山东省聊城市丙科老彩中学2021年高三物理测试题含解析

山东省聊城市丙科老彩中学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.如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O），其上有M、N、P三点，间距MN=NP，Q1、Q2在轴上产生的电势?随x变化关系如图乙．则（）A．M点电势和电场强大小均为零B．N点电势和电场强大小均不为零C．一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|WPN|=|WNM|D．由图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，且Q1电荷量大于Q2参考答案：D【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．【分析】φ﹣x图线的切线斜率表示电场强度的大小，在φ﹣x图象中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向，根据沿电场线方向电势降低，由w=qU判断做功；【解答】解：A、φ﹣x图线的切线斜率表示电场强度的大小，所以M处的场强不为零，故A错误；B、φ﹣x图线的切线斜率表示电场强度的大小，就知道N处场强为零，故B错误；C、由图象可知，UMN＞UNP，故电场力做功qUMN＞qUNP，从P移到M过程中，电场力做负功，故|WPN|＜|WNM|，故C错误；D、因为N点的场强为0，所以两点的电荷在N点产生的场强大小相等，方向相反，两电荷为异种电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，Q1带负电、Q2带正电．因为N点的场强为0，所以两点的电荷在N点产生的场强大小相等，方向相反，根据E=k，知距离大的电量大，所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量．故D正确；故选：D2.“神舟”六号载人飞船的成功发射和顺利返回，标志着我国航天事业又迈上了一个新的台阶。为了比较该飞船和地球同步通信卫星的运行情况，某同学通过互联网了解到“神舟”六号在半径为343km圆周轨道上运行一周的时间大约是90min。由此可知（

）A．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行周期比同步通信卫星的运行周期长B．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行速率比同步通信卫星的运行速率小C．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行加速度比同步通信卫星的运行加速度小D．“神舟”六号的该圆周轨道距地面的高度比同步通信卫星轨道距地面的高度小参考答案：D3.下图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是()A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力参考答案：BC4.如图所示，一个固定平面上的光滑物块，其左侧是斜面AB，右侧是曲面AC，已知AB和AC的长度相同，甲、乙两个小球同时从A点分别沿AB、CD由静止开始下滑，设甲在斜面上运动的时间为t1，乙在曲面上运动的时间为t2，则（）A．t1＞t2 B．t1＜t2C．t1=t2 D．以上三种均可能参考答案：A【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】本题采用图象法解决比较方便，在AB上做匀加速直线运动，在AC上做加速度越来越小的加速运动，作出速度时间图象，从图象上直观地比较时间的长短．【解答】解：作速度时间图线，由机械能守恒定律可知沿斜面AB，曲面AC运动到底端时速率相等，在AB上做匀加速直线运动，在AC上做加速度越来越小的加速运动，而运动的路程相等，从图象可以看出t1＞t2．故A正确，B、C、D错误．故选A．5.（多选题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆．每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上（相距最近），如图所示．该行星与地球的公转半径之比为a，公转周期之比为b，则（）A．a= B．b= C．D．参考答案：BD【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【分析】由图可知行星的轨道半径大，那么由开普勒第三定律知其周期长，其绕太阳转的慢．每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，说明N年地球比行星多转1圈，即行星转了N﹣1圈，从而再次在日地连线的延长线上，那么，可以求出行星的周期是年，接着再由开普勒第三定律求解该行星与地球的公转半径比．【解答】解：地球公转周期为，每过N年行星会运行到日地连线的延长线上，即地球比行星多运动1圈，有，得由题意，故B正确，A错误根据开普勒第三定律，即化简得，故D正确，C错误．故选：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将与俄罗斯火卫一探测器“福布斯一格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测，“萤火一号”探测时运动的周期为T，且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动；已知火星的半径为R，万有引力常量为G；假设宇航员登陆火星后，在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球，经时间f落回原处。则：火星表面的重力加速度____________________，火星的密度_________________。参考答案：7.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9C的正点电荷,则A处场强大小EA=________N/C,B处的场强大小EB=________N/C.参考答案：

