2021年湖北省黃石市英才中學(xué)高三物理測(cè)試題含解析

2021年湖北省黃石市英才中學(xué)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.（單選）下列說(shuō)法正確的是(A)

A．伽利略在探究物體下落規(guī)律的過(guò)程中用到的科學(xué)方法是：提出問(wèn)題、猜想、數(shù)學(xué)推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、合理外推、得出結(jié)論

B．牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例情況

C．牛頓在尋找萬(wàn)有引力的過(guò)程中，他沒(méi)有利用牛頓第二定律，但他利用了牛頓第三定律和開(kāi)普勒第三定律

D．人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度是指衛(wèi)星在近地圓軌道上的速度，是相對(duì)地球表面的速度參考答案：A2.（單選）太陽(yáng)圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度約為地球公轉(zhuǎn)速度的7倍，軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的2×109倍，為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有恒星的質(zhì)量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽(yáng)質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為A．109 B．1011 C．1013 D．1015參考答案：B3.任何物體都有自己的固有頻率。研究表明，如果把人作為一個(gè)整體來(lái)看，在水平方向上

振動(dòng)時(shí)的固有頻率約為5Hz。當(dāng)工人操作風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機(jī)等振動(dòng)機(jī)械時(shí)，操作者在水平方向?qū)⒆鍪芷日駝?dòng)。在這種情況下，下列說(shuō)法正確的是A．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于他自身的固有頻率B．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于機(jī)械的振動(dòng)頻率C．為了保證操作者的安全，振動(dòng)機(jī)械的頻率應(yīng)盡量接近人的固有頻率

D．為了保證操作者的安全，應(yīng)盡量提高操作者的固有頻率參考答案：

B4.（08年全國(guó)卷Ⅱ）對(duì)一定量的氣體，下列說(shuō)法正確的是A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，氣體溫度就越高C．氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的D．當(dāng)氣體膨脹時(shí)，氣體分子之間的勢(shì)能減小，因而氣體的內(nèi)能減少參考答案：答案：BC

解析：氣體分子距離遠(yuǎn)大于分子大小，所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和，A項(xiàng)錯(cuò)；溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，是表示分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量，B項(xiàng)正確；氣體壓強(qiáng)的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C項(xiàng)正確；氣體膨脹，說(shuō)明氣體對(duì)外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)能變化情況，D項(xiàng)錯(cuò)。5.（單選）如圖所示，某一導(dǎo)體的形狀為長(zhǎng)方體，其長(zhǎng)、寬、高之比為a∶b∶c=5∶3∶2，在此長(zhǎng)方體的上下、左右四個(gè)面上分別通過(guò)導(dǎo)線引出四個(gè)接線柱1、2、3、4，在1、2兩端加上恒定的電壓U，通過(guò)導(dǎo)體的電流為I1；在3、4兩端加上恒定的電壓U，通過(guò)導(dǎo)體的電流為I2，則I1∶I2為(

)A．25∶4

B．4∶25

C．9∶25

D．25∶9參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球，桿的下端用鉸鏈固接于水平地面上的O點(diǎn)，斜靠在質(zhì)量為M的正方體上，在外力作用下保持靜止，如圖所示。忽略一切摩擦，現(xiàn)撤去外力，使桿向右傾倒，當(dāng)正方體和小球剛脫離瞬間，桿與水平面的夾角為θ，小球速度大小為v，此時(shí)正方體M的速度大小為_(kāi)_________，小球m落地時(shí)的速度大小為_(kāi)_________。參考答案：，（或） 7.如題12B-2圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v（v接近光速c）。地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，則A測(cè)得兩飛船間的距離___▲____（選填“大于”、“等于”或“小于”）L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為_(kāi)__▲____。參考答案：大于

c(或光速)A測(cè)得兩飛船間的距離為靜止長(zhǎng)度，地面上測(cè)得兩飛船間的距離為運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度，靜止長(zhǎng)度大于運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度L。

根據(jù)光速不變?cè)恚珹測(cè)得該信號(hào)的速度為c(或光速)。8.如圖，豎直放置的輕彈簧，下端固定，上端與質(zhì)量為kg的物塊B相連接．另一個(gè)質(zhì)量為kg的物塊A放在B上．先向下壓A，然后釋放，A、B共同向上運(yùn)動(dòng)一段后將分離，分離后A又上升了m到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)B的速度方向向下，且彈簧恰好為原長(zhǎng)．則從A、B分離到A上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)B做的功為J，彈簧回到原長(zhǎng)時(shí)B的速度大小為

m/s.（m/s2）參考答案： 0, 29.如圖所示，一個(gè)半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)。已知，該球體對(duì)光的折射率為，則它從球面射出時(shí)的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：10.用多用電表歐姆檔的“×l0”倍率，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為

Ω。參考答案：歐姆表表盤(pán)讀數(shù)為22Ω，由于選擇的是“×l0”倍率，故待測(cè)電阻的阻值是220Ω。11.A.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)行線速度之比是v1∶v2＝1∶2，則它們運(yùn)行的軌道半徑之比為_(kāi)_________，所在位置的重力加速度之比為[jf21]

