山西省忻州市楊胡聯(lián)合學(xué)校2021年高三物理測試題含解析

山西省忻州市楊胡聯(lián)合學(xué)校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．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖所示，實(shí)線為A、B兩點(diǎn)電荷形成的電場線，一僅在電場力作用下的帶電粒子從C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)，軌跡如圖虛線所示，則下列說法中正確的是（）A．粒子帶負(fù)電荷B．A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量C．帶電粒子由C到D的過程中電場力對其做負(fù)功D．帶電粒子由C到D的過程中動能增加參考答案：解：A、據(jù)帶電粒子僅在電場力作用下從C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的軌跡，可判斷所受電場力大體指向彎曲一側(cè)，結(jié)合某點(diǎn)的切線方向，即為速度方向，從而判斷粒子帶正電，故A錯誤；B、據(jù)電場線的疏密程度可知，A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量；故B正確．CD、據(jù)電場線的分布情況可知，帶電粒子從C到D的過程中，電場力的方向與運(yùn)動方向大于900，電場力對其做負(fù)功，電勢能增大，動能減小，故C正確，D錯誤．故選：BC．2.如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑。已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60㎏，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零。如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3ｓ,那么該消防隊(duì)員（

）A．下滑過程中的最大速度為4m／sB．加速與減速過程的時(shí)間之比為1∶2C．加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為1∶7D．加速與減速過程的位移大小之比為1∶4參考答案：CB3.（單選）正點(diǎn)電荷的電場線如圖所示，a、b是電場中的兩點(diǎn)。下列說法中正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定等于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度B．a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度

C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢一定小于b點(diǎn)的電勢D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢一定等于b點(diǎn)的電勢參考答案：B4.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，質(zhì)點(diǎn)振幅為2cm，已知在t=0時(shí)刻相距4cm的兩個質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是1cm，但速度方向相反，其中a質(zhì)點(diǎn)的速度沿y軸負(fù)方向，如圖2所示。則A．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距離為半波長的奇數(shù)倍B．t=0時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的加速度相同C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的速度最大時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)的速度為零[來源:學(xué)&科&網(wǎng)]D．當(dāng)b質(zhì)點(diǎn)的位移為+2cm時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)的位移為正參考答案：B5.（多選）如圖所示，a為豎直平面內(nèi)的半圓環(huán)acb的水平直徑，c為環(huán)上最低點(diǎn)，環(huán)半徑為R。將一個小球從a點(diǎn)以初速度沿ab方向拋出，設(shè)重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。

A．當(dāng)小球的初速度時(shí)，掉到環(huán)上時(shí)的豎直分速度最大B．當(dāng)小球的初速度時(shí)，將撞擊到環(huán)上的圓弧ac段C．當(dāng)取適當(dāng)值，小球可以垂直撞擊圓環(huán)D．無論取何值，小球都不可能垂直撞擊圓環(huán)參考答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.將一彈性繩一端固定在天花板上O點(diǎn)，另一端系在一個物體上，現(xiàn)將物體從O點(diǎn)處由靜止釋放，測出物體在不同時(shí)刻的速度v和到O點(diǎn)的距離s，得到的v－s圖像如圖所示。已知物體及位移傳感器的總質(zhì)量為5kg，彈性繩的自然長度為12m，則物體下落過程中彈性繩的平均拉力大小為_________N，當(dāng)彈性繩上的拉力為100N時(shí)物體的速度大小為________m/s。（不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）參考答案：75，15.5（15.48～16）7.如圖所示，有一塊無限大的原來不帶電的金屬平板MN，現(xiàn)將一個帶電量為+Q的點(diǎn)電荷放置于板右側(cè)的A點(diǎn)，并使金屬板接地。已知A點(diǎn)離金屬板MN的距離為d，C點(diǎn)在A點(diǎn)和板MN之間，AC⊥MN，且AC長恰為。金屬平板與電量為+Q的點(diǎn)電荷之間的空間電場分布可類比______________（選填“等量同種電荷”、“等量異種電荷”）之間的電場分布；在C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度EC=______________。參考答案：（1）等量異種電荷

