山东省泰安市第五中学2021-2022学年高三物理测试题含解析

山东省泰安市第五中学2021-2022学年高三物理测试题含解析一、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.有两根长度不同的轻质细线下面分别悬挂小球a、b，细线上端固定在同一点，若两个小球绕同一竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，相对位置关系分别如图所示，则两个摆球在运动过程中，小球a的角速度比小球b的角速度小的是（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出角速度的表达式分析即可．【解答】解：ABC、取其中一个小球分析，受力如图所示：小球做匀速圆周运动，mgtanθ=mω2Lsinθ，解得：，则Lcosθ（小球与悬挂点的高度差）越小，角速度越大，故AB错误，C正确；D、两个小球的角速度一定相等，否则绳子会绕起来，故D错误；故选：C．2.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线.小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化.下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图.关于电线充电，下列说法正确的是（

）A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电.C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电参考答案：C无线充电利用电磁感应原理。当充当底座的发射线圈中通有交表电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电。无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”。只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电。所以A、B选项错误。接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，C选项正确。3.(多选)如图所示，竖直面内固定有一个半径为R的光滑圆环，质量为m的珠子穿在环上，正在沿环做圆周运动。已知珠子通过圆环最高点时，对环的压力大小为mg/3，则此时珠子的速度大小可能是A．

B．

C．

D．参考答案：BD（提示：珠子受到的压力可能向下，也可能向上。）4.（单选）关于惯性，下列说法中正确的是（） A．静止的物体没有惯性 B． 物体运动速度大时惯性大 C．航天员在空间站中失去惯性 D． 物体在任何情况下都有惯性参考答案：考点： 惯性．分析： 一切物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关．解答： 解：A、惯性大小只与物体的质量有关，而与其他因素无关，故A错误；B、惯性的大小只与物体的质量有关，与速度无关，故B错误；C、任何物体在任何情况下都有惯性，那么就不存在没有惯性的物体，故C错误；D、任何物体在任何情况下都有惯性，故D正确；故选：D点评： 惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起．解答此题要注意：一切物体任何情况下都具有惯性．惯性只有在受力将要改变运动状态时才体现出来．5.质量分别为m1和m2的两个物体A、B，并排静止在水平地面上，如图甲所示，用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止．两物体运动的速度—时间图象分别如图乙中图线a、b所示，相关数据已在图中标出，已知m1＜m2，下列判断中正确的有()A.A、B两物体与地面的动摩擦因数一定相同B.一定有F1大于F2C.力F1对物体A所做的功一定小于力F2对物体B所做的功D.力F1的最大瞬时功率一定小于力F2的最大瞬时功率参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.小明同学在学习机械能守恒定律后，做了一个实验，将小球从距斜轨底面高h处释放，使其沿竖直的圆形轨道（半径为R）的内侧运动，在不考虑摩擦影响的情况下，（Ⅰ）若h＜R，小球不能通过圆形轨道最高点；（选填“能”或“不能”）（Ⅱ）若h=2R，小球不能通过圆形轨道最高点；（选填“能”或“不能”）（Ⅲ）若h＞2R，小球不一定能通过圆形轨道最高点；（选填“一定能”或“不一定能”）参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：小球恰好能通过圆弧轨道最高点时，重力提供向心力，根据向心力公式求出到达最高点的速度，再根据机械能守恒定律求出最小高度即可求解．解答：解：小球恰好能通过最高点，在最高点，由重力提供向心力，设最高点的速度为v，则有：

mg=m，得：v=从开始滚下到轨道最高点的过程，由机械能守恒定律得：

mgh=2mgR+解得：h=2.5R所以当h＜2.5R时，小球不能通过圆形轨道最高点，Ⅰ．若h＜R，小球不能通过圆形轨道最高点；Ⅱ．若h=2R，小球不能通过圆形轨道最高点；Ⅲ．若h＞2R，小球不一定能通过圆形轨道最高点．故答案为：Ⅰ．不能；Ⅱ．不能；Ⅲ．不一定能点评：本题的突破口是小球恰好能通过最高点，关键抓住重力等于向心力求出最高点的速度．对于光滑轨道，首先考虑能否运用机械能守恒，当然本题也可以根据动能定理求解．7.（6分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

