2021年河北省张家口市石窑子中学高三物理测试题含解析

2021年河北省张家口市石窑子中学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.（多选）直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度释放一电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb，电势分别为和．则A．Ea>Eb

B．Ea<EbC．<

D．>参考答案：AC2.如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以出速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2。则（

）A.v1=v2，t1＞t2

B.v1＜v2，t1＞t2

C.v1=v2，t1＜t2

D.v1＜v2，t1＜t2参考答案：A3.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像。下列说法中正确的是

A、若DE能结合成F，结合过程一定要释放能量B、若DE能结合成F，结合过程一定要吸收能量C、若A能分裂成BC，分裂过程一定要释放能量D、若A能分裂成BC，分裂过程一定要吸收能量参考答案：AC4.（单选）有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得()A．该行星的半径为 B．该行星的平均密度为C．无法测出该行星的质量 D．该行星表面的重力加速度为参考答案：B5.如图所示，当K闭合后，一带电微粒在平行板电容器间处于静止状态，下列说法正确的是（

）

A．保持K闭合，使P滑动片向左滑动，微粒向上运动.

B．打开K后，使两板错开一定距离，微粒仍静止.C．打开K后，使两极板靠近，则微粒将向上运动.

D．打开K后，使两极板靠近，则微粒仍保持静止.

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.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=(t1＋0.2)s时刻的波形图．若波速为35m/s，则质点M在t1时刻的振动方向为

；若在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m，则波速为

m/s．参考答案：向下257.某同学从一楼到二楼，第一次匀速走上去，第二次匀速跑上去（更快），则正确的是：A.两次做的功不相同，功率也不相同B.两次做的功相同，功率也相同C.两次做的功相同，功率不同，第一次比第二次大D.两次做的功相同，功率不同，第二次比第一次大参考答案：D两次从一楼到二楼，克服重力做功相等，根据功率P=，时间短的功率大，所以第二次功率大．故D正确，A、B、C错误．8.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度ω的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n．测得几组不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN．（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度ω的关系式Ek=2ω2；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角速度ω=2rad/s．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径．根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能．（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式．（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度．解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?πD，代入计算得到数据如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=kω2．当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．k是比例系数．将任一组数据比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是Ek=2ω2（3）根据动能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关．9.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示。(1)在平衡摩擦力后，挂上砝码盘，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝______m/s2。(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中的砝码总重力F(N)00.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.210.691.181.662.182.70某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出a－F的关系图象，发现图线不通过坐标原点，请说明主要原因是什么？参考答案：(1)a＝0.16m/s2或者0.17m/s2；（2分）(2)未计入砝码盘的重力。10.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是．参考答案：正电子11.正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为

，导体框中感应电流做功的功率为

。参考答案：，12.一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=___________A，所产生的热量Q=___________J。22A、22B选做一题

参考答案：0.4，

0.04813.（2分）如图所示，将甲、乙、丙球(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲球从圆心A出发做自由落体运动，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D，丙球沿圆弧轨道从C点(且C点靠近D点)运动到D点，如果忽略一切摩擦阻力，设甲球从圆心A做自由落体运动D的时间为t甲，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D的时间为t乙，丙球沿圆弧轨道从C点运动到D点时间为t丙，则t甲、t乙、t丙三者大小的关系是

。

参考答案：t甲＜t丙＜t乙三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，能在几秒钟内画出电流随时间变化的图象。在右图a所示的电路中，电源的电动势为6V，先将电键S与1端相连，稳定后，再将电键S从位置1转换到位置2，电容器便通过电阻R放电，这时，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上便显示出如图b所示的I－t图象。据此，可以估算出电容器的带电量约为 C，电容器的电容量约为

μF。（均取一位有效数字）（2）右图为一简易多用表的内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，S为单刀多掷电键（功能键），表内两恒压直流电源的电动势不相等，且E1<E2。由图可知，欲测电压时，应将功能键置于

或

位置；欲测电阻时，应将功能键置于

或

位置。在测电流的两个位置中，将功能键置于位置

时电流的量程较大；在测电阻的两个位置中，将功能键置于位置

时所选的倍率较大。（统一填写功能键序号）参考答案：（1）3×10-3，

5×102

（每空2分）（2）

5

或

6

；

3

或

4

。（每空1分）

1

，

4

。（每空2分）15.如图所示，水平桌面上固定着斜面体A，有小铁块B．斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的．现提供的实验测量工具有：天平、直尺．其它的实验器材可根据实验需要自选．现要设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功．请回答下列问题：（1）除题中供给的器材处，还需要选用的器材是：

____________________________________________________________．（2）简要说明实验中需要测量的物理量(要求在图上标明)：_____________________________________________________________．（3）写出实验结果的表达式（重力加速度g已知）：____________________________________________________________．参考答案：（1）重锤线、铺在地面上的白纸和复写纸

（2）斜面高度H、桌面高度h，小铁块平抛的水平距离S，小铁块质量m

（3）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(8分)“真空中两个整体上点电荷相距10cm，它们之间相互作用力大小为9′10-4N。当它们合在一起时，成为一个带电量为3′10-8C的点电荷。问原来两电荷的带电量各是多少？”某同学求解如下：根据电荷守恒定律地：

(1)

根据库仑定律：

以代入(1)式得：

解得

根号中的数值小于0，经检查，运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。参考答案：解析：题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算.

由

得

①

由此解得

②

③17.如图所示，光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P，质量分别为和的小物块A和B（可视为质点）分别带有和的电荷量，两物块由绝缘的轻弹簧相连，一不可伸长的轻绳跨过定滑轮，一端与物块B

连接，另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B

、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B

开始时均静止，已知弹簧的劲度系数为K，不计一切摩擦及AB间的库仑力，物块A、B所带的电荷量不变，B不会碰到滑轮，物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放，可使物块A对挡板P的压力为零，但不会离开P，则（1）求物块C下落的最大距离；（2）求小物块C下落到最低点的过程中，小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量；（3）若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力.参考答案：(1)(2)(3)（1）开始时弹簧的形变量为，对物体B由平衡条件可得：设A刚离开挡板时，弹簧的形变量为，对物块B由平衡条件可得：

故C下降的最大距离为：

(2)物块C由静止释放下落至最低点的过程中，B的电势能增加量为：

由功能关系可知：物块由静止释放