2021年高三物理测试题含解析

2021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.（多选）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)。一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。下列说法中正确的是A．电子在磁场中运动的时间为B．电子在磁场中运动的时间为C．磁场区域的圆心坐标为D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－L)参考答案：BD

试题分析：设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，电子在磁场中偏转角600，为由几何关系，解得轨迹半径，电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，-L）；电子在磁场中的运动周期，电子在磁场中的运动时间；由几何关系，得b点的坐标为，所以磁场区域的圆心坐标为，正确选项为B、D。考点：本题考查了带电粒子在磁场中的偏转问题。2.下列器件，没有使用温度传感器来控制其电路工作的是（

）A．调温电熨斗

B．动圈式话筒

C．电饭锅

D．自动控温热水器参考答案：B3.如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时

A．灯L变亮

B．各个电表读数均变大C．因为U1不变，所以P1不变

D．P1变大，且始终有P1=P2参考答案：D4.（单选）在如图所示的足够大匀强磁场中，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，则可以确定的是（） A．两粒子一定带有相同的电荷量 B． 两粒子一定带同种电荷 C．两粒子一定有相同的比荷 D． 两粒子一定有相同的动能参考答案：考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据题意应用周期公式分析答题．解答： 解：粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：T=，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，两粒子在磁场中运动时间都为半个周期，它们的运动时间相同，说明它们的周期相同，由于两粒子在同一磁场中做圆周运动，磁感应强度B相同，由T=可知，两粒子一定有相同的比荷，无法确定它们的电荷量、电性、动能是否相同，故ABD错误，C正确；故选：C．点评： 本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、应用周期公式即可正确解题．5.一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立△t时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）。甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，则A.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t)，地面对运动员做的功为0B.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2)，地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)C.运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t)，运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)D.运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2)，运动员对重物做的功为0参考答案：AC【详解】因运动员将重物缓慢上举，则可认为是平衡状态，地面对运动员的支持力为：(M+m)g，整个过程的时间为(t1+t2+△t)，根据I=Ft可知地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t)；因地面对运动员的支持力没有位移，可知地面对运动员做的功为0，选项A正确，B错误；运动员对重物的作用力为Mg，作用时间为(t1+t2+△t)，根据I=Ft可知运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t)，重物的位移为(h1+h2)，根据W=Fs可知运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)，选项C正确，D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，则它们的速率

▲

，它们通过该磁场所用时间

▲

。参考答案：7.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议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）物块减速运动过程中加速度的大小为=

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：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

8.据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为_________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为＿＿＿＿＿Ｗ。参考答案：1.15×104

N；

5.74×103

W。9.气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图所示），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：弹簧劲度系数k2k3k4k5k6kv（m/s）0.711.001.221.411.581.73v2（m2/s2）0.501.001.491.992.492.99v3（m3/s3）0.361.001.822.803.945.18（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图所示，读得d=

m；（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v=

；（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是

。参考答案：（1）1.62×10-2

（2）d/t

(3)W与v2成正比10.如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点。现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是

；经过O点时速度大小为

。参考答案：先减小后增大；11.（5分）某学生在做“研究平抛运动的实验”中，忘记小球做平抛运动的起点位置，他只得到如图所示的一段轨迹，建立如图所示坐标系，则该物体做平抛运动的初速度为

。()

参考答案：解析：从点开始，物体沿竖直方向依在连续相等的时间内的位移分别为，，则由公差公式计算出,再根据水平方向的位移，解得。12.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（

）A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车的总质量，小车所受外力，（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，13.如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为＿＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿。(静电力恒量为k)参考答案：答案：，水平向左(或垂直薄板向左)

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用多用电表的欧姆档来测量电压表的内阻，如图甲所示．先将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的

接线柱（选填“+”或“﹣”），测量结果如图乙所示，电压表的电阻为

Ω．该同学要测量一节干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择：A．电流表（0～0.6A～3A）B．电压表（0～3V）C．滑动变阻器R（0～15Ω，5A）D．滑动变阻器R′（0～50Ω，1A）E．定值电阻R0为1ΩF．开关S及导线若干本次实验的原理图如图丙，则滑动变阻器应选

（填器材前的字母序号）．按照原理图连接好线路后进行测量，测得数据如下表所示．待测量12345I/A0.110.200.300.400.50U/V1.371.351.331.321.29由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，试分析引起情况的原因是

．现将上述器材的连线略加改动就可使电压表的示数变化更明显，请在图丁中按改动后的原理图完成连线．参考答案：解：（1）用多用电表的欧姆档时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则红表笔接电压表的负极．欧姆表表盘示数为40，选择开关旋到“×100”档，即倍率为100，则最后读数为：100×40=4000Ω（2）待测电阻的电阻值比较大，为了能有效控制电路，并且能方便实验操作，滑动变阻器应选小电阻C；路端电压随电路电流的增大而减小，由表中实验数据可知，实验时电压表示数变化太小，这是由于电源内阻太小造成的；为使电压表示数变化明显，可以把定值电阻与电源串联组成等效电源，这样可以增大电源内阻，使电压表示数变化明显，电路图如图所示：故答案为：（1）﹣；4000；（2）C；电源的内阻太小；电路图如图所示．【考点】测定电源的电动势和内阻；伏安法测电阻．【分析】（1）欧姆表是测量电阻的仪表，把被测电阻串联在红黑表笔之间，欧姆表电流是从黑表笔流出红表笔流入．欧姆表的测量值等于表盘示数乘以倍率．（2）为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；根据闭合电路欧姆定律分析表中实验数据，然后答题；如果电源内阻太小，则电压表示数变化不明显，可以给电源串联一个定值电阻组成等效电源，增大电源内阻，使电压表示数变化明显．15.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1．5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：直流电源（电动势3.0V，内阻不计）电流表A1（量程3A，内阻约0.1Ω）电流表A2（量程600mA，内阻约5Ω）电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A）滑动变阻器R2（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）（1）在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）．（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图．（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为___________．（4）下图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线。若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=______W（保留两位有效数字）。（若需作图，可直接画在图中）参考答案：(1).A2、V1、R1

(2).如图所示(3).h

(4).0．37W（0．35W~0．38W）

（2）分压式+外接法，电路图如下图所示．考点：考查描绘小电珠的伏安特性曲线．【名师点睛】描绘小灯泡的伏安持性曲线实验中要注意实验中的原理及接法；要求学生熟练应用分压接法；并能正确应用图象分析实际问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图是利用传送带装运煤块的示意图．其中，传送带长L=20m，倾角θ＝37°，煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H＝1.8m，与运煤车车箱中心的水平距离x＝1.2m．现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)其质量为2kg，煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动．要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径r.（提示：要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零）(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t．（3传送带由于传送煤块多消耗多少电能？（提示：煤块传到顶端过程中，其机械能增加，煤块与传送带摩擦生热.）参考答案：解：(l）由平抛运动的公式，得，

（2分）代人数据解得

（1分）煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，由牛顿第二定律得

（2分）代人数据得r=0.4m

（1分）

（2）由牛顿第二定律F=ma得

（2分）

由得加速过程

（2分）（3）s=at2/2

S=5m

（1分）S带=vt=10m

（1分）

=S带-S=5m

(1分)由能量守恒得E=mgLsin370+mv2+f

(2分)代人数据得E=308J

(1分)17.如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E和匀强磁场B1，E的大小为0.5×103V/m，B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域．一段时间后，小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0，-10)，N点的坐标为(0，30)，不计粒子重力，g取10m/s2．（