湖北省武漢市第八十一中學(xué)2021年高三物理測試題含解析

湖北省武漢市第八十一中學(xué)2021年高三物理測試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運(yùn)動，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并在水平方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則只要運(yùn)動角速度合適，螺絲帽恰好不下滑，假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力．則手轉(zhuǎn)塑料管使螺絲帽恰好不下滑時，下述分析正確的是A．螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡B．螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心C．此時手轉(zhuǎn)動塑料管的角速度ω＝D．若桿的轉(zhuǎn)動加快，螺絲帽有可能相對桿發(fā)生運(yùn)動參考答案：A2.如圖所示，勻強(qiáng)磁場邊界水平，方向垂直紙面向里，兩固定豎直光滑金屬導(dǎo)軌電阻不計，完全相同的導(dǎo)體棒ab、cd水平置于磁場上方且相距一定距離．現(xiàn)同時由靜止釋放ab、cd，ab進(jìn)入磁場時恰好做勻速運(yùn)動，ab出磁場時，cd剛好進(jìn)入磁場，已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。豎直導(dǎo)軌足夠長，則cd在穿越磁場過程中A．d端電勢高于c端B．勻速穿過磁場C．運(yùn)動時間小于ab在磁場中運(yùn)動時間D．克服安培力做的功等于ab穿越磁場過程中克服安培力做的功參考答案：AC3.如圖所示的電路中，電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同。在電鍵S處于閉合狀態(tài)下，若將電鍵S1由位置1切換到位置2，則

（

）

A．電壓表的示數(shù)變大

B．電池的效率變大

C．電阻R2兩端的電壓變大

D．電池內(nèi)部消耗的功率變大參考答案：D4..一物體做加速直線運(yùn)動，依次通過A、B、C三點(diǎn)，AB=BC。物體在AB段加速度為a1，在BC段加速度為a2，且物體在B點(diǎn)的速度為，則

（

）A．a(chǎn)1>a2

B．a(chǎn)1=a2

C．a(chǎn)1<a2

D．不能確定參考答案：C5.參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在進(jìn)行“研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材有木塊、木板、毛巾和砝碼，在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計的實(shí)驗(yàn)表格和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示。實(shí)驗(yàn)序數(shù)接觸面的材料正壓力（N）滑動摩擦力（N）1木塊與木板20.42木塊與木板40.83木塊與木板61.24木塊與木板81.65木塊與毛巾82.5（1）根據(jù)上面設(shè)計的表格可以知道該實(shí)驗(yàn)用的實(shí)驗(yàn)方法為________________.（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序數(shù)為1、2、3、4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序數(shù)為_________的兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大.參考答案：（1）控制變量法（2）接觸面相同時，滑動摩擦力大小與正壓力大小成正比（3）4、5解析：根據(jù)上面設(shè)計的表格可以知道實(shí)驗(yàn)序數(shù)為1、2、3是保持接觸面材料相同，研究滑動摩擦力大小與正壓力大小關(guān)系；實(shí)驗(yàn)序數(shù)為4、5是保持壓力相同，研究滑動摩擦力與接觸面材料之間的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)用的實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法；分析比較實(shí)驗(yàn)序數(shù)為1、2、3、4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為接觸面相同時，滑動摩擦力大小與正壓力大小成正比。分析比較實(shí)驗(yàn)序數(shù)為4、5的兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。7.在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測量金屬絲的直徑時，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.6158.圖是某地區(qū)1、7月份氣溫與氣壓的對照表，7月份與1月份相比較，從平均氣溫和平均大氣壓的角度來說正確的是A．空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動的激烈情況幾乎相同B．空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動減弱了C．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積的地面撞擊次數(shù)增多了D．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積的地面撞擊次數(shù)減少了參考答案：D9.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊以大小為v0的初速度從A點(diǎn)進(jìn)入寬度為d的AB絕緣水平面。當(dāng)滑塊運(yùn)動至中點(diǎn)C時，速度大小為，從此刻起在AB區(qū)域內(nèi)加上一個水平向左的強(qiáng)度不變的有界勻強(qiáng)電場（區(qū)域外不存在電場）。若小滑塊受到的電場力與滑動摩擦力大小相等，則滑塊離開AB區(qū)域時的速度

，要使小滑塊在AB區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間達(dá)到最長，電場強(qiáng)度應(yīng)為

。（設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力）參考答案：，10.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動，加速度為0.5m/s2，經(jīng)過相隔125m的AB兩點(diǎn)用了10s．質(zhì)點(diǎn)到達(dá)A點(diǎn)時的速度是____________m/s；質(zhì)點(diǎn)從出發(fā)到達(dá)B點(diǎn)所經(jīng)歷的時間為_________s．

