浙江省温州市乐成第一中学2021-2022学年高三物理测试题含解析

浙江省温州市乐成第一中学2021-2022学年高三物理测
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. 如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上，现有一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，下列说法正确的是()
A．小木块受到斜面的静摩擦力最大为
B．小木块受到斜面的静摩擦力最大为F＋mg sinθ
C．斜面体受到地面的静摩擦力最大为F
D．斜面体受到地面的静摩擦力最大为F cosθ
参考答案：
BC
2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t=0开始沿y轴负方向起振，如图所示是t=0.2s末x=0至4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。

已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是
A．这列波的周期为0.2s，振幅为10 cm
B．这列波的波长为8m，波速为40 m/s
C．t=0.7 s末，x＝10 m处质点的位置坐标为（10m，10cm）
D．t=0.7 s末，x＝24 m处的质点加速度最大且沿y轴负方向
参考答案：
BA
3. 如图所示是一个半径为R的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，磁感应强度方向垂直纸面向里．有一个粒子源在圆上的A点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的质量均为m，运动的半径为r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为α.下列说法正确的是( )
A. 若r＝2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 若r＝2R，粒子沿着与半径方向成45°角斜向下射入磁场，则有关系成立
C. 若r＝R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为
D. 若r＝R，粒子沿着与半径方向成60°角斜向下射入磁场，则圆心角α为150°
参考答案：
BD
若r=2R，粒子在磁场中时间最长时，磁场区域的直径是轨迹的一条弦，作出轨迹如图，因为r=2R，圆心角θ=60°，粒子在磁场中运动的最长时间
，故A错误．
若r=2R，粒子沿着与半径方向成45°角斜向下射入磁场，根据几何关系，有
，故B正确．若r=R，粒子沿着磁场的半径方向射入，粒
子运动轨迹如图所示，圆心角90°，粒子在磁场中运动的时间，故C错误．若r=R，粒子沿着与半径方向成60°角斜向下射入磁场，轨迹如图所示，图中轨迹圆心与磁场圆心以及入射点和出射点构成菱形，圆心角150°，故D正确．故选：BD.
4. （单选）一根弹性绳沿x轴方向放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴做简谐运动，在t=0.25s时，绳上形成如图所示的波形。

A、B分别为处于x=2m、x=5m的两个质点。

关于此波，下列说法中正确的是
A．此列波为横波，O点开始时向上运动
B．此列波的波长为2m，波速为8m/s
C．在t=1.25s后，A、B两点的振动情况总相同
D．当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动
参考答案：
D
5. 有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。

例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。

举例如下：如图所示。

质量为M、倾角为的滑块A放于水平地面上。

把质量为m的滑块B放在A的斜面上。

忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度
a=,式中g为重力加速度。

对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。

他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。

但是，其中有一项是错误的。

请你指出该项。

A、当=0时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的
B、当＝900时，该解给出a=g,这符合实验结论，说明该解可能是对的
C、当M远大于m时，该解给出a=gsin,这符合预期的结果，说明该解可能是对的
D、当m远大于M时，该解给出a=g/sin这符合预期的结果，说明该解可能是对的
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图7所示，此时的示数x1= mm。

然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐，测出第n亮条纹示数为x2。

由以上数据可求得该光的波长表达式λ=（用给出的字母符号表示）。

参考答案：
0.776mm，
7. 一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。

已知闪光周期为s，测得7.68cm，12.00cm，用上述数据通过计算可得小球运动
的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm。

（结果保留3位有效数字）
参考答案：
8. 倾角为＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在光滑斜面上，则水平力F的大小为；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f＝[番茄花园23]。

参考答案：
9. 一个铀核()放出一个α粒子后衰变成钍核()，其衰变方程为；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为。

参考答案：
（2分） (m1-m2-m3)c2（2分）
10. （4分）如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。

当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。

参考答案：
收缩，变小
解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。

11. 在正三角形的三个顶点A、B、C上固定三个带等量正点的点电荷，其中心P点的电势为U1，与P点关于AB边对称的P’点的电势为U2，如图所示，则
U1 U2（填“＞”、“＜”、“＝”），现取走B点的点电荷，则P’的电势为。

