2021年浙江省杭州市丁兰实验中学高三物理联考试题含解析

1、2021年浙江省杭州市丁兰实验中学高三物理联考试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示，在x-y直角坐标系(x水平y竖直)中有一抛物线，该抛物线满足y=0.2x2 。现在将一光滑的铁丝按抛物线折弯，并将铁丝的顶端与o位置重合。某时刻将一小环（内径略大于铁丝直径）套在铁丝上端并以某一初速度沿着铁丝从o点沿x轴正方向抛出。（g=10ms-2）,下列说法正确的是a由于小环一定沿着铁丝运动，所以小环做平抛运动b若小环的初速度为5m/s,小环与铁丝之间没有挤压c若小环的初速度为4m/s,小环做平抛运动d若小环的初速度为5m/s,小环在p点的速度

2、为参考答案：bd2. 有关物体的运动速度和加速度的说法正确的是a物体运动的速度越大，加速度也一定越大b物体的加速度越大，它的速度一定越大c加速度反映速度变化的快慢，与速度无关d速度变化越快，加速度一定越大参考答案：cd3. （单选）在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（） a 伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法 b 奥斯特实验表明了电流周围的磁场方向跟电流方向的关系 c 卡文迪许通过扭秤实验，较准确地测出了静电力常量 d 安培的分子环形电流假说可以用来解释通电导线周围存在磁场这一现象参考答案：解：a、伽利略对自由落体

3、的研究，开创了研究自然规律的科学方法，故a正确；b、奥斯特实验表明了电流周围的磁场方向跟电流方向的关系，故b正确；c、卡文迪许通过扭秤实验，较准确地测出了引力常量，故c错误；d、安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核作圆周运动故可以解释磁化、退磁现象，通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故不能解释电流为什么能产生磁场故d错误；故选：ab4. 使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙近度v1的关系是。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。不计其他星球的

4、影响。则该星球的第二宇宙速度为  a、   b、  c、   d、参考答案：5. 如图所示，质量为2kg的物体在水平恒力f的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为x=t2+t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g=10m/s2，以下结论正确的是（    ）         a匀变速直线运动的初速度为1m/s         b物体

5、的位移为12m时速度为7m/s         c水平恒力f的大小为4n         d水平恒力f的大小为12n参考答案：abd二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。如图为测定风力的实验装置图。其中cd是一段水平放置的长为l的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于o点，另一端悬挂

6、小球p，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在c点接触，oc=h；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。(1)已知电源电动势为e，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与o点和c点相连，球p的质童为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小f与电压表示数u的关系为f=_。(2)研究小组的同学猜想:风力大小f可能与风速大小v和球半径r这两个因数有关，于是他们进行了实验后获得了如下数据：(下表中风速v的单位为m/s，电压u的单位为v，球半径r的单位为m)根据表中数据可知，风力大小f与风速大小v和球半径r的关系是_(比例系数用k表示)。参考答案

7、：    (1).     (2). 【详解】(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，设金属丝与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得，风力。金属丝与电阻丝交点与c点间长度为，电阻；由串联分压规律可知电压表示数。联立解得：。(2)由表中数据可得，在球半径一定的情况下，电压表示数与风速成正式，则风力大小与风速成正比，即与成正比。由球的体积公式、密度公式和可得，；在风速一定的情况下，球半径增大到原来的两倍，电压表示数减小为原来的，可得风速一定的条件下，风力与半径的关系为与成正比。综上，风力大小与风速大小和球半径的关系是。7. （1） 如图所示，

8、质量为m的小铁块a以水平速度v0冲上质量为m、长为l、置于光滑水平面c上的木板b，正好不从木板上掉下.已知a、b间的动摩擦因数为，此时长木板对地位移为s，则这一过程中木板增加的动能           ；小铁块减少的动能               ；系统产生的热量        

9、;        （2） 一个电量为q =+105 c的电荷从电场中的a点移动b点，克服电场力做功0。006j，则a、b两点的电势差为             v，若选a点电势能为零，则b点电势为_v，电荷在b点电势能为_ j（3）质量为2t的货车在水平路面上以额定功率2×105 w启动，阻力为车重的0.1倍，由静止开始行驶100m完成启动达到最大速度，则该汽车行驶的最大速度为 

10、0;       , 启动时间为         （4） 在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下可供选择的实验器材：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键其中不必要的器材是_，缺少的器材是                    在用打