(1).0;

(2).;试题分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B点处产生的场强大小，再由正点电荷场强和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小及方向．解：点电荷在A点处产生的场强大小为：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向从O→A，则A处场强大小EA=0；同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=900N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，B点的场强大小为：EB=E=×900N/C≈1.27×103N/C；故答案为：0，1.27×103【点评】本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．8.如图两个等量异号点电荷+Q和-Q被固定于水平面内两点M和N，MN间距为L，两电荷的竖直中垂线上有一固定光滑绝缘杆。此空间存在着水平的匀强磁场B。现将一个质量为m，电量为+q的带电小环套在杆上，从距中心O点的H处由静止释放，则当小环运动到O点时，小环的速度大小为_____________m/s。参考答案：

答案：

9.（4分）在物理学中，我们常用比值法来定义物理量，用此方法反映的是物质或运动的某一属性，与定义式中的各物理量无关，例如电阻R＝。请你根据已经学过的中学物理知识再写出两个用比值法定义的物理量：________、________。参考答案：E=；UAB=

10.在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为（单位：m），式中。将一光滑小环套在该金属杆上，并从x＝0处以的初速度沿杆向下运动，取重力加速度。则当小环运动到时的速度大小v＝

m/s；该小环在x轴方向最远能运动到x＝

m处。参考答案：答案：5，解析：小环在金属杆上运动时，只有重力做功，机械能守恒。取为零势能面，根据机械能守恒定律有，将和分别代入曲线方程，求得此时环的纵坐标位置，，，将数据你入上式得。当小环在运动到最远位置时，小环的速度等于零。根据机械能守恒定律有，而，所以有，所以有。11.

已知一颗人造卫星在某行星表面上空做匀速圆周运动，经时间t，卫星的行程为s，它与行星中心的连线扫过的角度为θ（ｒａｄ），那么，卫星的环绕周期为

，该行星的质量为

。（设万有引力恒量为G）参考答案：12.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2

大于13.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来研究。(1)某次通过毫米刻度尺读数如图乙所示，指针示数为

_____

cm。(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和下表。用表中数据计算弹簧I的劲度系数为_____N/m(结果保留三位有效数字，取g=l0m·s-2)。由表中数据________

（填"能"或"不能"）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。参考答案：

(1).25.85

(2).12.5（12.3-12.7）

(3).能【详解】（1）指针示数为25.85cm.（2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量△F=0.5N时，弹簧形变量的变化量为△x=4.00cm，根据胡克定律知：．

结合L1和L2示数的变化，可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量，结合弹力变化量，根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V（量程4V，电阻RV约为4.0kΩ）B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）E．电阻箱R2（0～999.9Ω）F．开关S一只、导线若干⑴为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图，所选取了相应的器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ ．

⑵在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r．①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）；②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式

．

参考答案：答案：⑴用A2替换A1；

（3分）⑵①实验电路图如图；（3分）②（3分）15.（5分）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两个相邻计数点间有四个点未画出.已知所用电源的频率为50Hz，小车运动的加速度a=___________m/s2.(结果要求保留两位有效数字)

参考答案：答案：0.39四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(13分)如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话?已知地球半径为R，地表面重力加速度为g，地球的自转周期为T，无线电信号的传播速度为c(最后答案用题目中的符号表示)。参考答案：地球同步卫星是相对地面静止的卫星，它绕地球运动的周期与地球自转周期T相同。设卫星距地面的距离h，卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的万有引力，由牛顿运动定律和万有引力定律，可得：

(3分)

(3分)

解得：

(3分)

信号传递的最短距离是2h，受话人听到发话人的信号后立即回话，信号又需要传播2h的距离后才能到达发话人处，由此可知最短时间为：

17.（10分）如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为＋q（可视为点电荷），被长为l的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角=300。试求：

（1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高；（2）若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k)。参考答案：解析：（1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则

（3分）所以

即M、N两点间的电势差大小，且N点的电势高于M点的电势。（1分）（2）在N点