山東省煙臺(tái)市姜疃中學(xué)2021年高三物理測(cè)試題含解析

山東省煙臺(tái)市姜疃中學(xué)2021年高三物理測(cè)試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）一質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛D于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到與彈簧水平的位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為h，如圖所示。若全過程中彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則下列說法正確的是

A．當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球動(dòng)能最大

B．當(dāng)小球沿桿方向的合力為零時(shí)，小球動(dòng)能最大

C．在小球自開始下滑至滑到最低點(diǎn)的過程中，彈簧所做的負(fù)功小于mgh

D．在小球自開始下滑至滑到最低點(diǎn)的過程中，彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于mgh參考答案：BD解析：當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，重力沿桿有向下的分力，與運(yùn)動(dòng)方向相同，要繼續(xù)加速，動(dòng)能不是最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)彈簧沿桿方向上的分力與重力沿桿的分力相等時(shí)，小球動(dòng)能最大，選項(xiàng)B正確；在小球自開始下滑至滑到最低點(diǎn)的過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，彈簧彈性勢(shì)能的增加量即彈簧所做的負(fù)功等于重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的變化量之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確2.如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置．其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連。則帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能與下列因素有關(guān)的是A．加速的次數(shù)

B．加速電壓的大小

C．金屬盒的半徑

D．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度參考答案：CD3.一個(gè)氡核衰變成釙核并放出一個(gè)粒子，其半衰期為3.8天。求1g氡經(jīng)過7.6天衰變掉氡的質(zhì)量，以及衰變成的過程放出的粒子是（

）

A.0.25g，α粒子B.0.75g，α粒子

C.0.25g，β粒子D.0.75g，β粒子參考答案：B4.有三個(gè)共點(diǎn)力，F(xiàn)1＝2N，F(xiàn)2＝4N，F(xiàn)3＝5N它們的合力F的大小不可能是：

A．0N

B．5N

C．7N

D．12N參考答案：D5.如圖所示，弧面體M置于光滑水平地面上，其光滑的四分之一圓弧面上有一小物塊m從頂端由靜止下滑。關(guān)于物塊下滑過程，下列說法中正確的是

A．物塊的重力勢(shì)能減少等于其動(dòng)能的增加B．物塊經(jīng)圓弧最低點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小等于其重力的3倍C．弧面體對(duì)物塊的支持力做負(fù)功D．弧面體對(duì)物塊的支持力做功與物塊對(duì)斜面的壓力做功的總和為零參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.液體表面存在表面張力,因此具有相互作用的能量叫表面張力能.水潑到桌面上,我們看到水馬上就會(huì)收縮.在收縮過程中,水的表面張力做______功(選填“正”或“負(fù)”),表面張力能_______(選填“增大”、“不變”或“減小”).參考答案：7.如圖甲，在xoy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向（垂直xoy平面）做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1（0，4m）和S2（0，-2m），兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖乙和圖丙所示，所產(chǎn)生的兩列橫波的波速均為1.0m/s，則波源S1發(fā)出的波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為_______m，兩列波引起的點(diǎn)A（8m，-2m）處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互__________（選填加強(qiáng)、減弱或不能形成干涉）。參考答案：

(1).2m；

(2).加強(qiáng)波源S1振動(dòng)的周期為T1=2s，則波源S1發(fā)出的波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為；同理可知；因，則，可知兩列波引起的點(diǎn)A（8m，-2m）處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互加強(qiáng)。8.在探究彈簧振子（如圖在一根輕質(zhì)彈簧下懸掛質(zhì)量為m的重物，讓其在豎直方向上振動(dòng)）振動(dòng)周期T與物體質(zhì)量m間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖，某同學(xué)嘗試用DIS測(cè)量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤上，圖中力傳感器的引出端A應(yīng)接到__________．使重物做豎直方向小幅度振動(dòng)，當(dāng)力的測(cè)量值最大時(shí)重物位于__________．若測(cè)得連續(xù)N個(gè)力最大值之間的時(shí)間間隔為t，則重物的周期為__________．(2)為了探究周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系，某同學(xué)改變重物質(zhì)量，多次測(cè)量，得到了下表中所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了得到T與m的明確關(guān)系，該同學(xué)建立了右下圖的坐標(biāo)系，并將橫軸用來表示質(zhì)量m，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出縱軸表示的物理量，然后在坐標(biāo)系中畫出圖線。(3)周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系是

參考答案：（1）數(shù)據(jù)采集器（1分），最低點(diǎn)（1分），（2分）（2）如右圖（2分）（3）振動(dòng)周期T的平方與重物的質(zhì)量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）9.如圖為部分電路，Uab恒定，電阻為R時(shí)，電壓表讀數(shù)為U0，電阻調(diào)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為3U0，那么Uab=

，電阻前后二種情況下消耗的功率=

。參考答案：

答案：9u0，4：9

10.如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，可能發(fā)出

個(gè)能量不同的光子，其中頻率最大的光子能量為

eV，若用此光照射到逸出功為3.06eV的光電管上，則加在該光電管上的反向遏止電壓為

V。參考答案：10,

13.06,

1011.核動(dòng)力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動(dòng)力．核反應(yīng)是若干核反應(yīng)的一種，其中X為待求粒子，y為X的個(gè)數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應(yīng)的質(zhì)量虧損表達(dá)式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；12.（4分）圖甲為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線，由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于

。如圖乙所示，將這個(gè)電燈與20的定值電阻R串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為8V的電源上，則電燈的實(shí)際功率為

