为t1、t2，损失的机械能分别为E1、E2，到达M点的速度分别为v1、v2，则

A. a1>a2

B. t1=t2

C. E1<E2

D. v1>v2

10.如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导扰的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D.t=0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律为,运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是

11.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧两端分别与物块A、B相连，轻绳绕过定滑轮分别与物块B、C相连，整个装置处于静止状态，物块C离地面高度为h.现将物块C拉至地面由静止释放，物块A始终没有离开地面.已知物块A、B、C质量分别为3m、m、m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，不计摩擦阻力，则

A.h最大值为.

B.物块B到最低点时，C不一定到最高点

C.物块C离地面高为2h时速度最大

D.物块C在上升过程中机械能一定不断增大

二、非选择题：共5题，共56分.其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.

12.(15分)某实验小组测量约十几欧的电阻Rx的阻值.

(1)先用多用电表粗测Rx的阻值.将选择开关旋到“x1”电阻挡，红黑两表笔短接，调节图甲中        (选填“A”、“B”或“C”)，发现指针最大偏角位置如图乙所示，同学们认为此现象可能是表内电池电动势减小造成的.取出多用电表内的电池(标称的电动势为9V)，用直流电压10V挡测得该电池两端的电压为7.1V.

(2)为较准确测出该电池的电动势E和电阻Rx的阻值，实验器材如下：

A.电流表A(量程0.6A,内阻约0.2Ω)    B.电压表V（量程3V，内阻为3.0kΩ)

C.定值电阻Ro(阻值6.0kΩ)           D.滑动变阻器R1

E.滑动变阻器R2                     F.开关S、导线若干

用图丙所示的电路进行实验，将R2的滑片移至最右端，R1的滑片移至最左端，闭合开关S，接下来的正确操作顺序

①将R1的滑片移至最右端

②将R2的滑片移至最左端

③改变R1的阻值，读出多组电压表U和电流表I的示数

④改变R2的阻值，读出多组电压表U和电流表I的示数

(3)该组同学在测量电阻Rx阻值的过程中，电压表示数U和相应电流表示数I记录如下表.请根据表中数据在图丁中作出U-I图线

由图线可知，电阻Rx的阻值为           Ω(结果保留两位有效数字)
(4)上述实验中，电压表的内阻对电阻Rx的测量结果        影响，电流表的内阻对电池电动势的测量结果        影响(均选填“有”或“无”).

13.(6分)氖原子的部分能级图如图所示，E1为基态能级，在氦氖激光器中，处于能级为E2或E3激发态的氖原子，受激向低能级跃迁，发出三种不同波长的激光，已知普朗克常量为h，真空中光速为c.

(1)求激光的最大波长A；

(2)用多束激光使氘（）和氚（）聚变产生α粒子，已知氘核、氚核、α粒子和中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，请写出核聚变方程，并求出聚变过程中释放的能量ΔE。

14.(8分)2020年诺贝尔物理学奖授予黑洞的理论研究和天文观测的三位科学家.他们发现某明亮恒星绕银河系中心O处的黑洞做圆周运动，利用多普勒效应测得该恒星做圆周运动的速度为v，用三角视差法测得地球到银河系中心的距离为L，明亮恒星的运动轨迹对地球的最大张角为θ，如图所示.已知万有引力常量为G.求：

(1)恒星绕银河系中心黑洞运动的周期T；

(2)银河系中心黑洞的质量M. 

15.(12分)我国早在3000年前就发明了辘轳，其简化模型如图所示，辘轳的卷筒可绕水平轻轴转动，卷筒质量为M、厚度不计.某人转动卷筒通过细绳从井里吊起装满水的薄壁柱状水桶，水桶的高为d，空桶质量为m0，桶中水的质量为m.井中水面与井口的高度差为H，重力加速度为g，不计辐条的质量和转动轴处的摩擦.

(1)若人以恒定功率P。转动卷筒，装满水的水桶到达井口前已做匀速运动，求水桶上升过程的最大速度vm;

(2)空桶从桶口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动，求水桶落到水面时的速度大小v；

(3)水桶从图示位置缓慢上升高度H，忽略提水过程中水面高度的变化，求此过程中人做的功W.

16.(15分)如图甲所示，空间存在匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直于Oxy平面向里，电场强度大小E随时间t周期性变化的规律如图乙所示(E0未知)，方向平行于Oxy平面(图中未画出).t=0时刻，一电荷量为+q、质量为m的粒子M，从O点由静止释放进入第一象限，运动到离y轴的最远距离为x0时，加速度大小，t0时刻粒子运动到y轴上P点，速度恰好为零，不计粒子重力.

(1)求粒子从O点运动到P点过程中电场力做的功W，并判断0-2t0时间内电场的方向；

(2)求粒子离y轴最远时的速度大小v及粒子经过P点的时刻；

(3)撒去匀强电场，从O点释放粒子M的同时，从P点由静止释放一电荷量为-q、质量为m的粒子N，运动过程中两粒子没有相碰，系统的电势能比释放时最多减小Ep，求系统电势能最小时粒子M的纵坐标y.