山西省太原市焦煤集团有限责任公司教委第二高级中学2021年高三物理测试题含解析

山西省太原市焦煤集团有限责任公司教委第二高级中学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.（单选）滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它同到出发点时速度变为v2，且v2<v1,若滑块向上运动的位移中点为A．取斜面底端重力势能为零，则(

)

A．上升时机械能减小，下降时机械能增大

B．上升时机械能减小，下降时机械能减小

C．上升过科中动能和势能相等的位置在A点上方D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方参考答案：考点：功能关系；重力势能；机械能守恒定律分析：由物体回到出发点的速度可知物体应受到阻力，则可知机械能的变化；要找出动能和势能和同的点，可以先表示出A点的机械能，则比较出发点与A点的机械能的关系可得出动能和势能的关系，则可得出动能和势能相同的位置．解答：AB、由v2＜v1可知，斜面与滑块间有摩擦，滑块无论上升还是下降时，都有机械能损失，故A错误，B正确；CD、可先求出斜面中点A的动能EK1和势能EPA情况，滑块初始机械能E1=mv12…①滑块在斜面中点A的速度vA==v1,在A点的机械能EA=mvA2+EPA…②联立①②式得：EA=mvA2+EPA=E1+EPA

而因斜面与滑块间有摩擦，知E1＞EA，所以EKA＞EPA，故动能和势能相等的位置应出现在A点之上，故C正确；故选：BC．点评：本题应注意物体上升和下降时均做匀速直线运动，故利用了匀变速直线运动中的结论：位移中点时的速度v=，则可以直接表示出中点处的动能；同时本题没有直接找出相等的点，而是先比较A点时的动能和势能再确定相等点的位置，此点由选项应该能判断出来．4.河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间关系如图乙所示，若船以最短时间渡河，则下列判断正确的是()A.船渡河的最短时间是100sB.船在河水中的最大速度是5m/sC.船在河水中航行轨迹是一条直线D.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直参考答案：ABD试题分析：当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，故：；故AD正确．船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线．故C错误．要使船以最短时间渡河，船在航行中与河岸垂直，根据速度的合成可知，船河水中的最大速度是5m/s，故B正确．本题选错误的，故选C．考点：运动的合成和分解【名师点睛】解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解。3.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则A．流过电阻的最大电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是100VC．变压器的输入功率是2.2×103WD．变压器的输入功率是1×103W参考答案：BD由图象可知，原线圈中电压的最大值为220V，所以电压的有效值为220V，根据变压器原副线圈电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，副线圈的电阻为10Ω，所以电流的为10A，所以A错误；电压表测量的是电压的有效值，所以电压表的读数为100V，所以B正确；原副线圈的功率是相同的，由于P==W，所以变压器的输入功率是1×103W，所以C错误D正确．故选BD．4.如图所示为两条电阻丝的U—I图线，甲、乙图线分别与横坐标轴夹角为α、β,若将两条电阻丝串联接入某一电路，其功率之比P甲∶P乙为(

)A．tanα∶tanβ

B．tanβ∶tanαC．tan2α∶tan2β

D．tan2β∶tan2α参考答案：

C5.如图所示，相距为L的光滑平行金属导轨ab、cd放置在水平桌面上'阻值为R的电阻与导轨的两端a、c相连。滑杆MN质量为m，电阻为r，垂直于导轨并可在导轨上自由滑动，不计导轨和导线的电阻。整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，轻绳绕过固定在桌边的光滑滑轮后，与另一质量也为m的物块相连，轻绳处于拉直状态。现将物块由静止释放，当物块达到最大速度时，下落高度为h，用g表示重力加速度，则在物块由静止开始下落至速度最大的过程中A．通过电阻R的电荷量是B．滑杆MN产生的最大感应电动势为C．绳子的拉力大小逐渐减小D．物块减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(1)某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：A．

B．C．

D．为验证猜想的正确性，该同学用如图所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度v1，测出小车的质量m1，然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度v2，测出小车和砝码的总质量m2，再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出v2、m3……vn、mn。①每次实验中，都将小车“压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放”，目的是

