江西省石城中学2021届高三上学期周考(八)理综物理试卷 含答案

2021届高三上学期周考八理科综合试题 可能用到的相对原子质量：H —1 C —12 N —14 O —16 Na —23 Mg —24 Al —27 Mn —55 S —32 Cl —35.5 K —39 Ca —40 Fe —56 Cu —64 Ag —108
一、选择题：本题共13个小题，每小题6分。

共78分，在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求的。

二、选择题（8×6＝48分，第14～18小题只有一个选项符合题目要求，第19～21小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
14.下列说法中正确的是( )
A. 库仑最先准确地测量出了电子的电荷量
B. 牛顿通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律
C. 感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒的必然结果
D. 汤姆逊提出了原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予验证
15.如图所示，一只半径为 R 的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态，一定质量的瓢虫（未画出）与碗面的动摩擦因数为34
μ=，且处处相同（最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，370.6sin ︒=，370.8cos ︒=），则瓢虫在离桌面高度 h 至少为多少
时能停在碗上（ ）
A. 67R
B. 45R
C. 34R
D. 23
R 16.2013年12月2日，“嫦娥三号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。

为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥三号”采取了近乎垂直的着陆方式。

已知：月球半径为R ，表面重力加速度大小为g ，引力常量为G ，下列说法
正确的是（ ）
A ．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态
B ．为了减小与地面的撞击力，“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内处于失
重状态
C ．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为T =R g
π D ．月球的密度为ρ=
34g RG π
17．如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

一质量为m （质量分布均匀）的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。

现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F 作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离L 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。

设杆接入电路的电
阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g 。

对于此过程，下列说法中正确的是（ ）
A ．当杆的速度达到最大时，a 、b 两端的电压为
()F R r BL
+ B ．杆的速度最大值为22()F R r B L + C ．恒力F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量
D ．安培力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热
18.如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子 A 、B 、C 先后从 P 点以相同的速度沿 PO 方向射入磁场，分别从 a 、b 、c 三点射出磁场，
三个粒子在磁场中运动的时间分别用 t A 、t B 、t C 表示，三个粒子的比荷分别用
k A 、k B 、k C 表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用 T A 、T B 、T C 表示， 下
列说法正确的是（ ）
A ．粒子
B 带正电 B ．t A ＜t B ＜t
C C ．k A ＜k B ＜k C
D ．T A ＞T B ＞T C
19.如图为某型号的订书机结构简图，已知推进弹簧原长等于滑槽总长，关于该订书机的使用，下列说法正确的是（ ）
A ．掀开上盖往滑槽中装排钉的过程中，连杆对推进滑块起拉力作用
B ．订书过程中，推进弹簧弹力逐渐增大
C ．掀开上盖往滑槽中装排钉的过程中，推进弹簧产生的弹力对推进滑块做
正功
D ．订书过程中，推进弹簧对推进滑块做正功，弹性势能减小
20.某静电场的电场线分布如图所示，电场中有A 、B 两点，某点电荷在电场力作用下沿虚线从A 运动到B ，不计重力，以下判断正确的是（ ）
A ．A 点的场强大于
B 点的场强，A 点的电势低于B 点的电势
B ．点电荷一定带正电
C ．点电荷在B 点的电势能大于其在A 点的电势能
D．点电荷在B点的速度大于其在A点的速度
21.A、B两物体质量均为m，其中A带正电，带电量为q，B不带电，通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连放在水平面上，如图所示，开始时两者都处于静止状态。

现在施加竖直向
上的匀强电场，电场强度E = 4mg
q
，式中g为重力加速度，若不计空气阻力，不
考虑A物体电量的变化，则以下判断正确的是（）
A．从开始到B刚要离开地面过程，A物体速度大小先增大后减小
B．刚施加电场的瞬间，A的加速度为4g
C．从开始到B刚要离开地面的每段时间内，A物体的机械能增量一定等于电势能的减少量
D．B刚要离开地面时，A的速度大小为2g 3m k
三、非选择题：（共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33~38
题为选考题，考生根据要求作答。

