2021年安徽省宣城市上庄镇中学高三物理测试题含解析

2021年安徽省宣城市上庄镇中学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.玩具弹簧枪等弹射装置的工作原理可简化为如下模型：光滑水平面有一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一自由端位于O点，用一滑块将弹簧的自由端（与滑块未拴接）从O点压缩至A点后由静止释放，如图所示。则滑块自A点释放后运动的v－t图象可能是下图中的（

）参考答案：C2.如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑平行金属导轨MN、PQ处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属导轨接触良好，在两根导轨的端点M、P之间连接一电阻；其它部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在杆ab上，使杆ab由静止开始在导轨上向右滑动，运动中杆ab始终垂直于导轨．图乙为一段时间内杆ab受到的安培力F安随时间t的变化图象．设回路中的感应电流为i，ab杆运动的速度为v，加速度为a，则图丙中各物理量随时间t的变化图象正确的是(

)

参考答案：CD3.（单选）一带电粒子射入一正点电荷的电场中，运动轨迹如图所示，粒子从A运动到B，则（）A．粒子带正电B．粒子的动能一直变大C．粒子的加速度先变大后变小D．粒子在电场中的电势能先变大后变小参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；电势能．分析：根据轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向，从而判断出带电粒子的电性，根据动能定理，判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．解答：解：A、从轨迹形状上可判断粒子受到了引力作用，所以粒子应带负电，A错误；B、从A点运动到B，电场力先做正功再做负功，根据动能定理，动能先增大，后减小，故B错误；C、不管粒子怎样运动，粒子在靠近点电荷时受到的电场力在变大，加速度变大，远离时受到的电场力在变小，加速度变小，C正确；D、靠近时电场力做正功，电势能减小，远离时电场力做负功，电势能增加，D错误．故选：C点评：解决本题的关键掌握根据轨迹的弯曲方向判断出合力的方向，以及根据电场力做功判断出电势能的变化．4.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间?t第一次出现如图（b）所示的波形，则该波的

(

)

A．周期为?t，波长为8L.B.周期为?t，波长为8L/?tC．周期为2?t/3，波速为12L/?tD．周期为2?t/3，波长为8L.参考答案：CD5.某物体沿直线运动的位移﹣时间图象如图所示，从图象可以判断正确的是（）A．运动时速度大小始终不变B．2s末速度为零，位移为6mC．物体在前3s内的平均速度大小为4m/sD．C点和H点速度方向相同参考答案：D【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】物体的位移图象表示位移随时间变化的规律，图线的斜率等于速度，物体的位移大小等于纵坐标之差．速度的正负表示速度的方向．平均速度等于位移与时间之比．由此分析即可．【解答】解：A、根据位移时间图象的斜率等于速度，可知，物体的速度大小作周期性变化，故A错误．B、由位移﹣时间图象可知：物体做往复运动，2s末位移为0，速度不为0；故B错误．C、3s内位移为0，故平均速度为0；故C错误．D、C点和H点的斜率均为负值，故C点和H点速度方向相同．故D正确．故选：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因。参考答案：(1)0.16

(0.15也算对)

（2）（见图）

（3）未计入砝码盘的重力7.某同学采用如图3所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。a.按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；c.保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，再重复步骤b；d.算出每条纸带对应的加速度的值;e.用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F)，作出a-F图象。①在步骤d中，该同学是采用v--t图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为___________m/s；②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中，如图5所示。T=0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中，并作出小车运动的v-t图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a=_______m/s2；③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是A.本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比B.小车的加速度可能大于重力加速度gC.可以确定小车的质量约为0.50kgD.实验中配重的质量m远小于小车的质量M参考答案：8.简谐波沿x轴正方向传播，已知轴上x1=0m和x2=1m两处的质点的振动图线如图所示，又知此波的波长大于1m，则此波的传播速度v＝________m/s．

参考答案：

答案：

9.某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22KV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为__________。要将2.2KV的电压升高到22KV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝。参考答案：答案：100；1800解析：由于电线的电阻不变，相同的功率，以不同的电压输送时，输送电流也不同。设输送功率为P，则有，而在电线上损耗功率为，所以有损失的功率与输送电压的平方成反比，两种输电方式的输送电压之比为，所以损失功率之比为，即前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为100。理想变压器没有能量损失，原副线圈的电压比等于匝数比。所以副线圈的匝数为原线圈匝数的10倍，等于1800匝。10.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图可知普朗克常量为___________Js，金属的极限频率为

Hz（均保留两位有效数字）参考答案：11.如图所示是一定质量的理想气体状态变化过程中密度随热力学温度变化的曲线，则由图可知：从A到B过程中气体

（吸热、放热），从B到C过程中，气体的压强与热力学温度的关系为

（P与T成正比，P与T的平方成正比）参考答案：吸热

P与T的平方成正比12.近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为

，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过

次衰变，

次衰变．（3）静止的氡核（）放出一个速度为v0的粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误

B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；

故选：BD．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为．

设经过了n次α衰变，m次β衰变．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．

则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由题意得，释放的核能E=+解得E=【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．

