河北省保定市满族高级中学2021年高三物理联考试题含解析

河北省保定市满族高级中学2021年高三物理联考试题含解析一、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，细线a和b的一端分别固定在水平地面上，另一端系一个静止在空气中的氢气球，细线与地面的夹角分别为30°和60°。a、b受到拉力分别为Ta和Tb；氢气球受到浮力F,则A．Ta>Tb

B．Ta<TbC．F=Ta

D．F<Tb参考答案：B2.(多选)某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点．则下列判断正确的是(). A.粒子带负电 B.粒子在M点的加速度小C.粒子在N点的速度大 D.电场力对粒子做正功 参考答案：【知识点】电场线；物体做曲线运动的条件；动能定理的应用．D1E2I1【答案解析】BCD解析：A、电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子的受到的电场力的方向也向上，所以电荷为正电荷，所以A错误；B、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在N点的受力大，加速度大，所以B正确；C、从M点到N点，电场力做正功，电势能减小，粒子的速度增大，所以C正确；D、由C的分析可知D正确．故选BCD．【思路点拨】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．3.（单选）如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为() A． B． C． D．2参考答案：C木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零．将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律F合=F猫+F木板=0+2ma（a为木板的加速度），整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小，即F合=3mgsinα，解得，所以C正确。4.一船沿东西方向的河流向正东方向行驶，行驶速度为2m/s.某段时间，船上的人观察到船上发动机冒出的烟气向正南方向飘去，则关于这段时间相对地面的风向和风速，下列说法中正确的是

（

）A．向正南方向吹，速度为2m/s

B．向正北方向吹，速度为2m/s

C．向西偏北方向吹，速度大小不能确定

D．向东偏南方向吹，速度大小不能确定

参考答案：D5.（多选）如图所示，质量为M=2Kg的薄壁细圆管竖直放置，圆管内壁光滑，圆半径比细管的内径大的多，已知圆的半径R=0.4m，一质量为m=0.5Kg的小球在管内最低点A的速度大小为2m/s，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．小球恰好能通过最高点B．小球无法通过最高点C．圆管对地的最大压力为20ND．圆管对地的最大压力为40N参考答案：解：AB、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律得：=mgh解得：h===0.6m＜2R=0.8m，小球不能上升到最高点，故A错误，B正确；CD、在最低点时，球对圆管的压力最大，此时圆管对地的压力最大，根据向心力公式得：

N﹣mg=m解得：N=5+0.5×，根据牛顿第三定律得：球对圆管的压力为N′=N=20N则圆管对地的最大压力为：FN=N+Mg=20+20=40N，故C错误，D正确．故选：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的2倍．A、B分别为大轮和小轮边缘上的点．在压路机前进时，A、B两点相对各自轴心的线速度之比vA∶vB＝

；A、B两点相对各自轴心的角速度之比ωA∶ωB＝

A、B两点相对各自轴心的向心加速度之比为aA∶aB＝

参考答案：1:1;

1:2；1:27.（4分）随着能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，从提高能量利用的角度来看，这种设计的优点是

。参考答案：

上坡时，部分动能转化为重力势能；下坡时部分重力势能转化为动能。8.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D

吸热气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，P－1/V图象是一条过原点的直线，所以D图正确。该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。9.如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现

分布规律；T1温度下气体分子的平均动能

（选填“大于”、“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。参考答案：中间多、两头少；小于试题分析：由图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较低的气体分子占比例较大，则说明温度下气体分子的平均动能小于温度下气体分子的平均动能．考点：考查了分子平均动能【名师点睛】要注意明确分子平均动能为统计规律，温度升高时并不是所有分子的速率均增大，同时注意图象的性质，能明确如何判断分子平均速率的变化和温度的变化．10.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．①当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．②某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出③另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：

图1

图2图1：____________________________________________________；图2：_____________________________________________________.参考答案：①m?M

（2分）②B

（2分）③图1：m过大(或M过小)，造成m不是远小于M（2分）图2：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2分）11.（4分）如图所示，质量为的小球在半径为的半球形容器中从上部边缘由静止开始下滑，下滑到最低点时，对容器底的压力为，则在最低点时小球运动的速度大小为

