山东省莱芜市苗山中学2021年高三物理联考试题含解析

山东省莱芜市苗山中学2021年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，两个直立的气缸由管道连通。具有一定质量的活塞a、b用钢性杆固连，可在气缸内无摩擦地移动。缸内及管中封有一定质量的气体，整个系统处于平衡状态。大气压强不变。现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时

(

)（A）活塞向下移动一点，缸内气体压强不变（B）活塞向下移动一点，缸内气体压强增大（C）活塞向上移动一点，缸内气体压强减小（D）活塞的位置没有改变，缸内气体压强增大参考答案：A2.如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，

同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（

）

A．三种情况下物体损失的机械能△E3＞△E2＞△E1B．三种情况下摩擦产生的热量Q1＝Q2＜Q3C．到达底端的速度v1＞v2＞v3D．运动的时间t1＜t2＜t3参考答案：BC3.（多选题）如图（a），直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图（b）所示，设a、b两点的电势分别为、，场强大小分别为、，粒子在a、b两点的电势能分别为、，不计重力，则有A．＞

B．＞C．＜

D．＞参考答案：BD4.某控制电路如图所示，主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红绿两个指示灯，当电位器的触片滑向a端时，下列说法正确的是(

)

A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮参考答案：B5.如图所示，质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个F=10N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到2.8m/s时，在其右端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数μ＝0.20。假定小车足够长,g=10m/s2。则下列说法正确的是（

）A．煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动B．小车一直做加速度不变的匀加速直线运动C．煤块在3s内前进的位移为9mD．小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m参考答案：D试题分析：根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：μFN＝ma1，FN?mg＝0，代入数据解得：a1＝2m/s2

刚开始运动时对小车有：F?μFN＝Ma2，解得：a2＝0.6m/s2

，经过时间t，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：v1＝a1t，车的速度为：v2＝v+a2t，v1＝v2，解得：t=2s，以后煤块和小车一起运动，根据牛顿第二定律：F＝(M+m)a3，a3＝m/s2

一起以加速度a3＝m/s2

做运动加速运动，故选项AB错误；在2s内小黑煤块前进的位移为：x1＝a1t2＝×2×22m＝4m，然后和小车共同运动1s时间，此1s时间内位移为：x′1＝v1t′+a3t′2＝4.4m，故煤块在3s内前进的位移为4+4.4m=8.4m，故选项C错误；在2s内小黑煤块前进的位移为：x1＝a1t2＝×2×22＝4m，小车前进的位移为：x2＝v1t+a2t2＝2.8×2+×0.6×22＝6.8m，两者的相对位移为：△x＝x2?x1＝6.8?4＝2.8m，故选项D正确．故选D.考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解，难度适中。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光电效应和

都证明光具有粒子性，

提出实物粒子也具有波动性。参考答案：康普顿效应，德布罗意7.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2

大于8.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz.图乙①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_______和______之间某时刻开始减速．②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)③物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值______(填“偏大”或“偏小”)．参考答案：9.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

10.如图所示，光滑斜面的倾角为q，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向。挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为_______，斜面受到两个小球压力大小之比为__________。参考答案：1/cosq，1/cos2q11.一同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如下图所示。A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中计数点间还有若干个点未标出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1，BD间的距离为S2，则打B点时小车运动的速度＝

，小车运动的加速度a=

。参考答案：

12.如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．（1）使电容器带电后与电源断开①将左极板上移，可观察到静电计指针偏转角变大（选填变大，变小或不变）；②将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角变小（选填变大，变小或不变）；③两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角变小（选填变大，变小或不变）；④由此可知平行板电容器的电容与两板正对面积、两板距离和两板间介质有关有关．（2）下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有AA．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代．参考答案：考点：电容器的动态分析．专题：电容器专题．分析：（1）抓住电容器的电荷量不变，根据电容的决定式C=判断电容的变化，结合U=判断电势差的变化，从而得出指针偏角的变化．（2）静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况．静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．解答：解：（1）①根据电容的决定式C=知，上移左极板，正对面积S减小，则电容减小，根据U=知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大．②根据电容的决定式C=知，将极板间距离减小时，电容增大，根据U=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．③根据电容的决定式C=知，两板间插入一块玻璃，电容增大，根据U=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．④由此可知平行板电容器的电容与两板正对面积、两板距离和两板间介质有关；（2）A、B、静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况．故A正确，B错误．C、D、静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转．故CD错误．故选：A．故答案为：（1）变大，变小，变小，两板正对面积、两板距离和两板间介质有关；（2）A．点评：解决本题的关键知道静电计测量的是电容器两端的电势差，处理电容器动态分析时，关键抓住不变量，与电源断开，电荷量保持不变，结合电容的决定式和定义式进行分析．13.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰，第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为