。

参考答案：，解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；8.电梯内的水平地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定质量为m的物体。当电梯沿竖直方向匀速运动时，弹簧被压缩了x；当电梯接着做减速运动时，弹簧又被继续压缩了0.1x。重力加速度大小为g。则弹簧的劲度系数k=________；该电梯做匀速运动时的速度方向为_________，电梯做减速运动时的加速度大小是________。参考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：弹簧继续被压缩，说明弹力大于重力，加速度向上，由于是减速运动，因此速度一定是向下。）9.某同学想设计一个调光电路，现在已有下列器材：一只标有“6V，3W”的灯泡L，一只标有“12Ω，1A”的滑动变阻器，一电源电动势为12V，电源内阻不计，开关一只，导线若干．要想使调光电路的开关闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，可使灯泡由正常发光到逐渐变暗，直至熄灭．

（1）为了满足实验设计的要求还需要_________________________（填写实验器材），理由_____________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

___________________________________________

（2）请在右边的方框内画出符合设计要求的电路图．参考答案：（1）一个分压电阻R0；

若仅用现有器材设计电路其电路图如图所示，通过计算可知，当滑动触片P使灯泡正确发光时，滑动电阻器左边部分电阻为R1=7.42Ω，通过部分的电流将大于1A，所以滑动变阻器将破坏，因此不能满足灯泡正常发光的情况．

（2）电路图如图所示．10.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；11.（4分）放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔。是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成，半衰期为8天。福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有，当地政府在某次检测中发现空气样品的放射性活度为本国安全标准值的4倍。则一个核中有_______个中子、衰变成时放出的粒子为_______粒子。至少经过_______天，该空气样品中的放射性活度才会达到本国安全标准值。参考答案：78、?、1612.质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止于光滑水平面上的小车两端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度为_____________m/s，方向与（选填“甲、乙”）_____________相反。参考答案：1.5m/s，乙

13.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时该波恰好传播到x=4m处，t=0.1s时，质点a第一次到达最低点，则该波的传播速度为10m/s；t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．参考答案：解：简谐横波沿x轴的正方向传播，图示时刻a质点正向下运动，经过T第一次到达最低点，即有T=0.1s，得T=0.4s由图知λ=4m，则波速v===10（m/s）当图示时刻a质点的状态传到b点处时，质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置，则所用时间为t==s=0.6s，即t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．故答案为：10，0.6．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反应方程为___________。②质量亏损为_______________kg。参考答案：解析：或，。考点：原子核15.（7分）如图所示，一束光从空气射入玻璃中，MN为空气与玻璃的分界面．试判断玻璃在图中哪个区域内（Ⅰ或Ⅱ）？简要说明理由．并在入射光线和反射光线上标出箭头。参考答案：当光由空气射入玻璃中时，根据折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即当光由空气射入玻璃中时，入射角应该大于折射角．如图，在图中作出法线，比较角度i和γ的大小，即可得出玻璃介质应在区域?内．箭头如图所示．（7分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，．块磁铁放在铁板ABC上的A处，其中AB长为1m，BC长为0.6m，

BC与水平面夹角为，磁铁与铁板间的引力为磁铁重力的0.2倍，磁铁与铁板间的动摩擦因数，现给磁铁一个水平向左的初速度不计磁铁经过B处转向的机械能损失。求：（g取）(1)磁铁第一次到达B处的速度大小；(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小；(3)请通过计算判断磁铁最终能否再次回到到B点。参考答案：见解析17.如图所示，在—个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域I、II中，与的夹角为。—质量为m、带电量为+q的粒子以某—速度从I区的边缘点处沿与成角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于的方向经过圆心O进入II区，最后再从处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，（忽略粒子重力）。求：(1)画出粒子在磁场I和II中的运动轨迹；．(2)粒子在磁场I和II中的轨道半径和比值；(3)I区和II区中磁感应强度的大小参考答案：见解析18.如图，将质量m＝2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，杆上依次有三点A、B、C，sAB=8m，sBC=0.6m，环与杆间动摩擦因数m＝0.5，对环施加一个与杆成37°斜向上的拉力F，使环从A点由静止开始沿杆向上运动，已知t=4s时环到达B点。试求：（重力加速度g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）F的大小；（2）若到达B点时撤去力F，则环到达C点所用的时间。参考答案：解：（1）（8分）环做匀加速运动，若Fsin370<Gcos370，杆对环的弹力在垂直杆向上，N＋Fsin37°＝mgcos37°，Fcos