根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．

先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．13.(选修模块3－4)（4分）如图所示为一列简谐横波t=0时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s。则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为________，此时刻起，质点c的振动方程是：____cm。

参考答案：

答案：2:1（2分）

y=15cos10πt（2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.小明同学到实验室去做《验证力的平行四边形定则》的实验时看见实验桌上有一把20分度的游标卡尺，他立即用游标卡尺测量了钢笔套的长度，如图（a）所示，则钢笔套的长度为____

_mm．（2）随后小明开始做《验证力的平行四边形定则》的实验，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图（b）所示。先用两个弹簧秤钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，结点被拉到某一位置O，此时记下两个弹簧测力计的读数F1和F2和两细绳的方向.请完成下列问题：①F1的读数如图（c）所示（只画出了弹簧秤的一部分）则F1=_______N.②小明再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，应该使结点拉到_______________，记下弹簧测力计的读数，并记下

．参考答案：（1）10.55（2分）（2）①1.22～1.24②同一位置O

细绳的方向15.为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，应用位移传感器设计图甲所示的实验装置．位移传感器连接计算机，让木块从倾斜木板上的P点由静止释放，描绘出木块到传感器的距离x随时间t的变化图象如图乙所示．（1）根据图象计算出t=0.4s时木块的速度v=

m/s，木块的加速度a=

m/s2．（2）为测量动摩擦因数μ，还需测量的是

，计算μ的表达式为μ=

．（已知当地的重力加速度为g）参考答案：（1）0.4，1.0；（2）木板的倾角θ，．【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【分析】（1）由于滑块在斜面上做匀加速直线运动，所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；（2）为了测定动摩擦力因数μ还需要测量的量是木板的倾角θ．【解答】解：（1）根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，得0.4s末的速度为：v=m/s=0.40m/s，0.2s末的速度为：v′==0.2m/s，则木块的加速度为：a==m/s2=1.0m/s2．（2）选取木块为研究的对象，木块沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ﹣μmgcosθ得：μ=，所以要测定摩擦因数，还需要测出木板的倾角θ；故答案为：（1）0.4，1.0；（2）木板的倾角θ，．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在水平地面上有一个长L=1.5m，高h=0.8m的长方体木箱，其质量为M=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.3。在它的上表面的左端放有一质量为m=4kg的小铁块，铁块与木箱间的摩擦不计。开始它们均静止。现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N。（g=10m/s2）求：（1）经过多长时间铁块从木箱上滑落？（2）铁块滑落前后木箱的加速度与大小之比。（3）铁块着地时与木箱右端的水平距离S。参考答案：（1）（5分）

（2分）

代入数据得：

（1分）

（2分）（2）（4分）

（2分）代入数据得：

（1分）

（1分）（3）（5分）

（2分）

（1分）

17.（计算）如图所示，A、B是水平传送带的两个端点，起初以v0=1m/s的速度顺时针运转．今将一小物块（可视为质点）无初速度地轻放在A处，同时传送带以a0=1m/s2的加速度加速运转，物体和传送带间的动摩擦因素为0.2，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道CPN，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角1350的圆弧，PN为其竖直直径，C点与B点的竖直距离为R，物体离开传送带后由C点恰好无碰撞落入轨道．取g=10m/s2，求：（1）物块由A端运动倒B端所经历的时间．（2）AC间的水平距离（3）判断物体能否沿圆轨道到达N点．参考答案：（1）物块由A端运动倒B端所经历的时间为3s．（2）AC间的水平距离为8.6m（3）物体不能沿圆轨道到达N点考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力解：（1）物体离开传送带后由C点无碰撞落入轨道，则得在C点物体的速度方向与C点相切，与竖直方向成45°，有vcx=vcy，物体从B点到C作平抛运动，竖直方向：vcy=gt3水平方向：xBC=vBt3（vB=vcx）得出vB=vcx=vcy=4m/s物体刚放上传送带时，由牛顿第二定律有：μmg=ma得：a=2m/s2物体历时t1后与传送带共速，则有：at1=v0+a0t1，t1=1s得：v1=2m/s＜4m/s故物体此时速度还没有达到vB，且此后的过程中由于a0＜μg，物体将和传送带以共同的加速度运动，设又历时t2到达B点vB=v1+a0t2得：t2=2s所以从A运动倒B的时间为：t=t1+t2=3s

AB间的距离为：s==7m（2）从B到C的水平距离为：sBC=vBt3=2R=1.6m所以A到C的水平距离为：sAC=s+sBC=8.6m（3）物体能到达N点的速度要求：mg=解得：=m/s对于小物块从C到N点，设能够到达N位置且速度为v′N，由机械能守恒得：=解得：v′N=＜vN故物体不能到达N点．答：（1）物块由A端运动倒B端所经历