山西省太原市鐵路職工子弟第一中學(xué)2021年高三物理測試題含解析

山西省太原市鐵路職工子弟第一中學(xué)2021年高三物理測試題含解析一、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.在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為（）A．7m/s B．14m/s C．10m/s D．20m/s參考答案：B【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．【分析】根據(jù)牛頓第二定律求出剎車時(shí)的加速度，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出汽車剎車前的速度．【解答】解：根據(jù)牛頓第二定律得，汽車剎車時(shí)的加速度為：a=，根據(jù)速度位移公式得：v2=2ax解得剎車前的速度為：v=．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．故選：B．2.兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)椤鷅C．金屬棒的速度為時(shí)；所受的安培力大小為D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少參考答案：答案：AC3.

下列說法中正確的是

（

）

A．放射性元素發(fā)出的射線都屬于電磁波

B．β射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛而形成的電子流

C．氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，原子系統(tǒng)總能量增加

D．某金屬在單色光照射下發(fā)射出光電子的最大動(dòng)能隨照射光波長的增大而增大參考答案：答案：C4.（單選）水平面上A、B、C三點(diǎn)固定著三個(gè)電荷量均為Q的正點(diǎn)電荷，將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為點(diǎn)電荷)放置在O點(diǎn)，OABC恰構(gòu)成一棱長為L的正四面體，如圖所示。已知靜電力常量為k,重力加速度為g，為使小球能靜止在O點(diǎn)，小球所帶的電荷量為（

）

參考答案：A5.一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖（a）所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑ρ叫做A點(diǎn)的曲率半徑?，F(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度υ0拋出，如圖（b）所示。則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是(

)A．

B．

C．

D．參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（4分）如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場B，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴(kuò)張）趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________（填變大、變小、不變）。參考答案：收縮，變小解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。7.（9分）某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的

，溫度

，體積

。

參考答案：熱量，升高，增大解析：當(dāng)用氣球封住燒瓶，在瓶內(nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)將瓶子放到熱水中，瓶內(nèi)氣體將吸收水的熱量，增加氣體的內(nèi)能，溫度升高，由理氣方程PV/T=C可知，氣體體積增大。8.1宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)（假設(shè)三顆星的質(zhì)量均為m，引力常量為G），通常可忽略其它星體對(duì)它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：第一種形式是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，則兩顆運(yùn)動(dòng)星體的運(yùn)動(dòng)周期為

；第二種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行，周期與第一種形式相同，則三顆星之間的距離為

。參考答案：

；

9.如圖所示，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接．現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O，使物體A及圓環(huán)B靜止在圖中虛線所在的位置．現(xiàn)稍微增加力F使O點(diǎn)緩慢地移到實(shí)線所示的位置，這一過程中圓環(huán)B仍保持在原來位置不動(dòng)．則此過程中，圓環(huán)對(duì)桿摩擦力F1___

_____(填增大、不變、減小)，圓環(huán)對(duì)桿的彈力F2___

_____(填增大、不變、減小)。參考答案：不變

，

增大

10.為了測量兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連。(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動(dòng)。測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= ；(2)在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動(dòng)比較困難，有同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對(duì)木塊的拉力)，使木板B向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止。若木板B向左勻速拉動(dòng)時(shí)，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=

；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器的讀數(shù)為F2，則有F2

F1(填“>”、“=”或“<”)；參考答案：m/M

F1/Mg

=（1）木塊A勻速向左運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得，解得。（2）質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止，說明木塊受到的摩擦力和傳感器對(duì)物塊的拉力是一對(duì)平衡力。不管木板B向左如何拉動(dòng)，傳感器的拉力都跟AB之間的摩擦力大小相等，方向相反，即=F2。11.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。（1）圖線______是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的（選填“1”或“2”）；

（2）滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=__________kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________。(3)實(shí)驗(yàn)中是否要求滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量的條件?

。參考答案：（1）1（2）0.5，0.2

(3)否12.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細(xì)管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度均保持不變，下列各個(gè)描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D，吸熱

13..某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，細(xì)繩一端系在滑塊上，另一端繞過小滑輪后掛一砂桶，小砂桶內(nèi)裝一定量砂子，用墊塊將長木板固定有定滑輪的一端墊高，不斷調(diào)整墊塊的高度，直至輕推滑塊后，滑塊恰好能沿長木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；b.保持長木板的傾角不變，取下細(xì)繩和砂桶，將滑塊右端與紙帶相連，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后，釋放滑塊，讓滑塊從靜止開始加速下滑；c.取下紙帶，在紙帶上取如圖所示的A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn)，并用刻度尺測出s1、s2、s。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：若忽略滑輪質(zhì)量及軸間摩擦，本實(shí)驗(yàn)中滑塊加速下滑時(shí)所受的合外力______砂桶及砂的總重力（填“等于”“大于”或“小于”）為探究從A到B過程中，做功與物體速度變化關(guān)系，則實(shí)驗(yàn)中還需測量的量有______________________________________________________。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，請(qǐng)寫出探究結(jié)果表達(dá)式_________________________此實(shí)驗(yàn)方案存在缺陷，可能造成較大誤差，造成較大誤差的原因是_______________參考答案：（1）等于（2）砂與砂桶的重力mg、滑塊質(zhì)量M（3）

（4）第一步操作中紙帶沒有連接，而實(shí)驗(yàn)中紙帶與計(jì)時(shí)器的限位孔間存在摩擦（或滑輪有質(zhì)量、滑輪軸有摩擦）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)利用圖（甲）所示的裝置研究光的干涉和衍射，光電傳感器可用測量光屏上光強(qiáng)的分布.某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，在電腦屏幕上得到圖（乙）所示的光強(qiáng)分布，這位同學(xué)在縫屏上安裝的是

（選填“單縫”或“雙縫”）.