）
22.（6分）某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下:
A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）．
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，
且通过两个光电门的时间相等．
C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记录数据．
D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为s.
E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D．
请回答下列各问题：
（1）若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力
加速度为g，则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________．（忽略空气阻力）
（2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图2所示）d =_________mm．
（3）在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量．（用题目所给字母表示）
23．（9分）某物理兴趣小组想测量一
电源的电动势和内阻（电动势约为 1.5V ，内阻约为 10Ω），身边没有电流表，仅有电压表、定值电阻R 0＝150Ω、电阻箱R （0～999.9Ω）、开关及导线。

(1)小张同学设计了如图甲所示的电路图，小明同学设计了如图乙所示的电路图，小王设计了如图丙所示的电路图。

通过分析可判断出 ________同学设计的电路图不合适，理由是__________________；
(2)小张同学通过实验数据描出1R U
-图象的一些点如图丁所示。

请根据所描出的点作出一条直线，通过图象求得电源的电动势 E ＝_________V ，内阻 R
＝______Ω；（结果保留三位有效数字）
(3)根据(2)所得电动势E 的测量值_______真实值，电源内阻的测量值
__________真实值。

（填“大于”“等于” 或“小于”）
24（14分）如图所示，竖直虚线左侧有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外
的匀强磁场，电场的强度为2V /m =E ，竖直虚线右侧有一绝缘斜面，斜面的倾角为30，一带电小物块（可视为质点）从斜面上的A 点由静止滑下，经斜面的底端虚线上的C 点进入虚线左侧正交的电场和磁场中结果小物块恰好能做匀速圆周运动，并从虚线上的D 点回到右侧，已知小物块的电荷量为q ，CD 两点的距离为203cm =d ，A 、C 两点的距离为 1.0m L =，小物块与斜面的动摩擦因数3μ=
，210m /s g =，求： （1）小物块运动到C 点时的速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B 。

25．（18分）如图所示中，CO 为粗糙水平轨道，CO 间距L ＝6.8m ，MN 是以O 为圆心、半径R ＝83m 的光滑圆弧轨道，小物块 A 、B 分别放置在C 点和O 点，小物块A 的质量m A ＝0.5kg ，小物块B 的质量m B ＝1．5kg 。

现给A 施加一大小为5N ，方向与水平成θ＝37°斜向上的拉力F ，使小物块A 从C 处由静止开始运动，作用时间t 后撤去拉力F 。

小物块A 与B 之间的碰撞为弹性正碰，小物块A 与水平轨道的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，
重力加速度g ＝10m ／s 2，sin37°
＝0.6，cos37° ＝0.8。

求： (1)求拉力F 作用时，小物块A 的加速度大小；
(2)若t ＝1s ，求小物块A 运动的位移大小；
(3)要使小物块B 第一次撞在圆弧MN 上的动能最小，求t
的取值。

33. 34[物理——选修3-3]（15分） 如图所示在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的通电直导体棒，棒内电流方向垂直纸面向外，电流大小为I ；以水平向右为x 轴正方向，竖直向上为y 轴正方向建立直角坐标系，若所加磁场方向限定在xOy 平面内，试确定
以下三种情况下磁场的磁感应强度B ；
(1)若要求所加的匀强磁场对导体棒的安培力方向水平向左，使导体棒在
斜面上保持静止；
(2)若使导体棒在斜面上静止，求最小的磁感应强度B ；
(3)如果磁场的方向限定在试确定能使导体棒在斜面上保持静止的匀强磁
场的所有可能方向。