參考答案：

答案：10

3011.如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為

。（填寫選項(xiàng)前的字母）（A）0.4c

(B)0.5c

(C)0.9c

(D)1.0c(2)在時刻，質(zhì)點(diǎn)A開始做簡諧運(yùn)動，其振動圖象如

圖乙所示。

質(zhì)點(diǎn)A振動的周期是

s；時，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動沿軸的

方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點(diǎn)B在波動的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是

cm（3）圖丙是北京奧運(yùn)會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運(yùn)動館的景象呈限在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動員手到腳的長度，若已知水的折射率為，請根據(jù)運(yùn)動員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：(1)D

(2)4

正

10;

(3)(都算對)12.如圖，豎直輕質(zhì)懸線AD上端固定于天花板上的A點(diǎn)，下端與半徑為R的半圓形木板BOC連接于D點(diǎn)，BC是木板的直徑；O為圓心，B端用鉸鏈連接于豎直墻上，半圓形木板直徑BC處于水平狀態(tài)時OA間的距離剛好等于木板的半徑R。改變懸線AD的長度，使線與圓盤的連接點(diǎn)D逐漸右移，并保持圓盤直徑BC始終處于水平狀態(tài)。則D點(diǎn)右移過程中懸線拉力的大小

；懸線拉力對B點(diǎn)的力矩大小

（選填“逐漸增大”“逐漸減小”“不變”“先增大后減小”“先減小后增大”）參考答案：13.光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時，實(shí)驗(yàn)測得光電子最大初動能與照射光頻率的圖象如圖所示，其中圖線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為ν0，則該金屬的逸出功為

．用一束波長范圍為λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射該金屬時產(chǎn)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動能為

．已知普朗克常量為h，光在真空中傳播速度為C．參考答案：hν0，．【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv﹣W0和eUC=EKm得出遏止電壓Uc與入射光頻率v的關(guān)系式，從而進(jìn)行判斷．【解答】解：當(dāng)遏止電壓為零時，最大初動能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．從圖象上可知，逸出功W0=hv0．根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ekm=hv﹣W0=hv0．用一束波長范圍為λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射該金屬時產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最小波長為λ1，即頻率最大，那么產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ekm=，故答案為：hν0，．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)設(shè)想用如圖甲的裝置來測量滑塊與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門l、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連。

①用游標(biāo)卡尺測光電門遮光條的寬度d，圖乙中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

▲

cm。滑塊在軌道上做勻變速運(yùn)動時，先后通過光電門l、2所用的時間分別為t1、t2，兩光電門間的距離為L，用d、t1、t2、L表示滑塊運(yùn)動的加速度a為

▲

②要使細(xì)線中拉力近似等于鉤碼重力，滑塊質(zhì)量M與鉤碼質(zhì)量m應(yīng)滿足

▲

關(guān)系。參考答案：⑴1.050 ⑵M遠(yuǎn)大于15.某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼，探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．上表是該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)時彈簧始終未超過彈性限度。g取10m／s2。砝碼質(zhì)量m×10－3kg0306090120150彈簧總長度l×10－2m6.010.611.8

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在答案卷的坐標(biāo)系中作出彈力F跟彈簧伸長量x關(guān)系的圖象．

(2)根據(jù)圖象得到彈簧的勁度系數(shù)是______N/m.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）參考答案：⑴圖象略

⑵26N/m

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計.在距邊界OO′也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab.（1）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）.求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.（2）若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場保持大小不變，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動.若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少？

參考答案：（1）ab桿離起起始位置的位移從L到3L的過程中，由動能定理可得

（2分）

ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則

（2分）

聯(lián)立解得，（1分）

R上產(chǎn)生熱量（1分）

ab桿剛要離開磁場時，水平方向上受安培力F總和恒力F作用，

安培力為：（2分）

由牛頓第二定律可得：（1分）

解得（1分）

（2）磁場旋轉(zhuǎn)時，可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場中反方向勻速轉(zhuǎn)動，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應(yīng)電動勢的峰值（2分）

有效值

（1分）

（1分）

而

（1分）

（1分）17.考駕照需要進(jìn)行路考，路考其中有一項(xiàng)是定點(diǎn)停車．路旁可以豎一標(biāo)志桿，在車以的速度勻速行駛過程中，距標(biāo)志桿的距離為s時，考官命令考員到標(biāo)志桿停，考員立即剎車，車在恒定滑動摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動．已知車（包括車內(nèi)的人）的質(zhì)量為M，車與路面的動摩擦因數(shù)為,車視為質(zhì)點(diǎn)，求車停下時距標(biāo)志桿的距離（說明與s、、g的關(guān)系）．參考答案：18.如圖所示，半徑R=2m的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi)，軌道的B端切線水平，且距水平地面高度為h=1．25m，現(xiàn)將一質(zhì)量m=0．2kg的