2020-2021学年河北省沧州市小屯中学高三物理联考试题带解析

2020-2021学年河北省沧州市小屯中学高三物理联考试题含解析
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. 如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上．平面AB与水平面的夹角为30°.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为
A．0.5mg B.．48mg C．49mg D．98mg
参考答案：
( C )
2. （单选）如图所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 N/kg)()
A．50 N B．50 N C．100 N D．100 N
参考答案：
C
3. (多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是( )．
A．增大电容器两极板间的距离
B．减小电容器两极板间的距离
C．减小电容器两极板正对面积
D．在电容器两极板间加入电介质
参考答案：
BD
4. （多选题）如图，汽车向右沿水平面运动，通过绳子提升重物M．若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦，则在重物匀速上升的过程中，有（）
A．汽车做加速运动B．汽车做减速运动
C．地面对汽车的支持力增大D．绳子张力不断减小
参考答案：
BC
【考点】运动的合成和分解．
【分析】将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于M的速度，根据M的运动情况得出的A运动情况，再依据矢量的合成法则，即可判定绳子对汽车的拉力变化，从而即可求解．
【解答】解：A、设绳子与水平方向的夹角为α，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于M的速度，
根据平行四边形定则得，v M=vcosα，M在向上匀速的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为α减小，所以汽车的速度减小，故A错误，B正确；
C、M在匀速向上运动过程中，绳子对汽车的拉力大小不变，依据力的分解法则，竖直方向拉力的分力减小，则地面对汽车的支持力会增大，故C正确，D错误，
故选：BC．
5. 一杂技演员，用一只手抛球、接球。

他每隔△t时间抛出一球，接到球便立即将球抛出（小球在手中停留时间不计），总共有5个球。

如将球的运动看作是竖直上抛运动，不计空气阻力，每个球的最大高度都是5m，那么（g取10m/s2）（）
A．△t=0．2s B．△t=0．3s C．△t=0．4s D．△t=0．5s
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至
于由于引力作用而吸引在一起。

设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。

参考答案：
；
7. 如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A 下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。

将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。

设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。

现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M
=____________kg。

（g=10m/s2）
参考答案：
，0.25
8. （1）如图所示是电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差大小U，就可以知道管中的液体流量Q单位时间内流过管道横截面的液体体积，已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是_________．
（2）已知普朗克常数为h、动能Ek、质量为m的电子其相应的德布罗意波长为_________．（3）读出如图游标卡尺测量的读数_________cm．
参考答案：
(1) (2) (3) 4.120
9. 如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离
l=0.6m，导轨间连有电阻R。

金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。

由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为
m/s；通过电阻R的电流方向为（填“a R c”或“c R a”）。

参考答案：
10. （1）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，请写出其中两处：
①______ _____________________；②______ _____________________。

（2）．利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项
实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路.
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.
c、关闭电源，取出纸带, 更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理:
若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB= .
②若是测量重力加速度g. 为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g = .
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是 .（ g′为已知量）
参考答案：
（1）（4分）（2）．（6分）①VB ---------------------------- （2分）
②g ---------（2分）
③重锤的质量m；
11. 某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示（实验过程是在弹簧的弹
性限度内进行的）．由图可知该弹簧的自然长度为____cm；该弹簧的劲度系数为____N／m．
参考答案：
10 50
12. 在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：
(1)如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到__________．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于__________．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为__________． (2) 为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下表中所示的实验数据。

为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。

(3)周期T与质量m间的关系是
参考答案：
（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）
（2）如右图（ 2分）
（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。

（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）
13. 13．在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。

自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为 s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为 m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离
是 m。

参考答案：
16；2；16
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （16分）
（1）（6分）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。