11、点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，o为第一个点，a、b、c为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g9.80 m/s2.那么：i） 纸带的_端(选填“左”或“右”)与重物相连；ii） 根据图上所得的数据，应取图中o点和_点来验证机械能守恒定律参考答案：(1)、 (2)-600、600、0.006(3)100m/s、51s(4) （1）根据动能定理，对a、b单独分析，再对系统分析即可解答。（2）,克服电场力做功，即电

12、场力做负功，代入已知数据即可解答。（3），代入已知数据即可解答。（4）正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，根据这个关系判断那一端连接重物验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能ep=mgh和增加的动能ek=mv2之间的关系，所以我们要选择能够测h和v的数据8. 如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在与它垂直的、磁感应强度为b的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面a和下侧面a之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应实验表明，当磁场不太强时，电势差u、电流i和磁感强度b

13、之间的关系为，式中的比例系数k称为霍尔系数霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差 设电流i是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体上侧面a的电势_下侧面a的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）（2）电子所受的洛伦兹力的大小为_（3）当导体上、下两侧之间的电势差为u时，电子所受的静电力的大小为_（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍

14、尔系数为k，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。参考答案：（1）导体中定向移动的是自由电子，结合左手定则，应填低于。（2）   （3）（或）（4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有又通过导体的电流强度以上两式联列，并将代入得9. 为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b将弹簧测力计挂在绳

15、扣上，测出在不同拉力f1、f2、f3的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3； c以橡皮条的伸长量l为横坐标，以对应的拉力f为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出f-l图象；d计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量l1、l2、l3；e根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功f. 根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是 _；（2）实验中，该同学作出的f-l图象如图所示，从图象可求出l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_j，计算出l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_j.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是_参考答案：（1）abdcef&#

16、160;   （2）0.11  ， 0.11    （3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量10. （多选）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的a、b两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系图线如图所示，其中p点电势最低，且apbp，则（） a p点的电场强度大小为零 b q1的电荷量大于q2的电荷量 c q1和q2是同种电荷，但不一定是正电荷 d 负电荷从p点左侧移到p点右侧，电势能先减小后增大参考答案： 解：a、在p点，x图线切线斜率为零，则p点的电场强度大小为零故a正确  

17、0; b、p点的电场强度大小为零，说明q1和q2两点电荷在p点产生的场强大小相等，方向相反，由公式e=k，apbp，则q1的电荷量大于q2的电荷量故b正确    c、a到p的电势降低，从p到b电势升高，则电场线方向a到p，再从p到b，则q1和q2是同种电荷，一定是正电荷故c错误    d、负电荷从p点左侧移到p点右侧，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小故d错误故选ab11. 一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为r(比细管的半径大得多)，圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点).a球的质量为m1，b球的

18、质量为m2.它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0.设a球运动到最低点时，b球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、r与v0应满足的关系式是.参考答案：答案：  解析：首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图，如图所示.a球在圆管最低点必受向上的弹力n1，此时两球对圆管的合力为零，m2必受圆管向下的弹力n2，且n1n2据牛顿第二定律a球在圆管的最低点有n1m1gm1              

19、0;            同理b球在最高点有m2gn2m2         b球由最高点到最低点机械能守恒2m2gr                    又n1n2由式解得v012. 某同学将力传感器固定在小车上，然

20、后把绳的一端固定在传感器控钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的af图象；  (1)图线不过坐标原点的原因是                          ； （2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量 

21、               (填“是”或“否”)；          (3)由图象求出小车和传感器的总质量为       kg。参考答案：13. 经过核衰变成为，共发生了         次衰变，   

22、60;     次衰变。       i的半衰期是5天，12g的i经过15天后剩下         g.参考答案：4；2；1.5三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （8分）请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？参考答案：水的沸点随液面上方气压的增大而升高；力的平衡；压强；熔点（熔化）。解析：高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一，以物理角度看：高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面高压

23、锅的基本原理就是利用增大锅内的气压，来提高烹饪食物的温度，从而能够比较快的将食物煮熟。15. （12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则： （1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为            mm。（2）从声源振动开始经过      s，位于x=68m的观测者开始听到声音。（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？参考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，m、n为两块带等量异种电荷的平行金属板，s1、s2为板上正对的小孔，n板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为b，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与s1、s2共线的o点为原点，向上为正方向建立x轴m板左侧电子枪发射出的热电子经小孔s1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略(1)