山西省忻州市神池县中学2021年高三物理测试题含解析

山西省忻州市神池县中学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1.一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（）A．质点A的速度向下B．质点B的动能为零C．从该时刻经过半个周期，质点C将移动到质点B的位置D．从该时刻经过个周期，质点D的加速度达到最大E．B、D两质点的振动情况总相反参考答案：ADE【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【分析】由波的传播方向确定出各质点的振动方向．根据速度、加速度与位置的关系分析B点动能以及D点的加速度情况，若两个质点相差半波长的奇数倍时，振动情况完全相反．【解答】解：A、由波的平移法可知，在该时刻质点A正向下运动．故A正确．B、由图可得，在该时刻B在平衡位置，速度最大，动能最大．故B错误．C、从该时刻经过半个周期，质点C将运动到波峰位置，不会运动到B质点处．故C错误．D、从该时刻经过个周期，质点D处于波峰位置，加速度达到最大，故D正确；E、B、D两质点相差半个波长，振动情况总相反．故E正确．故选：ADE2.（单选）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一小物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10)，则下列结论正确的是

A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B．物体的质量为3kg

C．物体的加速度大小为5

D．弹簧的劲度系数为7.5N/cm参考答案：C3.如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的（）A．速度 B．角速度 C．加速度 D．机械能参考答案：C【考点】机械能守恒定律；向心力．【分析】A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，比较出初始位置的机械能即可知道在最低点的机械能大小．根据动能定理可比较出A、B两球的速度大小．根据向心加速度的公式比较加速度大小，根据牛顿第二定律比较拉力大小．【解答】解：A、根据动能定理得：mgL=mv2，解得：v=，因为L不等．所以速度不等，故A错误；B、根据a=解得：a=2g，所以两球加速度相等，又a=Lω2，所以角速度不等，故B错误C正确；D、因为没说两球的质量相等，初始位置它们的重力势能不一定相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；故选：C4.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造塑，假设每个人的重量均为G，下面五人的背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为（

）A．

B．

C．

D．参考答案：C5.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()A．第1s内的位移是5m

B．前2s内的平均速度是6m/sC．任意相邻的1s内位移差都是1m

D．任意1s内的速度增量都是2m/s参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.5MeV的能量．①写出该热核反应方程：___________________________________②一次这样的热核反应过程中释放出____________MeV的能量?（结果保留三位有效数字）参考答案：（2）①4H→He+2e②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267uΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.87MeV=24.9MeV⑶根据动量守恒定律得：

解得：7.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝3R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中，合外力做功___________,摩擦力做功为________.参考答案：mgR/2,-3mgR/28.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大9.如图12所示，质量为ｍ的物体放在倾角为θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物体沿斜面匀速向上运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数为。参考答案：10.

（选修3-4）（4分）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B是介质中的二个质点．已知波是向x轴正方向传播的，由此可以判断：质点A的振幅为

cm，质点B此刻向

运动.

参考答案：答案：0.4；y轴正方向．（每空2分）11.沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。在时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝

s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为

cm。参考答案：答案：0.6，2解析：由波动图像可知，质点P现在向上振动。经过第一次处于波峰。在时质点P恰好此后第二次处于波峰位置，说明经过了，可求出周期。质点Q现在处于平衡位置具有向下的速度，至少要经过半个周期才能在平衡位置具有向下的速度。因为波传播时间超过一个周期，所以。当时，波传播了，所以质点P运动到了正的最大位移处，所以位移为。12.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．①其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．②测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是____________________．③如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．要测量的数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式．_________________________________________________________________________________参考答案：）①C、E

毫米刻度尺②A

B③能从A到B的过程中，恒力做的功为WAB＝FsAB物体动能的变化量为EkB－EkA＝mv－mv＝m()2－m()2＝m只要验证FsAB＝m即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．13.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10，40/3三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为m1=60kg的小车在光滑水平面上以速度v1=0.5m/s向右运动，质量为m2=40kg的小车（包括小孩）在光滑水平面上以速度v2=3m/s向左运动，为了避免两滑块再次相碰，在两小车靠近的瞬间，m2上的小孩用力将m1推开．求小孩对m1做功的范围．（滑块m2与右边竖直墙壁碰撞时无机械能损失，小孩与小车不发生相对滑动，光滑水平面无限长）参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：小孩推出小车后两车速度相等或推出车后，两车速度大小相等方向相反时，两车不会碰撞，推出车的过程中系统动量守恒，由动量守恒定律与动能定理分析答题．解答：解：为避免碰撞，以向左为正方向，小孩推出车的过程动量守恒，推出小车后，两车共同向左运动，由动量守恒定律得：m2v2﹣m1v1=（m1+m2）v，代入数据得：v=0.9m/s，对m1由动能定理得：W=m1v2﹣m1v12，代入数据得：W=16.8J；设向左为正方向，推后二者反向，速度等大时，由动量守恒定律得：m2v2﹣m1v1=m1v′﹣m2v′，代入数据得：v′=4.5m/s，对m1由动能定理得：W=m1v′2﹣m1v12，代入数据得：W=600J；所以，做功范围为：16.8J≤W≤600J；答：小孩对m1做功的范围是：16.8J≤W≤600J．点评：本题考查了求小孩做功范围，根据题意确定小车不碰撞的条件，对系统应用动量守恒定律、对小车应用动能定理即可正确解题．17.(12分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形粗糙导轨在B点衔接，导轨半径为R。一个质量为m的物块将弹簧压缩后静止在A处，释放后在弹力的作用下获一向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C。求：（1）弹簧对物块的弹力做的功?（2）物块从B至C克服阻力做的功?

参考答案：解析：（1）物块到达B点瞬间，根据向心力公式有：

解得：

弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能，所以有（2）物块恰能到达C点，重力提供向心力，根据向心力公式有：

所以：

物块从B运动到C，根据动能定理有：

解得：

18.如图所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”。工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动将夯杆从深为h的坑中提上来，当两个滚轮彼此分开时，夯杆被释放，最后夯在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧，夯杆再次被提上来，如此周而复始工作。已知两个滚轮边缘线速度v恒为4m/s，每个滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0．3，