W。（不計(jì)電流表電阻和電源內(nèi)阻）參考答案：答案：隨電壓的增大，燈變亮，燈絲溫度升高，電阻率變大，電阻變大；0．613.（4分）在時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示。質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是

s；時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿軸的

方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點(diǎn)B在波動(dòng)的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是

cm。參考答案：4

正

10解析：振動(dòng)圖象和波形圖比較容易混淆，而導(dǎo)致出錯(cuò)，在讀圖是一定要注意橫縱坐標(biāo)的物理意義，以避免出錯(cuò)。題圖為波的振動(dòng)圖象，圖象可知周期為4s，波源的起振方向與波頭的振動(dòng)方向相同且向上，t=6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng)，故8s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)；波傳播到B點(diǎn)，需要時(shí)間s=8s，故時(shí)，質(zhì)點(diǎn)又振動(dòng)了1s(個(gè)周期)，處于正向最大位移處，位移為10cm.。三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點(diǎn)入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點(diǎn)平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點(diǎn)： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識(shí)求出光線在M點(diǎn)的入射角和折射角．（Ⅱ）運(yùn)用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點(diǎn)評(píng)： 本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖，運(yùn)用幾何知識(shí)求出入射角和折射角是解題的關(guān)鍵之處，即能很容易解決此類問題．15.質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在第1內(nèi)位移為，停止運(yùn)動(dòng)前的最后內(nèi)位移為，求：（1）在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的位移大小.（2）整個(gè)減速過程共用時(shí)間.參考答案：（1）（2）試題分析：（1）設(shè)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，初速度為由于質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)前最后1s內(nèi)位移為2m，則：所以質(zhì)點(diǎn)在第1秒內(nèi)有位移為6m，所以在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)的位移大小為：（2）對(duì)整個(gè)過程逆向考慮，所以考點(diǎn)：牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.宇航員到某星球表面做了如下實(shí)驗(yàn)：將一小鋼球由距星球表面高（遠(yuǎn)小于星球半徑）處由靜止釋放，小鋼球經(jīng)過時(shí)間落到星球表面，該星球?yàn)槊芏染鶆虻那蝮w，引力常量為.（1）求該星球表面的重力加速度；（2）若該星球的半徑為，忽略星球的自轉(zhuǎn)，求該星球的密度；（3）若該星球的半徑為，有一顆衛(wèi)星在距該星球表面高度為處的圓軌道上繞該星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求該衛(wèi)星的線速度大小.參考答案：

【知識(shí)點(diǎn)】自由落體運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律和萬有引力定律在星球上的應(yīng)用。C5、D4、D5【答案解析】（1）由，得；（2）用表示月球質(zhì)量，在月球表面對(duì)質(zhì)量為的物體有：，又解得：（3）用表示衛(wèi)星質(zhì)量，有牛頓第二定律：,解得【思路點(diǎn)撥】由自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式求在星球表面的重力加速度，再用萬有引力定律和質(zhì)量表達(dá)式綜合求解星球的密度。最后由萬有引力定律和牛頓第二定律求解衛(wèi)星繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度（注意運(yùn)動(dòng)的半徑）。17.如圖所示，A、B兩板間距為d1=0.04m，板間電勢(shì)差為U1=2×103V，C、D兩板間距離d2=0.40m，C、D兩板板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=1.0m，兩板間加一恒定電壓U2（C板電勢(shì)高）．在S處有一電量為q=8×10﹣5C、質(zhì)量為m=2×10﹣6C的帶正電粒子，無初速釋放，經(jīng)A、B間電場(chǎng)加速又經(jīng)C、D間電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后直接進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感強(qiáng)度為B=100T，不計(jì)重力影響．欲使該帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，飛回C、D兩板間，恰打在D板的左邊緣．求：（1）該帶電粒子以多大的初速度飛入C、D兩板間？（2）C、D兩板間電勢(shì)差U2（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度b至少為多少？參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．專題：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）粒子在A、B間做加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可以求出粒子的速度．（2）粒子在C、D間做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律求出電勢(shì)差．（3）根據(jù)幾何知識(shí)求出勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度．解答：解：（1）AB加速階段，由動(dòng)能定理得：qU1=mv02﹣0…①代入數(shù)據(jù)解得：v0=400m/s…②，（2）粒子在C、D間偏轉(zhuǎn)，帶電粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t1=，代入數(shù)據(jù)解得：t1=2.5×10﹣3s…③側(cè)移量：y1=at12=t12…④設(shè)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)角為θ則：tanθ===×=…⑤粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m…⑥得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：R=…⑦磁場(chǎng)中向上側(cè)移量：h=2Rcosθ==，代入數(shù)據(jù)解得：h=0.2m…⑧由﹣y1+h+y1=a（2t1）2=4y1…⑨，代入數(shù)據(jù)解得：y1=0.1m…⑩代入④式解得：U2=320V…（11）（3）把U2=320V，代入⑤式解得：tanθ=0.2…（12）v==v0=80m/s…（13）代入⑦式和幾何關(guān)系：：b=R+Rsinθ=（1+sinθ），代入數(shù)據(jù)解得：b=0.02（+1）m；答：（1）該帶電粒子以400m/s的初速度飛入C、D兩板間；（2）C、D兩板間電勢(shì)差U2為320V；（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度b至少為0.02（+1）m．點(diǎn)評(píng)：本題考查了粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用動(dòng)能定理、類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律即可正確解題．18.（8分）如圖所示的電