；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是

。②实验采集的五组数据如下表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的

；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图所示的图象，则图中的横坐标应是

；③通过实验，你能得到的结论是

．(2)欧姆表的内电路可以等效为一个电源，等效电源的电动势为欧姆表内电池的电动势，等效电源的内阻等于欧姆表表盘的中间刻度值乘以欧姆挡的倍率．现用一表盘中间刻度值为“15”的欧姆表，一个内阻约几十千欧、量程为10V的电压表，来测量该电压表的内阻和欧姆表内电池的电动势．①将以下实验步骤补充完整：a．将欧姆挡的选择开关拨至倍率

挡；b．将红、黑表笔短接凋零；c．选用甲、乙两图中的

图方式连成电路并测量读数．②实验中欧姆表和电压表指针偏转情况如图所示，则电压表内阻为

kΩ，欧姆表内电池的电动势为

V．参考答案：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.学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中,图为实验装置简图(所用交变电流的频率为50Hz).

(1)同学们在进行实验时,为了减小实验时的系统误差,使分析数据时可以认为砂桶的重力等于小车所受的合外力,你认为应采取的措施有:①

.②

.(2)如图所示是某小组在做实验中,由打点计时器得到的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm,x6=10.26cm,则A点处瞬时速度的大小是

m/s,小车运动的加速度计算表达式为

,加速度的大小是

m/s2(计算结果保留两位有效数字).参考答案：((1)①将长木板一端垫起,让小车重力沿斜面的分力平衡摩擦阻力;②小车质量远大于沙桶的总质量(2)0.86

=0.649.如图所示，一变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的照明电路上，向额定电压为2.20×104V的霓虹灯供电，为使霓虹灯正常发光，那么原副线圈的匝数比n1：n2=______；为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过10mA时，熔丝就熔断，则熔丝熔断时的电流I=________。参考答案：答案：1：100，1A10.（4分）一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L，设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为

（粒子的重力忽略不计）。参考答案：答案：11.如图所示，把电量为－2×10-9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能___________（选填“增大”、“减少”或“不变”）；若A点的电势UA=15V，B点的电势UB=－5V，则此过程中克服电场力做的功为__________________J。参考答案：

答案：增大

4×10-8

12.(5分)如图所示为A．B两质点运动的v-t图像。由图像可知，B追上A之前，两质点相距的最大距离smax=

m。参考答案：

答案：313.在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0—30Ω。闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示。则____Ω。R1消耗的最小电功率为______W。参考答案：６

Ω；

０.8

W。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.如图所示，质量m=1kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端，质量2kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上，平台、小车的长度均为0.6m。现对小物块施加一水平向右的恒力F，使小物块开始运动，当小物块到达平台最右端时撤去恒力F，小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计，与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足够长，求:(1)小物块离开平台时速度的大小；(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。参考答案：（1）v0=3m/s；（2）【详解】（1）设撤去水平外力时小车的速度大小为v0，小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程，对小物块和小车系统：动量守恒：能量守恒：联立以上两式并代入数据得：v0=3m/s（2）设水平外力对小物块的冲量大小为I，小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程，对小物块：动量定理：运动学规律：联立以上两式并代入数据得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3kg的金属块B．A的长度L=2.0m．B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0kg的物块C相连．B与A之间的动摩擦因数μ=0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力．忽略滑轮质量及与轴、线之间的摩擦．起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端（如图），然后放手，求经过多长时间后B从A的右端脱离（设A的右端距滑轮足够远）（取g=10m/s2）．参考答案：解：以桌面为参考系，令aA表示A的加速度，aB表示B、C的加速度，t表示B从静止到从A的右端脱离经过的时间，sA和sB分别表示t时间内A和B运动的距离，则由牛顿运动定律可得mCg﹣μmBg=（mC+mB）aB①μmBg=mAaA②由匀加速直线运动的规律可得sB=aBt2③sA=aAt2④sB﹣sA=L⑤联立①②③④⑤式，代入数值得t=4.0s．答：经过4s后B从A的右端脱离【考点】牛顿第二定律．【分析】对AB受力分析，根据受力情况确定运动情况，根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式，抓住位移之差等于A的长度，求出B从A的右端脱离的时间．17.一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。参考答案：18.一水池水深H=0.8m。现