2021年湖北省黄石市英才中学高三物理测试题含解析

2021年湖北省黄石市英才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.（单选）下列说法正确的是(A)

A．伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是：提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论

B．牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况

C．牛顿在寻找万有引力的过程中，他没有利用牛顿第二定律，但他利用了牛顿第三定律和开普勒第三定律

D．人造地球卫星的第一宇宙速度是指卫星在近地圆轨道上的速度，是相对地球表面的速度参考答案：A2.（单选）太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍，为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为A．109 B．1011 C．1013 D．1015参考答案：B3.任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上

振动时的固有频率约为5Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率

D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率参考答案：

B4.（08年全国卷Ⅱ）对一定量的气体，下列说法正确的是A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少参考答案：答案：BC

解析：气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错。5.（单选）如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2，在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4，在1、2两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I1；在3、4两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I2，则I1∶I2为(

)A．25∶4

B．4∶25

C．9∶25

D．25∶9参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球，杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点，斜靠在质量为M的正方体上，在外力作用下保持静止，如图所示。忽略一切摩擦，现撤去外力，使杆向右倾倒，当正方体和小球刚脱离瞬间，杆与水平面的夹角为θ，小球速度大小为v，此时正方体M的速度大小为__________，小球m落地时的速度大小为__________。参考答案：，（或） 7.如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v接近光速c）。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离___▲____（选填“大于”、“等于”或“小于”）L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____。参考答案：大于

c(或光速)A测得两飞船间的距离为静止长度，地面上测得两飞船间的距离为运动长度，静止长度大于运动长度L。

根据光速不变原理，A测得该信号的速度为c(或光速)。8.如图，竖直放置的轻弹簧，下端固定，上端与质量为kg的物块B相连接．另一个质量为kg的物块A放在B上．先向下压A，然后释放，A、B共同向上运动一段后将分离，分离后A又上升了m到达最高点，此时B的速度方向向下，且弹簧恰好为原长．则从A、B分离到A上升到最高点的过程中，弹簧弹力对B做的功为J，弹簧回到原长时B的速度大小为

m/s.（m/s2）参考答案： 0, 29.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：10.用多用电表欧姆档的“×l0”倍率，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为

Ω。参考答案：欧姆表表盘读数为22Ω，由于选择的是“×l0”倍率，故待测电阻的阻值是220Ω。11.A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若运行线速度之比是v1∶v2＝1∶2，则它们运行的轨道半径之比为__________，所在位置的重力加速度之比为[jf21]

__________。参考答案：4∶1，1∶16

12.（6分）为了估算水库中水的体积，可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变6×107次，已知这种同位素的半衰期为2天，现将这瓶溶液倒入水库，8天后可以认为溶液已均匀分布在水库里，这时取1立方米水库的水样，测的水样每分钟衰变20次，由此可知水库中水的体积约为

