安徽省芜湖市南陵县奚滩中学2021年高三物理测试题含解析

安徽省芜湖市南陵县奚滩中学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.水平放置的平行板电容器与电源相连，下极板接地。带负电的液滴静止在两极板间P点，以E表示两极板间的场强，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势。若电容器与电源断开，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则A.U变大，E不变，φ不变 B.U不变，E变小，φ降低C.液滴将向下运动 D.液滴仍保持静止参考答案：AD【详解】电容器与电源断开，则带电量Q不变，保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则d变大，根据可知C变小，根据Q=CU可知U变大，由与上述式子联立可得：,则E不变；因P点与下极板的距离不变，根据U=Ed可知P点与下极板的电势差不变，即P点的电势φ不变，选项A正确，B错误；由于E不变，则液滴受的电场力不变，则液滴仍保持静止，选项C错误，D正确.2.如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是A．极板M比极板N电势高B．加速电场的电压U=ERC．直径PQD．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶

片上同一点，则该群离子具有相同的比荷参考答案：AD3.起重机竖直吊起重物时，有一段是竖直加速上升过程。若不计空气的阻力，则重物在加速上升过程中，正确的判断是（

）A．重物处于超重状态

B．物体重力势能的增加一定等于物体克服重力做的功C．任意相等的时间内重力做的功相等

D．动能的增加可能等于重力势能的增加参考答案：ABD4.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A.甲的周期大于乙的周期

B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度

D.甲在运行时能经过北极的正上方参考答案：AC5.(单选题)仅仅16岁零9个月15天，杭州女孩叶诗文的成就已“前无古人”.2012年12月16日凌晨，她以破赛会纪录的成绩勇夺短池世锦赛女子200米混合泳冠军，仅仅两年时间，她便成为中国游泳史上第一位集奥运会、世锦赛、短池世锦赛和亚运会冠军于一身的全满贯．叶诗文夺得冠军说明她在这次比赛中下列的哪一个物理量比其他运动员的大()A．跳入泳池的速度

B．终点撞线时的速度

C．全程的平均速率

D．掉头的速度参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过__________。参考答案：

7.如图所示，一长为L、质量为m的均匀棒可绕O点转动，下端A搁在光滑球面上，用过球心的水平力向左推球．若在图示位置棒与球相切，且与竖直方向成45°时球静止，则水平推力F为

．若球经过图示位置时水平向左的速度为v，则棒的端点A的速度为

．参考答案：；v．【考点】力矩的平衡条件；运动的合成和分解．【分析】根据力矩平衡条件，列出方程，求得球对棒的支持力，再对球受力分析，依据平衡条件，即可求解水平推力大小；对棒与球接触处进行运动的分解，确定两分运动，从而即可求解．【解答】解：对棒受力分析，根据力矩平衡，由图可知，则有：mg×=N×L解得：N=再对球受力分析，依据平衡条件，则有：Ncos45°=F解得：F=由题意可知，对棒与球接触处，进行运动的分解，如图所示：则有：vA=vcos45°=v故答案为：；v．8.小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：（1），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平抛运动，由s=vt，h=gt2/2联立解得，v=；自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL。多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的。9.模块选做题（模块3－5试题）⑴（4分）某考古队发现一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代。已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年。该生物死亡时距今约

年。参考答案：答案：1.1×104（11460或1.0×104～1.2×104均可）解析：该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。10.一个质量为50kg的人站立在静止于平静水面上的质量为400kg的船上，突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以_____

___m/s的速度后退，若该人向上跳起后，以人船为系统，人船系统的动量_________。（填守恒或不守恒）参考答案：0.25

不守恒11.一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：12.某物质的摩尔质量为μ，密度为ρ，NA为阿伏加德罗常数，则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是___________．若这种物质的分子是一个挨一个排列的，则它的直径约为__________。参考答案：；或

()13.(选修模块3—3)设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字)参考答案：答案：7×103（6×103～7×103都算对）解析：

1g水的分子数N=NA，1cm2的分子数n=N≈7×103（6×103～7×103都算对）。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3—4）（7分）如图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，求该波的传播速度的大小，并判断该波的传播方向。

参考答案：解析：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.甲、乙两车在同一条平直公路上运动，甲车以10m/s的速度匀速行驶，经过车站A时关闭油门以4m/s2的加速度匀减速前进，2s后乙车与甲车同方向以1m/s2的加速度从同一车站A出发，由静止开始做匀加速运动，问乙车出发后多少时间追上甲车？参考答案：

【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．A2A8【答案解析】5s解析：设甲车运动时间t后停止，由，解得t=2.5s甲车前进距离

2s后乙车出发，乙车行驶t1=0.5s位移为

由于，故乙车在追上甲车前甲车已停止。设乙车经时间t2追上甲车，解得t2=5s

【思路点拨】根据运动学公式判断乙车在追及甲车的过程中，甲车是否停止，若停止，抓住位移关系，通过匀变速直线运动的位移时间公式求出追及的时间．解决本题的关键理清两车的运动过程，抓住位移关系，运用运动学公式求出追及的时间．17.一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离．参考答案：解：（1）规定向右为正方向．木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M．由牛顿第二定律有﹣μ1（m+M）g=（m+M）a1①由图可知，木板与墙壁碰前瞬间速度v1=4m/s，由运动学公式得

v1=v0+at②

③式中，t1=1s，s0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小木块和木板开始运动时的速度．联立①②③式和题给条件得

μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后，木板以﹣v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动．设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律有﹣μ2mg=ma2⑤由图可得

⑥式中，t2=2s，v2=0，联立⑤⑥式和题给条件得

μ2=0.4⑦（2）设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间△t，木板和小物块刚好具有共同速度v3．由牛顿第二定律及运动学公式得

μ2mg+μ1（M+m）g=Ma3⑧

v3=﹣v1+a3△t⑨

v3=v1+a2△t⑩碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为（11）小物块运动的位移为

（12）小物块相对木板的位移为△s=s2﹣s1（13）联立⑥⑧⑨⑩（11）（12）（13）式，并代入数值得△s=6.0m因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m．（14）（3）在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移s3．由牛顿第二定律及运动学公式得μ1（m+M）g=（m+M）a4

（15）（16）碰后木板运动的位移为

s=s1+s3（17）联立⑥⑧⑨⑩（11）（15）（16）（17）式，并代入数值得

s=﹣6.5m

（18）木板右端离墙壁的最终距离为6.5m．答：（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2分别为0.1和0.4．（2）木板的最小长度是6.0m；（3）木板右端离墙壁的最终距离是6.5m．【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．【分析】（1）对碰前过程由牛顿第二定律时进行分析，结合运动学公式可求得μ1；再对碰后过程分析同理可求得μ2．（2）分别对木板和物块进行分析，由牛顿第二定律求解加速度，由运动学公式求解位移，则可求得相对位移，即可求得木板的长度；（3）对木板和物块达相同静止后的过程进行分析，由牛顿第二定律及运动学公式联立可求得位移；则可求得木板最终的距离．18.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