山东省聊城市凤凰中学2021年高三物理测试题含解析

山东省聊城市凤凰中学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，两段长度均为l、粗细不同的铜导线a、b良好接触，接在某一直流电路中。巳知铜导线单位体积内的自由电荷数是一个定值，当在这段特殊的导线ab所在空间加一垂直导线的勻强磁场时，关于两部分导线所受的安培力及内部自由电荷定向移动所受洛伦兹力的说法中，正确的是（

）A.a、b所受到的安培力大小相等B.a导线所受到的安培力小于b所受到的安培力C.a、b中自由电荷所受洛伦兹力平均值大小相等D.a中自由电荷所受洛伦兹力平均值大于b中自由电荷所受洛伦兹力平均值参考答案：BD2.如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成，一个小滑块从距轨道最低点B为h的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦。则（

）A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h最小为2.5RB．若h=2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mgC．若h=2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R参考答案：ACD要使物体能通过最高点D，则由mg=m可得：v=；即若速度小于物体无法达到最高点；若大于等于，则可以通过最高点做平抛运动；由机械能守恒定律可知，，解得，选项A正确。若h=2R，由A至C，由机械能守恒可得，在C点，由牛顿第二定律有，解得，由牛顿第三定律可知选项B错误。小滑块不能通过D点，将在C、D中间某一位置即做斜上抛运动离开轨道，故C正确。由机械能守恒可知选项D正确．本题应选ACD。3.如图所示，质量为M的光滑半球形容器放在光滑水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块（可视为质点）位于容器的P点，OP与水平方向成θ角，在水平恒力F的作用下，与容器保持相对静止做加速运动，下列关系正确的是（）A．小滑块所受支持力FN=mgtanθB．小滑块所受支持力FN=C．水平恒力F=D．水平恒力F=参考答案：C【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【分析】对HUA块受力分析，受重力、推力和支持力，运用正交分解法求出加速度a和支持力，再对整体运用牛顿第二定律求水平恒力F；【解答】解：对滑块受力分析，如图所示：竖直方向受力平衡条件，有：，得水平方向：，得，故AB错误；对整体，根据牛顿第二定律：F=（M+m）a解得：，故C正确，D错误；故选：C4.在实验室中，两组同学分别探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。（1）甲组同学使用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）装置进行实验，如图所示，①是固定在小车上位移传感器的发射器部分，②是接收部分。在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，利用图示装置，改变小车的质量，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-1/M关系图线。①如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为右图中的____________。（填“甲”或“乙”或“丙”）②该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，如右图所示，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（2）乙组同学利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来进行实验。①做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=

；经过光电门2时的速度表达式v2=

，滑块加速度的表达式a=

。（以上表达式均用已知字母表示）。②为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h，如图所示。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小参考答案：（1）①丙

②C（2）①

②BC5.（多选题）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止．移动过程中（）A．细线对小球的拉力变大 B．斜面对小球的支持力变大C．斜面对地面的压力变大 D．地面对斜面的摩擦力变小参考答案：AD【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】取小球为研究对象，根据平衡条件得到拉力、支持力与绳子和斜面夹角的关系式，即可分析其变化；对斜面研究，由平衡条件分析地面对斜面的支持力和摩擦力，即可分析斜面对地面的压力变化．【解答】解：A、B设物体和斜面的质量分别为m和M，绳子与斜面的夹角为θ．取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力T，则由平衡条件得斜面方向：mgsinα=Tcosθ①垂直斜面方向：N+Tsinθ=mgcosα②使小球沿斜面缓慢移动时，θ增大，其他量不变，由①式知，T增大．由②知，N变小，故A正确，B错误．C、D对斜面和小球整体分析受力：重力（M+m）g、地面的支持力N′和摩擦力f、绳子拉力T，由平衡条件得f=Nsinα，N变小，则f变小，N′=（M+m）g+Ncosα，N变小，则N′变小，由牛顿第三定律得知，斜面对地面的压力也变小．故C错误，D正确．故选：AD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体做自由落体运动，把其全程自上而下分为三段，物体通过三段所用的时间之比为1：2：3，则这三段的位移之比为

，这三段中物体的平均速度之比为

[LU21]

。参考答案：7.图为一小球做平抛运动时闪光照片的一部分，图中背景是边长5cm的小方格。问闪光的频率是

Hz；小球经过B点时的速度大小是

m/s。（重力加速度g取10m/s2）参考答案：10；2.5

8.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行，逆水时用1.5h，顺水时用1h，则往返一次的平均速度为________，平均速率为_________。参考答案：0，0.8km/h9.如右图所示，有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱，其中第3、4块固定在地面上，每块石块的两个面间所夹的圆心角为37°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为：

