山东省菏泽市郓城高级中学2021-2022学年高三物理测试题含解析

山东省菏泽市郓城高级中学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.（单选）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中（）A．a的动能小于b的动能B．两物体机械能的变化量相等C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零参考答案：考点：功能关系．分析：b的速度在绳子方向的分速度与a的速度相等，比较出速度大小即可比较动能的大小．解答：解：A、将b的实际速度进行分解如图：由图可知va=vbcosθ，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确；B、由于有摩擦力做功，故ab系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，B错误；C、a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，C错误；D、在这段时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳子对a做的功等于﹣FTvat，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积，即：FTvbcosθt，又va=vbcosθ，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D正确．故选：AD．点评：本题考查了有摩擦力作用下的系统功能转化关系，克服摩擦力做功时，系统的机械能减少，减少的机械能转化为内能．2.如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为M，叠放在光滑的水平面上。现用水平力F作用于A，恰能使A、B一起运动；今撤去力F，将另一水平力作用于木块B,则保持A、B相对静止的条件是不超过

(

)A． B． C． D．参考答案：C系统在水平方向只受力F作用，恰能一起运动，则A、B具有相同加速度，即，木块B水平方向只受A对B的静摩擦力(临界条件对应的受力对象)，因此最大静摩擦力；若撤去力F，将水平力作用于B，则对系统有，木块A水平方向只受B对A的静摩擦力f(临界条件对应的受力对象)，相对静止的条件是相互作用的静摩擦力，且，联立解得，C项正确。3.如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m，带正电的小球，小球与弹簧不连接，加外力F将小球向下压到某位置静止，现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力和电场力对小球做功的大小分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中(

)

A．弹簧弹性势能最大值等于

B．重力势能增加W1

C．机械能增加W2

D．电势能增加W2参考答案：

答案：BC4.（单选）两个大小相同、带等量同种电荷的导体小球A和B，彼此间的静电力为F。另一个不带电的与A、B大小相同的导体小球C，先与A接触，再与B接触，然后移开，这时A和B之间的作用为，则F与之比为A．8∶1

B．8∶3

C．1∶8

D．4∶1

参考答案：B5.如下图所示，小球以初速度为从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为的斜面顶部。图中A是内轨半径大于的光滑轨道、B是内轨半径小于的光滑轨道、C是内轨直径等于光滑轨道、D是长为的轻棒，其下端固定一个可随棒绕点向上转动的小球。小球在底端时的初速度都为，则小球在以上四种情况中能到达高度的有（

）

参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的闪光频率为________Hz..(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s参考答案：(1)10

(2)0.757.在倾角为30°的斜面顶点以10m/s的速度水平抛出一个质量为0.1kg的小球，则小球落到斜面上瞬间重力的瞬时功率为

，过程中重力的平均功率为

。（结果保留根号）参考答案：

平抛运动的位移偏转角为30°，故：，而、解得：故过程中重力的平均功率为：小球落到斜面上瞬间重力的瞬时功率为：8.图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度，沿与等势面平行的方向由A点进入该电场，从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________，电势能改变量之比是_____________。参考答案：1：1：2

2：1：29.如图所示，质量为m＝5kg的物体，置于一倾角为30°的粗糙斜面上，用一平行于斜面的大小为40N的力F拉物体，使物体沿斜面M向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝2m/s2，斜面始终保持静止状态。则水平地面对斜面的静摩擦力大小为__________N，2s末该系统克服摩擦力做功的瞬时功率为__________W。参考答案：

答案：15；2010.一个人由高H=20m的高台上将质量为m=0.5kg的小球以v0=16m/s的初速度竖直向上抛出，则人对小球所做的功为________J；小球落地时速度大小为24m/s，整个过程中小球克服空气阻力做功为________J。（g=10m/s2）参考答案：答案：64J；20J。

11.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：12.某实验小组在探究加速度与力、质量的关系的实验中，得到以下左图所示的实验图线a、b，其中描述加速度与质量关系的图线是

；描述加速度与力的关系图线是

。为了便于观察加速度与质量关系通常采用

关系图线．⑵．（6分）在研究匀变速直线运动的实验中，获得反映小车运动的一条打点纸带如右上图所示，从比较清晰的点开始起，每5个打点取一个计数点（交流电源频率为50HZ），分别标出0与A、B、C、D、E、F点的距离，则小车①做

运动，判断依据

；②小车的加速度为______m/s2参考答案：13.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O'连线延长线于C点。过A点作法线NN'的垂线AB交NN'于B点，过C点作法线NN'的垂线CD交于NN'于D点，如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n=________。参考答案：1.50三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为θ=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少？（3）若斜面顶端高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？参考答案：解：（1）由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以vy=v0tan53°且有=2gh，解得vy=4m/s，v0=3m/s．（2）由vy=gt1解得t1=0.4s，所以水平距离s=v0t1=3×0.4m=1.2m．（3）对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得，小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=gsin53°，初速度为平抛运动的末速度v==5m/s．则=vt2+a，解得t2=2s．（或t2=﹣s不合题意舍去）所以t=t1+t2=2.4s．答：（1）小球水平抛出的初速度v0是3m/s；（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是1.2m；（3）若斜面顶端离地高H=20.8m，则小球离开平台后到达斜面底端的时间是2.4s．17.如图所示，面积S＝100cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的汽缸B内，汽缸开口向上竖直放置，高度足够大。在活塞上放一重物，质量为m=20kg，静止时活塞到缸底的距离为L1=20cm，摩擦不计，大气压强为P0=1.0×105Pa，温度为27℃，g取10m/s2。（1）若保持温度不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；（2）若加热汽缸B，使封闭气体温度升高到177℃，求活塞A移动的距离。参考答案：解：（1）（5分）初态