图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

① 图乙中的F与F′ 两力中，方向一定沿AO方向的是_____。

② 在实验中，如果将只将细绳OB换成橡皮筋，那么实验结果发生变化 (选填“会”或“不会”) 。

③ 本实验采用的科学方法是。

A. 理想实验法
B. 等效替代法
C. 控制变量法
D. 建立物理模型
（2）（10分）在用落体法验证机械能守恒定
律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右图。

其中O是起点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个实际点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。

(相关计算均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).
① 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是。

② 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重
力加速度g=9.80m/s2，则该段重锤重力势能的减少量为，而动能
的增加量为，
③ 另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB 段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O 数起，图中的B 是打点计时器打下的第9个点。

因此他用t =8T, v B =gt 计算跟B 点对应的物体的瞬时速度，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少
量 动能的增加量(选填“大于”，“小于”，“等于”),原因是。

参考答案：
（1）（6分）
① F ′ ；② 不会 ；③ B 。

（2）．（10分）
① OC 或15.7 ；② 1.22m ， 1.20m 。

③ 小于 ； v 是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大 。

15. （8分）请根据学习或生活经验设计一种实验方案，来比较准确地测定当地的重力加速度。

（1）该方案中需要的器材有 ； （2）请简述实验操作步骤并设定所需测量物理量的符
号： ；
（3）用所设定物理量的符号写出重力加速度的表达式g= 。

参考答案：
合理即酌情给分（包括测重力和质量、打点计时器、单摆、滴水法等）。

（1）2分；（2）4分；（3）2分
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图14所示，轻杆BC 的C 点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B 点通过水平细绳AB 使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B 点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m ＝30 kg ，人的质量M ＝50 kg ，g 取10 m/s2.试求： (1)此时地面对人的支持力的大小； (2)轻杆BC 和绳AB 所受力的大小．
参考答案：
17. （18分）如图所示，PQ 、MN 间存在匀强电场，场强为E ，沿场强方向固定一个光滑绝缘细杆，杆上套有两个质量均为m 的绝缘小球A 、B ，小球A 带正电，电荷量为q ，小球B 不带电。

将A 、B 从相距为L 的两点由静止释放之后A 、B 间的碰撞没有动能损失，碰撞时间极短且碰撞时没有电荷转移，运动中小球A 的电荷量不变，求：
（1）从A 、B 间的第一次碰撞到发生第二次碰撞，小球A 运动的距离（二者在此过程中没有离开电场）；
（2）若小球B 刚离开电场时的动能为16qEL ，则A 、B 间发生了几次碰撞？ 参考答案：
解析：
（1）A、B间发生没有动能损失的碰撞，设每次碰撞前A、B的速度分别为v1、v2，碰后
的速度分别为v1′、v2′，由动量守恒定律和能量守恒定律有
m v1+ m v2= m v1′+ m v2′（2分）
（2分）
解得：v1′= v2v2′= v1即每次碰撞两球都交换速度
设第一次碰撞小球A的速度为v1，由动能定理得：（1分）
则第一次碰撞后v1′=0 ，v2′= v1小球A又开始做初速度为零的匀加速运动，小球B则以速度v1做匀速运动，设从A、B间的第一次碰撞到第二次碰撞前小球A运动的距离为L2，
则，（1分）
L2= v1t（1分）
L2= v12t /2 （1分）
解得：v12=2 v1（1分）
L2=4L（1分）
（2）由（1）中可知，第一次碰后小球B的动能（1分）第二次碰撞后v12′= v1v22′= v12=2 v1
第三次碰撞前小球A运动的距离为L3，则
（1分）
L3= v12t
联立得v13′=3 v1L3=8L=2L2（1分）
第二次碰后小球B的动能（2分）
同理：第三次碰后小球B的动能
当小球B出电场时的动能为 16qEL= 42 qEL
所以A、B间发生了4次碰撞。

（3分）
18. 做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点，已知AB=BC=，AB段和BC段的平均速度分别为=3m/s、=6m/s，则
（1）物体经B点时的瞬时速度为多大？
（2）若物体运动的加速度a=2m/s2,试求AC的距离
参考答案：。