__________。參考答案：4∶1，1∶16

12.（6分）為了估算水庫(kù)中水的體積，可取一瓶無(wú)毒的放射性同位素的水溶液，測(cè)得瓶?jī)?nèi)溶液每分鐘衰變6×107次，已知這種同位素的半衰期為2天，現(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫(kù)，8天后可以認(rèn)為溶液已均勻分布在水庫(kù)里，這時(shí)取1立方米水庫(kù)的水樣，測(cè)的水樣每分鐘衰變20次，由此可知水庫(kù)中水的體積約為

m3（保留二位有效數(shù)字）。參考答案：

13.用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，如發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小，為了使讀數(shù)的精度提高，應(yīng)使選擇開(kāi)關(guān)撥到較

（選填“大”或“小”）的倍率檔，重新測(cè)量，測(cè)量前必須先要進(jìn)行

。如圖所示為使用多用表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，指針在刻度盤(pán)上停留的位置，若選擇旋鈕在“50mA”位置，則所測(cè)量電流的值為

mA。參考答案：大；調(diào)零；22.0三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過(guò)水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動(dòng)木板，等彈簧秤讀數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終停在木板上D點(diǎn)（未與滑輪碰撞），測(cè)量C、D間距離S．完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定的坐標(biāo)紙（如圖丙）上作出F﹣G圖線．（2）由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40（保留2位有效數(shù)字）（3）滑塊最大速度的大小v=（用h、s、μ和重力加速度g表示．）參考答案：【考點(diǎn)】：探究影響摩擦力的大小的因素．【專(zhuān)題】：實(shí)驗(yàn)題；摩擦力專(zhuān)題．【分析】：（1）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)即可，注意所連的線必須是平滑的，偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍棄；（2）由實(shí)驗(yàn)圖甲可知F=μG，即F﹣G圖象上的直線的斜率代表動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）當(dāng)重物P停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊達(dá)到最大速度，此后做勻減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)μ在（2）中已知，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式v2﹣v02=2as列式即可求解．：解：（1）根據(jù)描點(diǎn)法在F﹣G圖象上描出各點(diǎn)，再連接起來(lái)，如圖所示；（2）由圖甲可知F=μG，則F﹣G圖象上的直線的斜率代表μ值的大?。蒄﹣G圖象可知μ=≈0.40；（3）當(dāng)重物P剛好下落到地面時(shí)，滑塊的速度v最大，此時(shí)滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運(yùn)動(dòng)，由公式v2﹣v02=2as知：滑塊的最大速度vmax滿足：vmax2=2μg（S﹣h），則vmax=．故答案為：（1）如圖所示；（2）0.40；（3）．【點(diǎn)評(píng)】：本題既考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力、運(yùn)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，又考查了物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．求滑塊的最大速度時(shí)，需注意重物剛落地時(shí)，滑塊速度最大．15.根據(jù)要求，完成“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn).①如圖甲所示，把白紙固定在木板上后，再把木板豎立在桌面上，用圖釘把橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端B連結(jié)兩條輕繩，跨過(guò)定滑輪后各栓一細(xì)繩套，分別掛上3個(gè)鉤碼和4個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼重lN)，調(diào)整滑輪的位置，穩(wěn)定后結(jié)點(diǎn)B位于O處，記下_____和兩條輕繩的方向，取下滑輪及鉤碼.②如圖乙所示，取某單位長(zhǎng)度表示lN，用力的圖示作出兩條輕繩的拉力F1和F2;再用一把彈簧測(cè)力計(jì)把結(jié)點(diǎn)萬(wàn)也拉至O處，記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)=_______N，取下測(cè)力計(jì).③在圖丙作出F1和F2的合力F及拉力的圖示.(圖作在答題卡上）④對(duì)比F和F的大小和方向，發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的，其可能的原因是_____(填一個(gè)原因）參考答案：)①Ｏ的位置（2分）。②5.0③如右圖所示（畫(huà)好F1和F2的合力F，得2分，畫(huà)好了平行四邊形而對(duì)角線沒(méi)有連接或沒(méi)有標(biāo)記得1分，沒(méi)有用三角板畫(huà)平行線而出現(xiàn)曲線得0分；沿AO畫(huà)力F′，得1分；F和F′的大小和方向畫(huà)在一起得1分）。④測(cè)量存在誤差；作圖沒(méi)有畫(huà)準(zhǔn)；彈簧測(cè)力計(jì)自身重力的影響；滑輪與繩之間的摩擦力等。（答對(duì)其中一點(diǎn)得1分，其它答案合理得1分）。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.空間存在兩個(gè)場(chǎng)區(qū)，一個(gè)是以虛線為邊界、O點(diǎn)為圓心的半徑為R勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在磁場(chǎng)區(qū)域的右邊有一個(gè)勻強(qiáng)電電場(chǎng)區(qū)域，其寬度為R，電場(chǎng)與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界相切.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計(jì)）從磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)以一定的初速度正對(duì)圓心O進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，AO的連線與電場(chǎng)垂直，若電場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng).（1）只有當(dāng)粒子的初速度大于某個(gè)值v1，粒子才能進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，求v1多大？（2）若粒子的初速度時(shí)，粒子恰能從電場(chǎng)中的P點(diǎn)以垂直于電場(chǎng)的速度飛出電場(chǎng)區(qū)域，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E多大？（3）若在電場(chǎng)區(qū)域右邊界上以垂直于電場(chǎng)向左的初速度將該粒子拋出，粒子恰好不能進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，求拋出點(diǎn)與P點(diǎn)的距離s.參考答案：（1）由題意知，粒子的速率為v1時(shí)對(duì)應(yīng)的在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由，（2）當(dāng)粒子的速度為v2時(shí)，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，，得，設(shè)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度偏向角為，則，粒子在電場(chǎng)中水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，有豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，有，解得：（3）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)了角，則：，解得：則由幾何知識(shí)可判斷，粒子粒子速度為v2時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的位置和粒子速度為v3時(shí)離開(kāi)磁場(chǎng)的位置為同一位置，設(shè)兩種情況下粒子在電場(chǎng)中豎直方向偏移的距離分別為y1、y2，則=，當(dāng)粒子軌跡與圓的上部相切時(shí)，拋出點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離當(dāng)粒子軌跡與圓的下部相切時(shí)，拋出點(diǎn)與P點(diǎn)間的距離：17.如圖所示，一質(zhì)量m=0.1kg、電量q=1.0×10-5C的帶正電小球（可視作點(diǎn)電荷），它在一高度和水平位置都可以調(diào)節(jié)的平臺(tái)上滑行一段距離后平拋，并沿圓弧軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平，已知圓弧半徑R=1.0m，平臺(tái)距AB連線的高度h可以在0.2m-0.8m之間調(diào)節(jié)。有一平行半徑OA方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，只存在圓弧區(qū)域內(nèi)。為保證小球從不同高度h平拋，都恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)進(jìn)入光滑豎直圓弧軌道，小球平拋初速度v0和h滿足如圖所示的拋物線，同時(shí)調(diào)節(jié)平臺(tái)離開(kāi)A點(diǎn)的距離合適。不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，求：（1）小球在空中飛行的最短時(shí)間t；（2）平臺(tái)離開(kāi)A的水平距離x范圍；（3）當(dāng)h=0.2m且E=2.5×104N/C時(shí)，小球滑到最低點(diǎn)C點(diǎn)的速度v；（4）為了保證小球在圓軌道內(nèi)滑動(dòng)到C點(diǎn)的速度都是（3）中的v，則電場(chǎng)力F（F=qE）的大小應(yīng)與平臺(tái)高度h滿足的關(guān)系。（通過(guò)列式運(yùn)算說(shuō)明）參考答案：（1）當(dāng)平臺(tái)高度為0.2m時(shí)，空中飛行的最短時(shí)間t==0.2s（2）因?yàn)樾∏驈牟煌叨萮平拋，都恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)進(jìn)入光滑豎直圓弧軌道，所以小球進(jìn)入圓弧軌道時(shí)時(shí)的速度方向不變，設(shè)此速度與豎直方向成α角。tgα==v02=2ghtan2α由圖像中當(dāng)h=0.8m時(shí)，v0=3m/s代入上式得9=2×10×0.8×tg2αtgα=0.75