2021届高三上学期周考理科综合8物理答案
题序
14 15 16 17 18 19 20 21 答案 C B D D B AD BD BD
22．（6分，每空2分）mg 6.75 mgs =2212d M t （）-21
12d M t （） (1)中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D 中小车加速下滑时所受合力大小为mg ；
(2)根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度
d =6mm+ 15×0.05mm =6.75mm
(3)遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为v 1=1
d t 、v 2=2d t 故小车动能变化量为△E k =2212d M t （）-21
12d M t （） 在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即mgs =2212d M t （）-21
12d M t （）
23．（9分）小王 （1分） 由于电源内阻较小，调节电阻箱时电压表的示数变化不明显（2分） 1.50~1.54 （2分） 9.20 ~10.0 （2分） 小于 （1分） 小于 （1分）
(1) 小王同学设计的电路图不合适；理由是由于电源内阻较小，调节电阻箱时电压表的示数变化不明显；
(2)图像如图：
由闭合电路的欧姆定律可知
()U E U R r R =++ 即 0
0011R r R U ER ER +=+ 由图可知00=0.70R r ER + 01 1.400.707==1601600
ER - 解得E=1.52 r =9.6Ω
(3)．若考虑电压表内阻的影响，则设电压表与R 0并联后的阻值为R ＇，则R ＇<R 0，表达式变为
'''11R r R U ER ER
+=+ 则所得电动势E 的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值；
24．（14分） (1)220-B L v a g mR
μ=；(2)22012v v d L g μ=+－ (1)闭合铜线圈右侧边刚进入磁场时，产生的电动势E ＝BLv 0
产生的电流0B E I R R Lv == 右侧边所受安培力220B L v F BIL R
＝＝ 根据牛顿第二定律有F －μmg ＝ma 解得220-B L v a g mR
μ= 7分 (2)当金属线圈的ad 边刚刚进入磁场和离开磁场时线圈的速度大小均等于v 1，说明金属线圈的bc 边离开磁场时线圈的速度大小为v 0。

在线圈刚刚完全进入磁场做匀加速运动，直到bc 边到达磁场右边界的过程中，根据动能定理220111(-)=
-22mg d L mv mv μ 解得22012v v d L g μ
=+－ 7分 25．（18分）(1)216m /s a =；(2)6.6m ；(3)2s t =
(1)小球A 受到拉力F 作用时，做加速运动，对A 进行受力分析，
水平方向o N A 1cos37F F m a μ=－ 竖直方向o N A sin 37F F m g +=
代入数据解得216m /s a = （5分）
(2)假定小球A 速度减为零之前未与B 相碰，则撤去拉力时 116m /s v a t =⋅= 2111
3m 2x a t =⋅=
撤去拉力后A 做减速运动A A 2m g m a μ= 225m /s a = 2
122
3.6m 2v x a ==
因12 6.6m x x L +=<，假定成立，故小球A 运动的总位移为6.6m 。

（6分）
(3) 撤去拉力时A116v a t t =⋅= 与B 碰撞前2
222
213625(6)66682A v t L t t =⨯⨯⨯=－－－
小球A 与小球B 之间的碰撞为弹性正碰，则
231A A A A B B m v m v m v ⋅=⋅+⋅ 222
2311
11222A A A A B B m v m v m v ⋅=⋅+⋅
解得121
2B A v v =
球B 做平抛运动，经t B 打在MN 上，有：1B B x v t =⋅ 2
B 12h gt =
且222h x R += 平抛过程中遵循机械能守恒，有：22
211
122B B B B B m v m v m gh ⋅=⋅+ 可得2
2
222234B B B R v g t t =+⋅ 可知当222
234
B B R g t t =⋅时，2B v 最小，即动能最小
解得B t =
代入数据可解得t =（7分） 34（15分）（1）2m /s ；（2）2T
(1)小物块从A 点运动到C 点，由动能定理得2
1sin 30cos302-⋅=mgL μmg L mv
°°
解得小物块运动到C 点时的速度大小2m /s v = 6分
(2)小物块在正交的电场和磁场中做匀速圆周运动，则有
mg qE = 2
v qvB m r =
由几何关系可得0.2m ==r 解得2T B = 9分。