，在下滑过程中克服摩擦力做的功为

。参考答案：

答案：

12.（8分）如图所示，A、B、C为某质点作平抛运动的轨迹上的三个点，测得AB、BC间的水平距离为SAB=SBC=0.4m，竖直距离hAB=0.25m，hBC=0.35m，由此可知质点平抛运动的初速度vo=

m/s，抛出点到A点的水平距离为

m，竖直距离为

m。（取g=10m/s2）

参考答案：4；0.8；0.213.如图，质量为m的活塞夹在两块光滑的水平隔板间，活塞与轻质传动杆之间有大小不计的光滑转轴连接，活塞在水平力作用下缓缓推动传动杆，传动杆带动曲轴绕固定转轴O转动。在图示位置时，水平推力大小为F（F<mg），轻杆与水平方向夹角为θ(θ<45°)，曲轴与水平虚线垂直，轻杆与曲轴连接处到转轴O距离为L，此时传动杆对曲轴的力矩大小为

，隔板对活塞的作用力大小为

。参考答案：FL；mg-Ftanθ

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了研究一根弹性绳的性能，某同学设计了一个简单装置——把一个物体系在弹性绳上悬挂在O点上，并在这个物体上安装有位移传感器，用以测量它在不同时刻下落的高度和速度。实验前他首先测出物体的总质量为5kg，弹性绳不伸长时的长度为12m。现把物体从O点静止释放，根据传感器测到的数据，可以利用计算机作出如图所示的速度—位移图象。不考虑空气阻力及绳的重力不计，重力加速度取10m/s2。则物体下落到最低点时绳的弹性势能为

J，弹性绳的平均拉力为

N．参考答案：

答案：1800，7515.用如图所示装置探究影响加速度的因素，提供的器材有长木板、铁架台、米尺、

计时仪器、小车（可视为质点）、砝码等，进行以下探究活动

(l)探究加速度与质量的关系。

①测量木板长度为，将木板一端放在铁架台的支架上。

②让小车从静止开始由顶端滑到底端，测出下滑时间t，则小车运动的加速度可表示

为a=____。

③保持木板倾角不变，向小车内加入砝码，再使其由静止开始从顶端滑到底端，测出

下滑时间。④在实验误差范围内小车两次下滑的加速度a与的关系为a________（填“>”、“<”或“=”）⑤据此能否得出加速度与质量的关系？__________（填“能”或“不能”）(2)探究加速度与合外力的关系①若不计摩擦，小车质量为M，木板长度，两端高度差为h时，小车沿木板下滑受到的合外力为F=___________，

②改变木板倾角，测出每次木板两端的高度差h和小车下滑的时间t。

③为了寻求a与F的关系，可以作出与变量h、t相关的图像，当两坐标轴的物理量为_____和______时，得到的图像才是直线。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图4-2，河宽d，水流速度V1。船在静水中速度V2，且V1＜V2，如果小船航向与河岸成θ角斜向上游，求(1)它渡河需要多少时间；(2)如果要以最短时间渡河，船头应指向何方？此时渡河位移多少；(3)要以最短位移渡河，船头又指向何方？此时渡河时间是多少？参考答案：(1)小船的运动由两个运动组成,设渡河的时间为t，将V1、V2沿水流方向和垂直河岸方向分解，则水流方向：Vx=V1—V2·cosθ垂直河岸方向：Vy=V2·sinθ渡河时间由Vy决定，与无关Vx无关，t=d/Vy=d/V2·sinθ(2)要使渡河时间最短，则当θ=900，即船头垂直河岸开行tmin=d/V2位移X=V1tmin=(V1/V2)·d(3)要使位移最小，只有船合运动垂直河岸，船头应斜向上游成β角,V2·sinβ=d/t2

V2·cosβ=V1cosβ=V1/V2

β=arccos·V1/V2

渡河时间t2=d/V2·sinβ

17.（14分）有一带负电的小球，其带电量q=-C。如图所示，开始时静止在场强E=N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板距离H=36cm，小球的重力忽略不计。在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=，而碰撞过程中小球的机械能不损失。（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？（电势能用来表示）（2）小球从P点出发第一次到达最右端的过程中电场力对小球做了多少功？（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？参考答案：解析：（1）SP间的电势差

因，所以

小球在P点时的电势能

（2）小球从P到S电场力做功

小球从S第一次到达最右端电场力做功

小球从P点出发第一次到达最右端电场力对小球做功

（3）小球第一次从P到S有

小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为

有，

得

同理小球第二次碰撞后有

推得

有，