安徽省宿州市大路中学2021年高三物理联考试卷含解析

安徽省宿州市大路中学2021年高三物理联考试卷含解析一、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）一步行者以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车，在跑到距汽车20m处时，绿灯亮了，汽车即刻以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进，则()A．人经6s时间能追上了公共汽车B．人追不上公共汽车，人车之间的最近距离为2mC．人能追上公共汽车，追上车前人共跑了36mD．人追不上公共汽车，且车开动后，人车之间的距离先减小，后增大参考答案：BD2.据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”﹣沃尔夫（Wolf）1061c．沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星沃尔夫1061运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行．已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该小于第三宇宙速度B．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D．若已知探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径参考答案：D【考点】万有引力定律及其应用．【分析】当发射的速度大于第三宇宙速度，卫星会飞到太阳系以外；根据万有引力提供向心力得出周期的表达式，从而分析判断；沃尔夫1061c和地球公转时的中心天体不同，开普勒第三定律不适用；根据万有引力提供向心力，结合周期和中心天体的质量求出沃尔夫1061c的半径．【解答】解：A、从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，故A错误．B、根据知，T=，与卫星的密度无关，故B错误．C、沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，故C错误．D、已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，故D正确．故选：D．3.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止．则（）A．绳子上拉力一定为零B．地面受的压力可能为零C．地面与物体B间可能存在摩擦力D．A、B之间可能存在摩擦力参考答案：D【考点】物体的弹性和弹力；摩擦力的判断与计算．【分析】隔离对A分析，根据平衡条件判断绳子拉力的有无．对B整体分析，判断地面有无摩擦力以及对地面的压力与重力关系．【解答】解：A、若AB接触面光滑，AB间没有摩擦力．对A分析知，A受到重力和绳子的拉力，二力平衡，B对A没有支持力，否则三个力不可能平衡；若AB接触面粗糙，则绳子拉力可以为零，AB间存在摩擦力，从而处于平衡通状态．故A错误，D正确．B、对B分析知：B受到重力、地面的支持力，根据平衡条件知，地面对B的支持力等于物块B的重力，地面对B没有摩擦力．故BC错误．故选：D．4.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时P、Q仍静止不动，则

A.

Q受到的摩擦力一定变小

B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小

D．轻绳上拉力一定不变参考答案：D5.如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的地面始终保持水平，下列说法正确的是（

）A．上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力B．在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零C．下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.参考答案：311

1.567.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象．(1)本实验中是否需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(2)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.（保留1位有效数字）参考答案：

否

，

1

kg

8.一个中子轰击铀核（）可裂变生成钡（）和氪（）.已知、、和中子的质量分别是mu、mBa、mKr、mn，则此铀裂变反应的方程为

▲；该反应中一个裂变时放出的能量为

▲．（已知光速为c）⑶在某次冰壶比赛中，运动员将一冰壶甲以4m/s速度推出，与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发生对心正碰，碰撞后冰壶乙以3m/s速度沿向前滑行，方向与冰壶甲运动方向相同，①求碰后瞬间冰壶甲的速度；②试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．参考答案：9.汽艇静水中的速度为5m/s，河水的流速为3m/s，若该汽艇渡过宽为80m的河道至少需要

s的时间；若汽艇要以最短的位移渡河，所用时间为

s。参考答案：16

2010.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m11.我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h。交通部门提供下列资料：路面动摩擦因数干沥青0.7干碎石路面0.6～0.7湿沥青0.32～0.4资料一：驾驶员的反应时间：0.3～0.6s资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数（见右表）根据以上资料，通过计算判断汽车在高速公路上行驶时的安全距离最接近A．100m

B．200m

C．300m

D．400m参考答案：B12.地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地球表面的高度为____________，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大小为______________。

参考答案：

,

13.（5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差____________V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________。不考虑重力作用。参考答案：答案：，