(2)8.如圖所示為某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙測定半圓形玻璃磚折射率實(shí)驗(yàn)的記錄情況，虛線為半徑與玻璃磚相同的圓，在沒有其它測量工具的情況下，只需由坐標(biāo)紙即可測出玻璃磚的折射率．則玻璃磚所在位置為圖中的

參考答案：9.（8分）如圖電路中，電鍵K1，K2，K3，K4均閉合，在平行板電容器C的極板間懸浮著一帶電油滴P，（以下各空填“懸浮不動”、“向上加速”或“向下加速”）（1）若斷開K1，則P將_______（2）若斷開K2，則P將________（3）若斷開K3，則P將_______（4）若斷開K4，則P將_______

參考答案：（1）則P將繼續(xù)懸浮不動（2）則P將向上加速運(yùn)動。（3）P將加速下降。（4）P將繼續(xù)懸浮不動。10.(1)小明用電源頻率為50Hz的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含復(fù)寫紙）做“探究質(zhì)量一定

時(shí)，加速度與合力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。①在不掛配重，平衡摩擦力過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶如圖（乙）所示，紙帶A端與小車相連。要使小車做勻速直線運(yùn)動，墊木應(yīng)向____移動。②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A、C兩點(diǎn)過程中，小車通過的距離為____cm。③打B點(diǎn)時(shí)小車的速度是__________m/s④打AC兩點(diǎn)過程中，小車的平均加速度大小為____m/s2。

（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）(2)在測定一根粗細(xì)均勻合金絲Rx的電阻率的實(shí)驗(yàn)中．

I．利用螺旋測微器測定合金絲的直徑，示數(shù)如圖(a)所示，則可讀得合金絲的直徑

為____mm.

Ⅱ．待測合金絲Rx的電阻約為5Ω．提供的儀器有：

A．電壓表V（內(nèi)阻約為10kΩ，量程為3V）

B．電流表A1(內(nèi)阻約為3Ω，量程為0.6A)

C．電流表A2(內(nèi)阻約為0.1Ω，量程為3A)

D．滑動變阻器R(阻值為0-5Ω，額定電流為2A)

E．電源E（電動勢為5V，內(nèi)電阻為1Ω）

F．一個開關(guān)、若干導(dǎo)線①要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電流表應(yīng)選____．（填序號）②某同學(xué)根據(jù)以上儀器，按圖（b）連接實(shí)驗(yàn)線路，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化范圍較窄，現(xiàn)請你用筆在圖（b）中畫一條線對電路進(jìn)行修改，使電流表示數(shù)的變化范圍變寬．

③此電路其測量結(jié)果比真實(shí)值偏___________（填“大”或“小”）．參考答案：(1)①左（1分）②16.20（2分）③0.41（3分）④0.50（3分）

(2)I.0.609(0.608-0.610)(3分)Ⅱ．①B(2分)；②作圖（3分，分壓均可）；③?。?分）

11.如圖所示，在帶電量為Q的點(diǎn)電荷B的電場中，質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷A僅在電場力作用下以速度v繞B沿順時(shí)針方向作勻速圓周運(yùn)動，則B帶_____（選填“正”或“負(fù)”）電，電荷A作圓周運(yùn)動的半徑r=__________。（靜電力常量為k）參考答案：答案：正，12.某同學(xué)在做測定木板與木塊間的動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案．方案A：木板固定，用彈簧測力計(jì)拉動木塊．如圖(a)所示．方案B：彈簧固定，用手拉動木板，如圖(b)所示．除了實(shí)驗(yàn)必需的彈簧測力計(jì)、木板、木塊、細(xì)線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200g的砝碼若干個．(g＝10m/s2)(1)上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的是方案________(2)該同學(xué)在重2N的木塊上加放了2個砝碼，彈簧測力計(jì)穩(wěn)定后的示數(shù)為1．5N,則木板與木塊間的動摩擦因數(shù)μ＝________.參考答案：13.某研究性學(xué)習(xí)小組對“不同類型的運(yùn)動鞋底在相同平面上滑動時(shí)摩擦力的大小”進(jìn)行了探究，如圖所示。他們先測出每只不同類型運(yùn)動鞋的質(zhì)量，再往質(zhì)量小的鞋子里均勻擺放砝碼，使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等。接著用彈簧測力計(jì)先后勻速拉動不同類型的運(yùn)動鞋，使它們沿水平桌面滑動，讀取各次彈簧測力計(jì)的讀數(shù)。(1)探究中“使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等”，這是采用了