α=370

則θ=1060所以v02=11.25h當(dāng)h=0.2m時(shí),v0=1.5m/s平臺(tái)離開(kāi)A的最小距離為s1=v0t=1.5×0.2=0.3m同理得平臺(tái)離開(kāi)A的最大距離為s2=v0=3×=1.2m（3）小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度vA===2.5m/s從A點(diǎn)到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理得mgR(1-cos530)-qER(1-cos530)=mvC2-mvA2代入數(shù)據(jù)，解得vC=3.5m/s（4）從A點(diǎn)到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理得mgR(1-cos530)-FR(1-cos530)=mvC2-mvA2=mvC2-m

=mvC2-m代入數(shù)據(jù)得32F=125h-17或18.如圖所示，在xOy平面的第一象限內(nèi)，分布有沿x軸負(fù)方向的場(chǎng)強(qiáng)E=×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第四象限內(nèi)分布有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二、三象限內(nèi)分布有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在x軸上有一個(gè)垂直于y軸的平板OM，平板上開(kāi)有一個(gè)小孔P，P處連接有一段長(zhǎng)度d=lcm內(nèi)徑不計(jì)的準(zhǔn)直管，管內(nèi)由于靜電屏蔽沒(méi)有電場(chǎng)。y軸負(fù)方向上距O點(diǎn)cm的粒子源S可以向第四象限平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射a粒子，假設(shè)發(fā)射的a粒子速度大小v均為2×105m／s，此時(shí)有粒子通過(guò)準(zhǔn)直管進(jìn)入電場(chǎng),打到平板和準(zhǔn)直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子帶正電，比荷為×l07C／kg，重力不