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．已知m1=50g、m2=150g，则（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=

m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△EK=

J，系统势能的减少量△EP=

J，由此得出的结论是

；（3）若某同学作出v2﹣h图象如图3，则当地的实际重力加速度g=

m/s2．参考答案：（1）2.4；（2）0.576，0.600，在误差允许的范围内，系统机械能守恒．（3）9.7．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点5的瞬时速度，从而得出动能的增加量，结合下降的高度求出重力势能的减小量．根据机械能守恒得出v2﹣h的关系式，结合图线的斜率求出当地的重力加速度．【解答】解：（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=．（2）则打点0～5过程中系统动能的增量△EK==0.576J．系统重力势能的减小量△EP=（m2﹣m1）gh=0.1×10×（0.216+0.384）=0.600J，在误差允许的范围内，系统机械能守恒．（3）根据系统机械能守恒得，，解得，图线的斜率k==，解得g=9.7m/s2．故答案为：（1）2.4；（2）0.576，0.600，在误差允许的范围内，系统机械能守恒．（3）9.7．15.用20分度的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙所示，则玻璃管内径的测量值为_______cm。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，粒子源靠近水平极板M、N的M板，N板下方有一对长为L，间距为d=1.5L的竖直极板P、Q，再下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场，磁场上边界的部分放有感光胶片．水平极板M、N中间开有小孔，两小孔的连线为竖直极板P、Q的中线，与磁场上边界的交点为O．水平极板M、N之间的电压为U0；竖直极板P、Q之间的电压UPQ随时间t变化的图象如图乙所示；磁场的磁感强度B=．粒子源连续释放初速不计、质量为m、带电量为+q的粒子，这些粒子经加速电场获得速度进入竖直极板P、Q之间的电场后再进入磁场区域，都会打到感光胶片上．已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期，粒子重力不计．求：（1）带电粒子进入偏转电场时的动能EK；（2）磁场上、下边界区域的最小宽度x；（3）带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围．参考答案：解：（1）带电粒子进入偏转电场时的动能，即为MN间的电场力做的功

EK=WMN=U0q（2）设带电粒子以速度υ进入磁场，且与磁场边界之间的夹角为α时

向下偏移的距离：△y=R﹣Rcosα=R（1﹣cosα）

而

υ1=υsinα

当α=90o时，△y有最大值．

即加速后的带电粒子以υ1的速度进入竖直极板P、Q之间的电场不发生偏转，沿中心线进入磁场．

磁场上、下边界区域的最小宽度即为此时的带电粒子运动轨道半径．

所以

（3）粒子运动轨迹如图所示，若t=0时进入偏转电场，在电场中匀速直线运动进入磁场时R=L，打

在感光胶片上距离中心线最近为x=2L

任意电压时出偏转电场时的速度为υn，根据几何关系

在胶片上落点长度为

打在感光胶片上的位置和射入磁场位置间的间距相等，与偏转电压无关．在感光胶片上的落点宽度等

于粒子在电场中的偏转距离．

带电粒子在电场中最大偏转距离

粒子在感光胶片上落点距交点O的长度分别是2L和，则落点范围是答：（1）带电粒子进入偏转电场时的动能EK为U0q．（2）磁场上、下边界区域的最小宽度x为L．（3）带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围为从距O点2L到总长为．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）粒子进入磁场的动能由动能定理可知就等于在加速电场中电场力做的功．（2）以任意角度入射的粒子进入磁场后表示出向下偏移的距离，从该表达式就能看出只有垂直入射的粒子向下偏移的距离最大，再由半径公式等就能得到所求．（3）由运动的合成和类平抛的规律表示出在任意偏转电压下打在胶片上的长度表达式，从表达式可以看出：打在感光胶片上的位置和射入磁场位置间的间距相等，与偏转电压无关．在感光胶片上的落点宽度等于粒子在电场中的偏转距离，从而确定打在胶片上的范围．17.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.4T，棒ab在平行于导轨向上的力F1作用下，以速度v＝2m/s沿导轨向上匀速运动，而棒cd在平行于导轨的力F2的作用下保持静止。取g=10m/s2，（1）求出F2的大小和方向（2）棒cd每产生Q=1J的热量，力F1做的功W是多少？（3）若释放棒cd，保持ab棒速度v＝2m/s不变，棒cd的最终速度是多少？参考答案：（1）金属棒ab的电动势：

回路的电流强度：

ks5u

棒cd受的安培力，方向平行于导轨向上。假设F2的方向平行于导轨向上，由平衡条件：，负号表示F2的方向与假设的方向相反，即F2的方向平行于导轨向下。

（2）由可知棒cd产生Q=1J热量的时间:

在时间t内，棒ab的位移

棒ab受的安培力沿导轨向下，大小为：力F1做的功

（3）刚释放cd棒时，cd棒沿导轨向上加速运动，既abcd闭合回路的；电流强度减小，cd棒受的安培力也减小，当时，cd棒的加速度为零，cd棒的速度达到最大并做匀速运动，此时：

由解得：vcd=1.5m/s。18.（22分）已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r（r<h）