2021年湖南省郴州市沙田中学高三物理测试题含解析

2021年湖南省郴州市沙田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.（08年全国卷Ⅰ）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出。已知该玻璃对红光的折射率为1.5。设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中A.t1始终大于t2

B.t1始终小于t2C.t1先大于后小于t2

D.t1先小于后大于t2参考答案：答案：B解析：设折射角为α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律n=，且n=，在玻璃砖中的时间为t=，联立解得t2∝红光频率较小，θ为零时，t1＜t2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t1＜t2，故B对。2.如图所示，将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端，今用测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，在测力计的示数逐渐增大的过程中，AB杆对球的弹力方向为

A．始终水平向左

B．始终竖直向上

C．斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐增大

D．斜向左下方，与竖直方向的夹角逐渐增大参考答案：C3.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示．则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是（）A．向外， B．向外， C．向里， D．向里，参考答案：D【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；洛仑兹力．【分析】由导体棒所受重力和弹力方向以及左手定则，可知导体棒电流向里，对其受力分析，正交分解可得电流大小．【解答】解：对导体棒受力分析如图；BIL=mgtan60°，解得，由左手定则知电流方向向里，故选：D4.如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心。下列判断中正确的是

A．光线在B点可能发生了全反射B．光从空气进入球形水珠后，波长变长了C．光从空气进入球形水珠后，频率增大了D．仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间增加了参考答案：D5.有一静电场，其电场强度方向平行于x轴．其电势φ随坐标x的改变而变化，变化的图线如图所示，则下列图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)()参考答案：A由题图知该静电场中电势φ与沿电场方向的距离x成线性关系，故必为匀强电场，则φ－x图象的斜率大小等于场强E，故此0～2mm、10mm～12mm两段的场强大小相等，方向也相同，且与2mm～10mm区间的场强相反．因顺着场强方向电势降低，故0～2mm及10mm～12mm区间场强方向为负，而2mm～10mm区间场强为正．故A正确．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止于光滑水平面上的小车两端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度为_____________m/s，方向与（选填“甲、乙”）_____________相反。参考答案：1.5m/s，乙

7.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：答案：平均速度

物块的末速度解析：匀变速直线运动的v-t图像所围面积表示位移，中位线表示平均速度。最高点的纵坐标表示末速度。8.现测定长金属丝的电阻率。①某次用螺旋测微器测量金属丝直径结果如图所示，其读数是______。②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号。电源

（电动势，内阻约为）电流表

（量程，内阻）电流表

（量程，内阻约为）滑动变阻器

（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。参考答案：

(1).（均可）

(2).

(3).

相等【详解】根据螺旋测微器的读数法则可知读数为因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过电流为，电阻两端的电压为，因此电阻该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等

9.（9分）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。（1）（单选题）此温度计的特点是A．刻度均匀，刻度值上小下大B．刻度均匀，刻度值上大下小C．刻度不均匀，刻度值上小下大D．刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有A．液体密度

B．玻璃泡大小

C．左管内径粗细

D．右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需__________。参考答案：（1）A

（2）BC

（3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数【考点定位】气体的状态方程10.（4分）如图所示，一劲度系数为k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体A、B。开始时物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要在上面物体A上加一竖直向上的力F，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2，求：此过程中外力F所做的功为_____J。

参考答案：

49.511.某星球密度与地球相同，又知其表面重力加速度为地球表面重力加速度的2倍，则该星球的质量是地球质量的

倍。参考答案：

812.一氢原子从能量为E2的能级跃迁至能量为E1的较低能级时释放的光子的波长为______（真空中光速c，普朗克常数h）参考答案：解析：由波尔假设可得hc/λ=E2-E1,释放的光子的波长为λ=.13.如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是开关，请指出图中的三处错误：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．参考答案：(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)(2)滑块离计时器太远(3)电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝……。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。

（1）本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？（2）让小球分别从不同高度无初速释入，测出物体从初位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……读出小球每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4……并绘制了如图乙所示的L–v图象。根据绘制出的L–v图象，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出

A．L–v2图象

B．图象

C．图象

D．图象

（3）本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？参考答案：答案：（1）本实验中不需要测量物体质量的理由：∵W=△EKW=mg(sinθ-μcosθ)·L，△EK=，等式两边都有m，∴探究W与v的关系时可以不测量质量m。（3分）（2）A

(3分)（3）不会(2分)15.在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为______mm．用游标为20分度的游标卡尺测量小球的直径，示数如图2所示，读数为______cm．参考答案：

(1).0.617

(2).0.675【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为．（2）游标卡尺的主尺读数为：6mm，游标尺上第14个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑水平面上有一质量为M=1kg的长木板，木板左端表面水平且长为L=2m，右端为光滑的1/4圆弧槽。现有一个质量为m=0.5kg可视为质点的物块以速度v0=3m/s水平滑上长木板，m与长木板水平部分间的动摩擦因数为μ=0.1，物块滑过水平部分后能冲上圆弧面而未离开圆弧。求(1)物块在圆弧面上升的最大高度；(2)为使物块最终能从左端滑出木板，v0应满足的条件。参考答案：物块滑上长木板后，与木板相互作用，水平方向不受外力，动量守恒。物块上升到最大高度时，二者具有相同的速度。系统损失的动能转化为热量和物块的重力势能。mv0=(M+m)v

（1分）得：

故

（1分）物块与木板摩擦产生的热量取决于它们的相对位移：Q=μmgL

（1分）由能量守恒得：ΔEk=Q+mghmax

（1分）解得：

代入数值得hmax=0.1m。

（1分）(2)考虑临界情况，认为物块恰好相对木板静止在木板的最左端，它们的相对路程为2L，此时共同速度为v′，由整个过程动量守恒得：mv0=(M+m)v′

（1分）

ΔE′k=

（1分）ks5uΔE′k=Q=μmg2L

（1分）解得：。

17.（10分）如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0．5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0＝0．2T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝0.1Ω，质量分别为M1=0．3kg和M2＝0．5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0．8N的作用下，由静止开始运动。试求：(1)当电压表读数为U=0．2V时，棒L2的加速度为多大；(2)棒L2能达到的最大速度vm.参考答案：解：(1)流过L2的电流………1分L2所受的安培力………1分对L2得………1分所以L2的加速度………1分（2）当安培力F安与恒力F平衡时，棒L2速度达到最大，此时电路电流为Im，则F安=BImd……2分Im=…2分F安=F……1分

……1分18.如图所示，遥控赛车比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”，比赛要求：赛车从起点出发，沿水平直轨道运动，在B点飞出后越过“壕沟”，落在平台EF段。已知赛车的额定功率P=10.0W，赛车的质量m=1.0kg，在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N，AB段长L=10.0m，BE的高度差h=1.25m，BE的水平距离x=1.5m。若赛车车长不计，空气阻力不计，g取10m/s2。（1）