参考答案：

10.某课外兴趣小组拟用如图甲所示的装置研究滑块的运动情况．所用实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、秒表、带滑轮的木板以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验时滑块在钩码的作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆沿垂直于纸带运动的方向摆动。漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置（如图乙所示）。①在乙图中，测得AB间距离10.0cm，BC间距离15.0cm，若漏斗完成72次全振动的时间如图丙所示，则漏斗的振动周期为

s．用这种方法测的此滑块的加速度为

m/s2.（结果均保留两位有效数字）②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：

．(写出一种原因即可)参考答案：）①0.50；0.20②漏斗的重心变化（或液体痕迹偏粗、阻力变化等）11.我国交流电的周期为________，频率为________，1min内电流方向改变了___次。参考答案：0.02s

50Hz

6000次。12.如图，在匀强磁场中，单位长度质量为m0的“U型”金属导线可绕水平轴OO′转动，ab边长为L1，bc边长为L2．若导线中通以沿abcd方向的电流I，导线保持静止并与竖直方向夹角为θ，则磁场的磁感应强度至少为，此时方向为沿ba方向．参考答案：考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析．解答：解：对导体棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如图所示：根据平衡条件，当安培力与ab边垂直向上时，安培力最小，为：FA=mgsinθ故磁感应强度为：B=sinθ根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上故答案为：，沿ba方向点评：本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向，基础题．13.一列简谐横波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

方向传播（填“正”或“负”），波速大小为

m/s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移为

m。参考答案：负、5

、－0.05三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“探究合力与分力的关系”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置Ｏ．①从图甲可读得弹簧秤Ｂ的示数为

Ｎ．②为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的

（填“图示”或“示意图”）来表示分力与合力．③图乙中与F1、F2效果相同的力是

(填“F”或“F′”)．④图乙中方向一定沿AO方向的力是

(填“F”或“F′”)．参考答案：①3.8；②图示；③F′；④F′。15.某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式F=mrω2。(1)把转动频率可调的小电动机固定在支架上，转轴竖直向下，将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上；(2)在转动轴正下方固定一不可伸长的细线，小电动机转轴与细线连接点记为0。细线另一端穿过小铁球的球心并固定；(3)启动电动机，记录电动机的转动频率f，当小球转动稳定时，将摇臂平台向上移动，无限接近转动的小球；(4)关闭电动机，测量O点到摇臂平台的高度h；(5)改变电动机的转动频率，重复上述实验。探究小组的同学除了测量以上数据，还用游标卡尺测量了小球的直径D，如图所示，读数为___mm；本实验____（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量；请你根据所记录的O点到摇臂平台的高度h和小球的直径D，重力加速度为g，若所测物理量满足g=___则F=mrω2成立。（用所测物理量符号表示）参考答案：

(1).10.52

(2).不需要

(3).【详解】游标卡尺的读数为：；设细线与竖直方向的夹角为，根据实验原理可得：由几何关系得：联立以上三式解得：根据上式可知，实验中不需要测量小球的质量。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量m=1kg的小滑块（可视为点）放在质量M=1kg的长木板右端，木板放在光滑水平面上。木板与滑块之间摩擦系数μ=0.1，木板长L=75cm。开始二者均静止。现用水平恒力F沿板向右拉滑块，如图1-5所示。试求：

（1）为使滑块和木板以相同的速度一起滑动，力F应满足什么条件？

（2）用水平恒力F沿板方向向右拉滑块，要使滑块在0.5s时间从木板右端滑出，力F应多大？（3）滑块刚刚从木板上滑出时，滑块和木板滑行的距离各多大？取g=10m/s2。

参考答案：（1）F≤1N，（2）F=8N，（3）s木=0.875m；s块=0.125m。17.如图示，摩托车做腾跃特技表演，以v0=10m/s的初速度冲上顶部水平的高台，然后从高台水平飞出，若摩托车冲向高台过程中以额定功率1.8kw行驶，所经时间为16s，人和车的总质量为180kg，台高h=6m，不计一切阻力，（g取10m/s2）求：（1）摩托车从高台水平飞出的速度v；（2）摩托车飞出的水平距离S是多少？参考答案：见解析18.如图所示，用不计重力的轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活