m3（保留二位有效数字）。参考答案：

13.用欧姆表测电阻时，如发现指针偏转角度太小，为了使读数的精度提高，应使选择开关拨到较

（选填“大”或“小”）的倍率档，重新测量，测量前必须先要进行

。如图所示为使用多用表进行测量时，指针在刻度盘上停留的位置，若选择旋钮在“50mA”位置，则所测量电流的值为

mA。参考答案：大；调零；22.0三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤如下：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动，最终停在木板上D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间距离S．完成下列作图和填空：（1）根据表中数据在给定的坐标纸（如图丙）上作出F﹣G图线．（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=0.40（保留2位有效数字）（3）滑块最大速度的大小v=（用h、s、μ和重力加速度g表示．）参考答案：【考点】：探究影响摩擦力的大小的因素．【专题】：实验题；摩擦力专题．【分析】：（1）根据所测数据描点即可，注意所连的线必须是平滑的，偏离太远的点舍弃；（2）由实验图甲可知F=μG，即F﹣G图象上的直线的斜率代表动摩擦因数μ；（3）当重物P停止运动时，滑块达到最大速度，此后做匀减速运动，动摩擦因数μ在（2）中已知，根据运动规律公式v2﹣v02=2as列式即可求解．：解：（1）根据描点法在F﹣G图象上描出各点，再连接起来，如图所示；（2）由图甲可知F=μG，则F﹣G图象上的直线的斜率代表μ值的大小．由F﹣G图象可知μ=≈0.40；（3）当重物P刚好下落到地面时，滑块的速度v最大，此时滑块的位移为h，此后滑块做加速度为μg的匀减速运动，由公式v2﹣v02=2as知：滑块的最大速度vmax满足：vmax2=2μg（S﹣h），则vmax=．故答案为：（1）如图所示；（2）0.40；（3）．【点评】：本题既考查了学生实验创新能力、运用图象处理实验数据的能力，又考查了物体做匀加速运动的规律．求滑块的最大速度时，需注意重物刚落地时，滑块速度最大．15.根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验.①如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，另一端B连结两条轻绳，跨过定滑轮后各栓一细绳套，分别挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重lN)，调整滑轮的位置，稳定后结点B位于O处，记下_____和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码.②如图乙所示，取某单位长度表示lN，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处，记下测力计的读数=_______N，取下测力计.③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力的图示.(图作在答题卡上）④对比F和F的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是_____(填一个原因）参考答案：)①Ｏ的位置（2分）。②5.0③如右图所示（画好F1和F2的合力F，得2分，画好了平行四边形而对角线没有连接或没有标记得1分，没有用三角板画平行线而出现曲线得0分；沿AO画力F′，得1分；F和F′的大小和方向画在一起得1分）。④测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等。（答对其中一点得1分，其它答案合理得1分）。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.空间存在两个场区，一个是以虚线为边界、O点为圆心的半径为R匀强磁场区域，磁感应强度为B，在磁场区域的右边有一个匀强电电场区域，其宽度为R，电场与磁场区域的边界相切.现有一质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）从磁场边界上的A点以一定的初速度正对圆心O进入磁场区域，AO的连线与电场垂直，若电场区域足够长.（1）只有当粒子的初速度大于某个值v1，粒子才能进入电场区域，求v1多大？（2）若粒子的初速度时，粒子恰能从电场中的P点以垂直于电场的速度飞出电场区域，求匀强电场的场强E多大？（3）若在电场区域右边界上以垂直于电场向左的初速度将该粒子抛出，粒子恰好不能进入磁场区域，求抛出点与P点的距离s.参考答案：（1）由题意知，粒子的速率为v1时对应的在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由，（2）当粒子的速度为v2时，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，，得，设粒子离开磁场时速度偏向角为，则，粒子在电场中水平方向做匀速直线运动，设运动时间为t1，有竖直方向做匀变速直线运动，有，解得：（3）设粒子在电场中运动的时间为t2，粒子离开电场时的速度偏转了角，则：，解得：则由几何知识可判断，粒子粒子速度为v2时进入电场的位置和粒子速度为v3时离开磁场的位置为同一位置，设两种情况下粒子在电场中竖直方向偏移的距离分别为y1、y2，则=，当粒子轨迹与圆的上部相切时，抛出点与P点间的距离当粒子轨迹与圆的下部相切时，抛出点与P点间的距离：17.如图所示，一质量m=0.1kg、电量q=1.0×10-5C的带正电小球（可视作点电荷），它在一高度和水平位置都可以调节的平台上滑行一段距离后平抛，并沿圆弧轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平，已知圆弧半径R=1.0m，平台距AB连线的高度h可以在0.2m-0.8m之间调节。有一平行半径OA方向的匀强电场E，只存在圆弧区域内。为保证小球从不同高度h平抛，都恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，小球平抛初速度v0和h满足如图所示的抛物线，同时调节平台离开A点的距离合适。不计空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）小球在空中飞行的最短时间t；（2）平台离开A的水平距离x范围；（3）当h=0.2m且E=2.5×104N/C时，小球滑到最低点C点的速度v；（4）为了保证小球在圆轨道内滑动到C点的速度都是（3）中的v，则电场力F（F=qE）的大小应与平台高度h满足的关系。（通过列式运算说明）参考答案：（1）当平台高度为0.2m时，空中飞行的最短时间t==0.2s（2）因为小球从不同高度h平抛，都恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，所以小球进入圆弧轨道时时的速度方向不变，设此速度与竖直方向成α角。tgα==v02=2ghtan2α由图像中当h=0.8m时，v0=3m/s代入上式得9=2×10×0.8×tg2αtgα=0.75

α=370

则θ=1060所以v02=11.25h当h=0.2m时,v0=1.5m/s平台离开A的最小距离为s1=v0t=1.5×0.2=0.3m同理得平台离开A的最大距离为s2=v0=3×=1.2m（3）小球到达A点时的速度vA===2.5m/s从A点到C点，由动能定理得mgR(1-cos530)-qER(1-cos530)=mvC2-mvA2代入数据，解得vC=3.5m/s（4）从A点到C点，由动能定理得mgR(1-cos530)-FR(1-cos530)=mvC2-mvA2=mvC2-m

=mvC2-m代入数据得32F=125h-17或18.如图所示，在xOy平面的第一象限内，分布有沿x轴负方向的场强E=×104N/C的匀强电场，第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场，第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM，平板上开有一个小孔P，P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管，管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子，假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m／s，此时有粒子通过准直管进入电场,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电，比荷为×l07C／kg，重力不