安徽省淮北市中学2021年高三物理测试题带解析

安徽省淮北市中学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. 甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，其v一t图象如图所示。

关于两车的运动情况，下列说法正确的是
A.在t=1s时，甲、乙相遇
B.在t=2s时，甲、乙的运动方向均改变
C.在t=4s时，乙的加速度方向改变
D.在t= 2s一t=6s内，甲相对乙做匀速直线运动
参考答案：
2. 沿x轴正向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播
速度为40m/s，则t=s时( )
A．质点M对平衡位置的位移一定为负值
B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同
D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
参考答案：
CD
3. （单选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交变电流，图中R’为可变电阻，R为定值电阻，下列说法中正确的是A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为(V)
B．电压表V2的示数为36 V
C．R’减小时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大
D．R’减小时，变压器原线圈的输人功率减小
参考答案：
B
4. 100个大小相同、质量均为m无摩擦的球体如图所示，静止放置于两相互垂直且光滑的平面上，平面AB与水平面夹角为300，则第二个球对第三个球的作用力大小为
A．0.5mg B．49mg
C．48mg D．98mg
参考答案：
B
5. 在19世纪60年代建立经典电磁理论，并预言了电磁波存在的物理学家是
（A）麦克斯韦（B）法拉第（C）赫兹（D）奥斯特
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. 用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。

下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，它们分别是：
①___________________________；②___________________________；
③___________________________；④___________________________。

（2）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量
m= kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=（重力加速度g取10m/s2）。

参考答案：
7. 在测定金属丝电阻率的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，一次的测量结果如图所示．图中读数为_________mm。

参考答案：
螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×35.6=0.356mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=0.5mm+0.356mm=0.856mm.
8. 做匀加速直线运动的物体，在第3s内运动的位移为10m，第5s内的位移是14 m，则物体的加速度大小为m/s2，前5s内的位移是m，第5s末的瞬时速度
是
m/s。

参考答案：
2 36 15
9. 如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反
射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．
(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每大格(5小格)对应的时间为2.50×10－3 s，则圆盘的转速为 r/s.(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 cm.(保留3位有效数字)
参考答案：
10. （6分）如图所示，在光滑的水平面上，有一个弹簧振子，在振动过程中当弹簧压缩到最短时，突然加上一个沿水平向右的恒力，此后振子的振幅将 (填“变大”、“变小”、“不变”)
参考答案：
变大
11. 质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图像如图所示。

球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。

设球受到的空气阻力大小恒为f，取g＝10m/s2，则：弹性球受到的空气阻力f的大小为________N，弹性球第一次碰撞后反弹的高度h为________m。

参考答案：
0.2N 3/8
12. （2分）如图所示，将甲、乙、丙球(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲球从圆心A出发做自由落体运动，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D，丙球沿圆弧轨道从C点(且C点靠近D点)运动到D点，如果忽略一切摩擦阻力，设甲球从圆心A做自由落体运动D的时间为t甲，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D的时间为t乙，丙球沿圆弧轨道从C点运动到D点时间为t丙，则t甲、t 乙、t丙三者大小的关系是。

参考答案：
t甲＜t丙＜t乙
13. 根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题12C-1图所示。

电子处在n=3轨道上比处
在n=5轨道上离氦核的距离___▲____ （选填“近”或“远”）。

当大量
处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有___▲____条。

参考答案：
近6
量子数越大，轨道越远，电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离要近；处在n=4的激
发态时，由于跃迁所发射的谱线有=6条。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。

改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。

（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

参考答案：
（1）U–I图象如图所示：
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a如图所示：
b.
（3）见解析
（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
b．电源输出的电功率：
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）电动势定义式：
根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即
本题答案是：（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）
点睛：运用数学知识结合电路求出回路中最大输出功率的表达式，并求出当R=r时，输出功率最大。

15. 如图所示，为了测量滑块（装有遮光条）的加速度，在倾斜的气垫导轨上安放两个光电门A、B，配套的数字毫秒表会自动记录遮光条通过光电门的相应时间．某同学根据自己的设想，做了如下操作：
①将计时方式设定为记录“遮光条从光电门A运动到B的时间”
②将滑块从导轨上某处自由滑下，测出两光电门间距x，并记下毫秒表上的示数
③保持光电门B位置不动，适当移动光电门A的位置，重复步骤②
④重复步骤③若干次
（1）关于操作中的注意事项，下列各项正确的是
A．必须洲量遮光条的宽度
B．两光电门的间距应适当大些
C．在每次重复的步骤中，滑块必须从导轨的同一位置自由滑下
D．导轨倾斜是为了平衡摩擦．
（2）已知该同学的两组数据：x1=40cm，t1=0.800s；x2=63cm，t2=0.900s，则滑块的加速度
a=m/s2．
参考答案：
（1）BC；（2）4.0．
【考点】测定匀变速直线运动的加速度．
【分析】由实验步骤可知，滑块做匀加速直线运动，测出滑块经过两光电门间的时间间隔与两光电门间的距离，求出滑块的平均速度，由匀变速直线运动的推论可知，该平均速度等于中间时刻的瞬时速度，然后应用加速度定义式求出加速度即可，格局实验原理分析答题．
【解答】解：（1）根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出滑块在两时刻的瞬时速度，然后应用加速度定义式求出加速度；根据实验原理可知：
A、实验不需要测出滑块经过光电门时的速度，因此不需要测量遮光条的宽度，故A错误；
B、为减小测量误差，两光电门的间距应适当大些，故B正确；
C、在每次重复的步骤中，滑块必须从导轨的同一位置自由滑下，故C正确；
D、导轨倾斜是为了使滑块加速下滑，不是为了平衡摩力，故D错误；
故选：BC．
（2）t1中间时刻的速度：v1中===0.5m/s，
t2中间时刻的速度：v2中===0.7m/s，
t1中间时刻到t2中间时刻的时间间隔：t===0.05s，
加速度：a===4.0m/s2；
故答案为：（1）BC；（2）4.0．
四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 一个质量为m，带电量为q的带电粒子（粒子的重力不计）以垂直于电场的初速度射入竖直方向的匀强电场中。

匀强电场的宽度为d，粒子从电场中射出的速度为v，与竖直方向的夹角为θ。

根据以上条件，试求：
判断粒子的电性
电场强度E的大小
沿电场线的偏转位移y
参考答案：
（1）负电
（2）
可求得：或者
（3）
17. 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的倍。

已知一个在地球表面质量为的人在这个行星表面的重量约为，地球表面处的重力加速度为。

求：
(1）该行星的半径与地球的半径之比约为多少？
(2）若在该行星上距行星表面高处，以的水平初速度抛出一只小球（不计任何阻力），则小球的水平射程是多大？
参考答案：
(l）在该行星表面处， (2分)
根据，有 (2分)
故（1分）
代入数据，解得 (1分)
（2）由平抛运动运动的规律，有 (1分）
(1分）
代入数据，解得： (1分)
18.
（10分）两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。

现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。

参考答案：
两星球间万有引力分别为它们做圆周运动的向心力，则
由①和②得：
-------------------------③ 2分将③代入①得：
-----------------------------------2分。