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江西省上饶市东溪中学2020-2021学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. 如图甲所示,Q1、Q2为两个被固定的点电荷,其中Q1带负电,a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是AQ2一定带负电 BQ2的电量一定大于Q1的电量Cb点的电场强度一定为零 D整个运动过程中,粒子的电势能先减小后增大参考答案:C2. 如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷,则图中a,b两点电场强度和电势均相同的是 ( ) 参考答案:C3. 多用表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置如图所示,其中处于欧姆挡的是 参考答案:A4. (多选)如图所示,在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0。飞船在半径为4R的圆型轨道上运动,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道,到达轨道的近月点B时,再次点火进入近月轨道绕月做圆周运动,则( )A飞船在轨道的运行速率大于B飞船在轨道上运行速率小于在轨道上B处的速率C飞船在轨道上的重力加速度小于在轨道上B处重力加速度 D飞船在轨道、轨道上运行的周期之比TI:TIII=4:1参考答案:BC5. 如图所示,长为L的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块,现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中A木板对物块做功为B摩擦力对小物块做功为mgLsinC支持力对小物块做功为mgLsinD滑动摩擦力对小物块做功为参考答案:答案:ACD二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动,开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m,则刹车后6 s内的位移是 m参考答案:25m7. (4分)冬天到了,很多同学用热水袋取暖。现有某一热水袋内水的体积约为400cm3,它所包含的水分子数目约为 个。(计算结果保留1位有效数字,已知1mol水的质量约为18g,阿伏伽德罗常数取6.01023mol1)参考答案:答案:11025(4分)8. 在匀强电场中建立空间坐标系Oxyz,电场线与xOy平面平行,与xOz平面夹角37,在xOz平面内有A、B、C三点,三点连线构成等边三角形,其中一边与Ox轴重合已知点电荷q=1.0108C在A点所受电场力大小为1.25105N;将其从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0106J,从B点移到C点其电势能减少4.0106J,则A、B、C三点中电势最高的点是 点,等边三角形的边长为 m(cos37=0.8,sin37=0.6)参考答案:C;0.4【考点】电势差与电场强度的关系;匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】根据电场力做功正负分析电势能的变化,结合推论:负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,分析电势的高低由电场力做功公式求等边三角形的边长【解答】解:将负点电荷从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0106J,电势能增大2.0106J,从B点移到C点其电势能减少4.0106J,所以C点的电势能最小,由推论:负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,则C点的电势最高由于点电荷从B移动到C电势能变化量最大,由等边三角形的对称性可知,BC边应与x轴重合,设等边三角形的边长为L从B点移到C点电场力做功 W=4.0106J已知点电荷q=1.0108C在A点所受电场力大小为 F=1.25105N,由W=FLcos37得 L=0.4m故答案为:C;0.49. 如图所示,质量均为0.1kg的带等量同种电荷的小球A、B,现被绝缘细线悬挂在O点,悬线长均为10cm平衡时,OA悬线处于竖直方向,A球倚于绝缘墙上,而B球却偏离竖直方向60,此时A球对B球的库仑力为1N若由于漏电B球逐渐摆下,则悬挂A球的细绳拉力将变大(选填“变大”、“不变”或“变小”)参考答案:考点:库仑定律分析:对B球受力分析,根据共点力平衡条件列式求解库仑力和细线的拉力;先对B球受力分析求解拉力;再对AB球整体受力分析,根据平衡条件列式求解细线对A球拉力的变化情况解答:解:对B球受力分析,受重力、拉力和库仑力,如图所示:结合几何关系可知图中的力三角形是等边三角形,故:库仑力:F=mg=0.110=1N;拉力:T=mg=0.110=1N漏电后,先对B球分析,如图所示:根据平衡条件,有:T=mg再对AB球整体,有:T=Tcos+mg解得:T=mg+mgcos变小,故T变大;故答案为:1,变大点评:本题关键是灵活选择研究对象,根据共点力平衡条件并采用相似三角形法和正交分解法列式分析,不难10. 质量为2吨的打桩机的气锤,从5 m高处白由落下与地面接触0.2 s后完全静止下来,空气阻力不计、g取10 m/s2,则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为_N。参考答案:设向上为正方向,由冲量定理可得,由机械能守恒可得,解得=N,由牛顿第三定律可知地面受到气锤的平均打击力为N。11. 一个小球从长为4m的斜面顶端无初速度下滑,接着又在水平面上做匀减速运动,直至运动6m停止,小球共运动了10s则小球在运动过程中的最大速度为2m/s;小球在斜面上运动的加速度大小为m/s2参考答案:考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系专题:直线运动规律专题分析:根据匀变速直线运动的平均速度推论,结合总路程和总时间求出最大速度的大小,根据速度位移公式求出小球在斜面上的加速度解答:解:设小球在运动过程中的最大速度为v,根据平均速度的推论知,解得最大速度v=小球在斜面上的加速度a=故答案为:2,点评:解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷12. 一质点作自由落体运动,落地速度大小为8 m/s 则它是从 m高处开始下落的,下落时间为- s参考答案:3.2、0.813. 如图甲所示,足够长的水平传送带以的速度匀速运行。t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2s时,传送带突然制动停下。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为u=0.2,。 在图乙中,关于滑块相对地面运动的v-t图像正确的是 参考答案:D三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14. 将下图中的电磁铁连入你设计的电路中(在方框内完成),要求:A电路能改变电磁铁磁性的强弱;B使小磁针静止时如图所示。参考答案:(图略)要求画出电源和滑动变阻器,注意电源的正负极。15. 内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球,距球心为2R处有一点光源S,球心O和光源S皆在圆筒轴线上,如图所示若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒的内半径r最大为多少?参考答案:自S作球的切线S?,并画出S经管壁反射形成的虚像点,及由画出球面的切线N,如图1所示,由图可看出,只要和之间有一夹角,则筒壁对从S 向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方,不会完全落在球上被吸收由图可看出,如果r的大小恰能使与重合,如图2,则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值这时SM 与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r由图2可得? (1)由几何关系可知 (2)由(1)、(2)式得 (3)四、计算题:本题共3小题,共计47分16. 宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为 R 的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设三颗星质量相等,每个星体的质量均为m。(已知万有引力常量G)(1)试求第一种情况下,星体运动的线速度和周期(2) 假设第二种情况下星体之间的距离为R,求星体运动的线速度和周期参考答案:解:(1)第一种形式下,星体A受星体B和星体C两个万有引力的合力充当向心力,则:解得,线速度,周期(2)第二种情形下,星体之间的距离为R,那么圆周运动的半径星体A受的合力故有联立解得,17. (20分)同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用,其基本原理简化为如图所示的模型。M、N为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子A(不计重力)从M板小孔飘入板间,初速度可视为零。每当A进入板间,两板的电势差变为U,粒子得到加速,当A离开N板时,两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场,A在磁场作用下做半径为R的圆周运动,R远大于板间距离。A经电场多次加速,动能不断增大,为使R保持不变,磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求:(1)A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小。(2)在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功率(3)若有一个质量也为m、电荷量为+kq(k为大于1的整数)的粒子B(不计重力)与A同时从M板小孔飘入板间,A、B初速度均为零,不计两者间的相互作用,除此之外,其他条件均不变。下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹。在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下,请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹,并经推导说明理由。参考答案:(1) (2) (3)图A,18. 如图甲所示,长、宽分别为、的矩形金属线框位于竖直平面内其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中、和均为已知。 在的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直:时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求:(1) 时间内通过电阻R的电流的大小;(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量Q;(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量q。参考答案:
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