研究方法。(2)測量時(shí)，沿水平方向勻速拉動運(yùn)動鞋，則此時(shí)運(yùn)動鞋所受滑動摩擦力與彈簧測力計(jì)拉力的大小

。這種測摩擦力的方法是

(選填“直接”或“間接”)測量法。參考答案：（1）控制變量法（2）相等，間接三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3-5）（4分）已知氘核質(zhì)量2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，核質(zhì)量為3.0150u。A、寫出兩個氘核聚變成的核反應(yīng)方程___________________________________。B、計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（1u=931.5Mev）C、若兩氘以相等的動能0.35MeV作對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的核和中子的動能各是多少？（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）參考答案：

答案：a、

b、在核反應(yīng)中質(zhì)量的虧損為Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u=0.0035u所以釋放的核能為0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反應(yīng)前總動量為0，反應(yīng)后總動量仍為0，

所以氦核與中子的動量相等。

由EK=P2/2m得

EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev

EHe=E/4=0.99Mev15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時(shí)，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運(yùn)動的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬球，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，高平行軌道中夠長。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。（1）求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大小。（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。（3）若將磁場II的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場II時(shí)速度大小為v3，要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a，求所加外力F。隨時(shí)參考答案：解析：（1）以導(dǎo)體棒為研究對象，棒在磁場I中切割磁感線，棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動，由牛頓第二定律，得mg－BIL＝ma，式中l(wèi)＝r

式中＝4R

由以上各式可得到

（2）當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過磁場II時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即

式中

解得

導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，有

得

此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為

根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率，即

＝

所以，＝

（3）設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后經(jīng)過時(shí)間t的速度大小為，此時(shí)安培力大小為

由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動，有根據(jù)牛頓第二定律，有F＋mg－F′＝ma

即

由以上各式解得17.如圖，光滑水平面上有一輛勻質(zhì)平板車，平板車右端固定有質(zhì)量不計(jì)的豎直擋板，左端靠在傾角θ=37°的斜面底端。一個小滑塊從離斜面底端h高處無初速度釋放，滑上平板車后恰好不會落地。已知滑塊與平板車的質(zhì)量相等，滑塊與斜面及平板車間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，滑塊從斜面滑上平板車的過程速度大小不變，滑塊與擋板撞擊過程時(shí)間極短且無動能損失，重力加速度大小為g，忽略其它摩擦，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求滑塊在斜面上的運(yùn)動時(shí)間t；(2)求滑塊撞擊擋板時(shí)滑塊離斜面底端的距離s；(3)若將平板車左邊一半去掉后放回斜面底端，滑塊仍從原處釋放，求其離開平板車時(shí)的速度大小v。參考答案：（1）（2）（3）【詳解】（1）設(shè)滑塊得質(zhì)量為m，下滑距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系：，在下滑過程中，根據(jù)牛頓第二定律有：，位移關(guān)系：，聯(lián)立解得（2）設(shè)滑塊滑到底端時(shí)速度為：，設(shè)平板車長度為L，滑塊滑上車與車相對靜止得過程中，對系統(tǒng)根據(jù)動量守恒有：，能量守恒有：，同理滑