。（g取10m/s2）参考答案：5三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律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1所示，两根间距为l1的平行导轨PQ和MN处于同一水平面内，左端连接一阻值为R的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中．一质量为m、横截面为正方形的导体棒CD垂直于导轨放置，棒到导轨左端PM的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻．（1）若CD棒固定，已知磁感应强度B的变化率随时间t的变化关系式为，求回路中感应电流的有效值I；（2）若CD棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度B随时间t变化的关系式为B=kt．求从t=0到CD棒刚要运动，电阻R上产生的焦耳热Q；（3）若CD棒不固定，不计CD棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为B．现对CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动．请在图2中定性画出外力F随时间t变化的图象，并求经过时间t0，外力F的冲量大小I．参考答案：解：（1）根据法拉第电磁感应定律回路中的感应电动势所以，电动势的最大值Em=kl1l2由闭合电路欧姆定律由于交变电流是正弦式的，所以感应电流的有效值I=Im解得，（2）根据法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势根据闭合电路欧姆定律CD杆受到的安培力当CD杆将要开始运动时，满足：FA=fm由上式解得：CD棒运动之前，产生电流的时间所以，在时间t内回路中产生的焦耳热Q=I2Rt=fml2（3）CD棒切割磁感线产生的感应电动势E=Bl1v时刻t的感应电流CD棒在加速过程中，根据由牛顿第二定律F﹣BIl1=ma解得：根据上式，可得到外力F随时间变化的图象如图所示，由图象面积可知：经过时间t0，外力F的冲量I解得：答：（1）回路中感应电流的有效值I为；（2）从t=0到CD棒刚要运动，电阻R上产生的焦耳热Q为fml2；（3）在图2中定性画出外力F随时间t变化的图象如图所示，经过时间t0，外力F的冲量大小I为+mat0．17.（15分）如图所示为一种获得高能粒子的装置．环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场．质量为m、电量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板．原来电势都为零，每当粒子经过A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速．每当粒子离开B板时，A板的电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行的半径不变．（设极板间距远小于R）（1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，经电场加速后，离开B板在环开磁场中绕行，求粒子绕行第1圈时的速度v1和磁感应强度B1；（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行n圈所需的总时间t；（3）在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可以始终保持为+U？为什么？参考答案：见解析解：（1）粒子绕行第一圈电场做功一次，由动能定理：即第1次回到B板时的速度为：绕行第1圈的过程中，由牛顿第二定律：

得（2）粒子在每一圈的运动过程中，包括在AB板间加速过程和在磁场中圆周运动过程．在AB板间经历n次加速过程中，因为电场力大小相同，故有：

t总=t1+t2+t3+…+tn

由于每一圈速度不同，所以每一圈所需时间也不同．由第一问题计算可知，第1圈：．第2圈：第n圈：.则：第1圈：第2圈：第n圈：

综上：绕行n圈过程中在磁场里运动的时间

（3）不可以，因为这样粒子在A、B之间飞行时电场力做功qU使之加速，在A、B之外飞行时，电场又对其做功﹣qU使之减速，粒子绕行一圈，电场对其做的总功为零，能量不会增大．答：（1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，经电场加速后，离开B板在环开磁场中绕行，则粒子绕行第1圈时的速度：和磁感应强度；（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，则粒子绕行n圈所需的总时间间；（3）不可以，因为这样粒子在A、B之间飞行时电场力做功qU使之加速，在A、B之外飞行时，电场又对其做功﹣qU使之减速，粒子绕行一圈，电场对其做的总功为零，能量不会增大．18.（17分）在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