湖北省华中师大一附中2021-2022届高三物理能力测试试题(含解析)

（2）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表__（选填器材代号“A”或“B”），电流表__（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器__（选填器材代号“E”或“F”）；
（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为__V，内阻为__Ω；
（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，则每个小灯消耗的实际功率为__W。
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解，运动过程中金属棒所受的安培力不变，是本题解题的突破口，注意B-x图象的面积和L的乘积表示磁通量的变化量．
二、非选择题
9.在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）
A.EA EBB.EA=EBC.EA EBD. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】两个电荷未换之前，分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，有：
﹣QA（0﹣ M）=﹣QB（0﹣ N）
即
QA M=QB N
由于2QA=QB，所以得： M=2 N；将这两电荷位置互换后，电荷A、B分别具有的电势能EA和EB为：
（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；
（2）该同学作出了v2—m 关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__ （选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。
【答案】 (1). 钩码质量远小于滑块质量 (2). 无 (3). 滑块质量
A. 金属棒向右做匀减速直线运动
B. 金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
C. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175J
D. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C
【答案】BCD
【解析】
【详解】试题分析：根据图象得 函数关系式 ，金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势 ，感应电流 ，安培力 ，解得 ，根据匀变速直线运动的速度位移公式 ，如果是匀变速直线运动， 与x成线性关系，而由上式知，金属棒不可能做匀减速直线运动，故A错误；根据题意金属棒所受的安培力大小不变， 处与 处安培力大小相等，有 ，即 ，故B正确；金属棒在 处的安培力大小为 ，对金属棒金属棒从 运动到 m过程中，根据动能定理有 ，代入数据 ，解得 ，故C正确；根据感应电量公式 ， 到 过程中，B-x图象包围的面积 ， ，，故D正确
故选C。
3.从空间某点以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球，不计空气阻力。则它们的动能增大到初动能的2倍时的位置处于
A. 同一直线上B. 同一圆上
C. 同一椭圆上D. 同一抛物线上
【答案】A
【解析】
【详解】动能增大到射出时的2倍，根据公式 ，速度增加为初速度的 倍；
速度偏转角度余弦为：
，
故速度偏转角度为45°，故：
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。
此交变电动势的最大值为
设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得
解得
故电流表的示数为
故选D。
6.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心距离是地球半径k倍，根据万有引力定律，可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T，可求得月球的向心加速度为a2，两者数据代入后结果相等，定律得到验证。以下说法正确的是( )
（2） 从图甲可知，记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V，因此电压表的量程需要选择15V，故电压表选B；通过小灯的电流I最大为：0.2A=200mA，故电流表的量程需要选择500mA，故电流表选D；电路采用滑动变阻器限流接法，为了便于实验操作，滑动变阻器应选小阻值的，故滑动变阻器选E；
（3） 从图甲可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，小灯两端电压U1最大为6V，通过小灯的电流I1最大为0.2A，则此时小灯电阻
G．直流电源E
H．开关S及导线若干
I．小灯泡（U额=5V）
某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端，移动过程中发现小灯未曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U﹣I关系图象如图甲所示：
（1）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图____；
【解析】
【详解】（1） 设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度
a=
隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力
FT=Ma=
要保证绳子 拉力FT等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有FT ；
（2） 滑块的加速度a= ，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点的直线，所以每次小车的释放点无改变；
【详解】A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，t2时刻物体受到的拉力最大；故物体的加速度最大，故A正确；
BCD、物体运动后摩擦力大小不变，当速度最大时摩擦力的功率最大；而在t1到t3时刻，合力向前，物体一直加速前进，t3时刻后合力反向，要做减速运动，所以t3时刻A的速度最大，动能最大．摩擦力的功率最大；故BD错误，C正确
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】根据万有引力等于重力得
则有
地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为
月球绕地球运动周期T，根据圆周运动向心加速度公式得
故选BD。
7.如图（a），静止在水平地面上的物体，受到水平拉力F的作用，F与时间t的变化关系如图（b）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（ ）
【答案】 (1). (2). B (3). D (4). E (5). 8 (6). 10 (7). 0.56
【解析】
【详解】（1） 从图甲可知，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始的，因此滑动变阻器采用的不是分压接法，而是限流接法；从图甲可知，小灯泡的电阻为10Ω～30Ω，阻值较小，因此电流表采用外接法，作出的实验电路图如图所示：
因为a与F成正比，则有： ，则 ，结合图线的斜率可以求出滑块的质量M。
10.在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：
A．电压表V1（0～5V）
B．电压表V2（0～15V）
C．电流表A1（0～50mA）
D．电流表A2（0～500mA）
E．滑动变阻器R1（0～60Ω）
F．滑动变阻器R2（0～2kΩ）
(1)图线与纵坐标交点a0的大小；
(2)图线与θ轴重合区间为[θ1，θ2]，木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方？在斜面倾角处于θ1和θ2之间时，物块的运动状态如何？
EA=﹣QA N=﹣20 N
EB=﹣QB M=﹣40 2 N=﹣80 N
由于 N 0，所以EA EB，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，则电流表的示数为。（ ）
vy=v0tan45°=v
故运动时间为：
①
根据平抛运动的分位移公式，有：
x=v0t ②
③
联立①②③解得：
在同一直线上。
A.同一直线上。与上述结论相符，故A正确；
B.同一圆上。与上述结论不符，故B错误；
C.同一椭圆上。与上述结论不符，故C错误；
D.同一抛物线上。与上述结论不符，故D错误。
故选：A
4.将两个负电荷A、B（带电量QA=20C和QB=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后（即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响），此时电荷A、B分别具有的电势能EA和EB关系描述正确的是（ ）
A. t2时刻物体的加速度最大
B. t2时刻摩擦力的功率最大
C. t3时刻物体的动能最大
D. t3时刻物体开始反向运动
【答案】AC
【解析】
【分析】
当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．
湖北省华中师大一附中2020届高三物理能力测试试题（含解析）
一、选择题
1.已知光速为 3 × 108m/s 电子的质量为 9.1 × 10−31kg ，中子的质量为1.67 ×10−27kg，质子的质量为1.67 × 10−27kg。 氢原子能级示意图如图所示。静止氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时，氢原子的反冲速度是多少？（ ）
E=2U+Ir
解得
U=4﹣5I
作出此时的U﹣I图象如图所示：
图中交点I=0.18A，U=3.1V，即通过每个灯泡的电流为0.18A，每个灯泡的电压为3.1V，故每个小灯消耗的实际功率