當(dāng)做干涉現(xiàn)象研究時(shí)，若要使干涉條紋的間距變大，可選用寬度較

的雙縫（選填“寬”或“窄”），或使縫屏與光屏間的距離

（選填“增大”或“減小”）.參考答案：單縫，窄，增大.15.（單選）在“油膜法估測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中:①下列關(guān)于油膜法實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是（

▲

）A.可以直接將油酸滴到淺水盆中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.實(shí)驗(yàn)中撒痱子粉應(yīng)該越多越好C.該實(shí)驗(yàn)中的理想化假設(shè)是將油膜看成單分子層油膜D.實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓②某老師為本實(shí)驗(yàn)配制油酸酒精溶液，實(shí)驗(yàn)室配備的器材有：面積為0.25m2的蒸發(fā)皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒體積約為1毫升），純油酸和無水酒精若干等。已知分子直徑數(shù)量級(jí)為10－10m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度（油酸與油酸酒精溶液的體積比）至多為多少？參考答案：①C;（2分）②1.5×10-3或0.15%四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，為某種透明介質(zhì)的截面圖，△AOC為等腰直角三角形，BC為半徑R=12cm的四分之一圓弧，AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)．由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射向圓心O，在AB分界面上的入射角i=45°，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑．已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為，．①判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色；②求兩個(gè)亮斑間的距離．參考答案：①設(shè)紅光和紫光的臨界角分別為C1、C2，，（1分）同理＜所以紫光在成發(fā)生全反射，而紅光在面一部分折射，一部分反射，（1分）且由幾何關(guān)系可知，反射光線與垂直，所以在處產(chǎn)生的亮斑為紅色，在處產(chǎn)生的亮斑為紅色與紫色的混合色

（2分）②畫出如圖光路圖，

（1分）設(shè)折射角為，兩個(gè)光斑分別為、，根據(jù)折射定律

求得（2分）由幾何知識(shí)可得：

解得cm（1分）由幾何知識(shí)可得為等腰直角三角形，解得=12cm所以cm．（1分）17.如圖，絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強(qiáng)電場區(qū)域，場強(qiáng)，方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場邊緣的O點(diǎn)，帶電量、質(zhì)量的物塊A在距O點(diǎn)s=2.25m處以Vo=5m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)，并與B發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有動(dòng)能損失。A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍，A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為=0.2，物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，且A的電荷量始終不變，取g=10m/S2。(1)求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大小；(2)求碰撞后瞬間A和B的速度大小；(3)討論K在不同取值范圍時(shí)電場力對(duì)A做的功。參考答案：（1）設(shè)碰撞前A的速度為v，由動(dòng)能定理……①

(2分)得：=4m/s ……②

(2分)評(píng)分細(xì)則：用和求解，正確的照樣給分（2）設(shè)碰撞后A、B速度分別為vA、vB，且設(shè)向右為正方向；由于彈性碰撞，所以有： ……③

(2分) ……④

(2分)聯(lián)立③④并將mA=kmB及v=4m/s代入得：m/s……⑤

(1分)

m/s……⑥

(1分)評(píng)分細(xì)則：a．⑤⑥沒有單位的照樣給分 b．⑤⑥兩式如果沒有將v的數(shù)值代入，即表達(dá)式含v，只要正確就同樣給分。（3）討論：（i）如果A能從電場右邊界離開，必須滿足：……⑦聯(lián)立⑤⑦代入數(shù)據(jù)，得：k＞3……⑧電場力對(duì)A做功為：WE=-qEL=-6×105×5×10-8×0.4(J)=-1.2×10-2(J)……⑨（ii）如果A不能從電場右邊界離開電場，必須滿足：……⑩聯(lián)立⑤⑩代入數(shù)據(jù)，得：k≤3……考慮到k＞1，所以在1＜k≤3范圍內(nèi)A不能從電場右邊界離開……又：

qE=3×10-2N＞μmg=2×10-2N……所以A會(huì)返回并從電場的左側(cè)離開，整個(gè)過程電場力做功為0．即：WE=0……18.如圖，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2L，兩板間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場．A板上有一小孔（忽略它對(duì)兩板間電場分布的影響），C、D為水平光滑絕緣軌道．軌道C端有一固定擋板，長為L的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣薄板Q．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q（q＞0）的小球，在電場力作用下由靜止開始從兩板間的中點(diǎn)P向左運(yùn)動(dòng)，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧．小球從接觸Q開始，經(jīng)歷一段時(shí)間把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回．由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，它的電荷量變成剛與Q接觸時(shí)電荷量的k倍（k＜1）．不計(jì)機(jī)械能損失．（1）求彈簧第一次被壓縮到最左邊時(shí)的彈性勢能；（2）設(shè)小球第n次離開Q向右運(yùn)動(dòng)（最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板），速度由