参考答案：
答案：＞
12. 如图所示的逻辑电路由一个“________”门和一个“非”门组合而成；当输入端“A=1”、“B=0”时，输出端“Z=______”。

参考答案：
答案：或
13. 为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同橡皮筋的两
端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。

现有主要的探究步骤如下：
a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……；
b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度……；
c．做出W—v图象；
d．分析W—v图象。

如果W—v图象是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在等关系。

①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：。

②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是。

（填写选项前的序号）
A．小车每次都应从静止开始释放
B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力
C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v
D．必须测量出小车的质量
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900 J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？(简要说明理由)
参考答案：
一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．
一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，即900 J.
15. （6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.
①、两球跟球相碰前的共同速度多大？
②两次碰撞过程中一共损失了多少动能？
参考答案：
解析：①A、B相碰满足动量守恒（1分）
得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）
②两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分）
得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）
两次碰撞损失的动能（2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （19分）图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对滑块的阻力可调。

起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块
碰撞后粘在一起向下运动。

为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试
求（忽略空气阻力）。

（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械
能；
（2）滑块向下运动过程中加速度的大小；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。

参考答案：
解析：
（1）设物体下落末速度为v0，由机械能守恒定律
得
设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律2mv1=mv0
得
碰撞过程中系统损失的机械能为
（2）设加速度大小为a，有
得
（3）设弹簧弹力为F N，ER流体对滑块的阻力
为F ER
受力分析如图所示
F S=kx
x=d+mg/k
17. （12分）有一倾角为θ的斜面，其底端固定一档板，另有三个木块A、
B、C，它们的质量分别为m A = m B= m，m C= 3m，它们与斜面间的动摩擦因数都相同．其中木块A和一轻弹簧连接，放于斜面上，并通过轻弹簧与档板M相连，如图所示．开始时，木块A静止在P点弹簧处于原长，木块B在Q点以初速度U0沿斜面向下运动，P、Q间的距离为l，已知木块B在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A碰撞后立刻一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后向上运动，木块B向上运动恰好能回到Q点．现将木块C从Q点以初速度
沿斜面向下运动，木块A仍静止于P点，经历同样的过程，最后木块C停在斜面上的R点（图中未画出）．求：
（1）A、B一起开始压缩弹簧时速
度v1；
（2）A、B压缩弹簧的最大长度；
（3）P、R间的距离l’的大小．
参考答案：
解析：（1）木块B下滑做匀速运动，有
1分
B和A碰撞后，设速度为，根据动量守恒定律得
1分
解得 1分
（2）设两木块向下压缩弹簧的最大长度为x，两木块被弹簧弹回到P点时的速度为，根据动能定理得
2分
两木块在P点处分开后，木块B上滑到Q点的过程中，根据动能定理得
1分
解得 1分
（3）木块C与A碰撞前后速度为,根据动量守恒定律得
解得 1分
设木块C与A压缩的最大长度为，两木块被弹簧弹回到P点时的速度为，根据动能定理得
1分
木块C与A在P点处分开后，木块C上滑到R的过程中，根据动能定理得
1分
在木块压缩弹簧的过程中，重力对木块所做的功与摩擦力对木块所做的功大小相等，因此，木块B和A压缩弹簧的初动能
木块C与A压缩弹簧的初动能即 1分
因此，弹簧先后两次的最大压缩量相等，即，综上可得
1分
18. 如图，质量M=3m可视为质点的木块置于水平平台上A点，用细绳跨过光滑的定滑轮
与质量m的物块连接，平台上B点左侧光滑，AB两点距离是L，B点右侧粗糙且足够长，动摩擦力因数μ＝0.4。

木板从A点由静止开始释放，求
(1)木块到达B点时速度
(2)木块过B点后绳子的拉力
(3)木板与平台间摩擦产生的总热量Q
参考答案：
(1)木块移动至B，由机械能守恒mgL=(m+M)v12/2
（2）木块左端过B点时，由牛顿第二定律
对m有：mg-T=ma 对M有：T-μMg=Ma
解得a=-g/20 T=21mg/20
(3)设M过B点后又向右滑动s后停止运动，
则由能量关系，重力所做功等于克服摩擦力所做功
mg(L+s)=μMgs
得s=5L
产生热量等于克服摩擦力做功Q=μMgs =6mgL。