甘肃省天水市一中2021届高三物理上学期第四次考试试题.doc

甘肃省天水市一中2021届高三物理上学期第四次考试试题

甘肃省天水市一中2021届高三物理上学期第四次考试试题

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12

甘肃省天水市一中2021届高三物理上学期第四次考试试题
二．选择题：本题共8小题，每小题 6分，在每小题给出的四个选项中，第14-18题只有一个选项符合题目要求，第19-21题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分。
14．将物体水平抛出后，不计空气阻力，其动能Ek 随时间t变化的关系可能正确的是（ ）

15.空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A．a点的场强比b点的小B．d点的电势比a点的低
C．将电子从a点移动到b点，电场力做正功
D．质子在d点的电势能比在c点的小
16．2020年11月24日，嫦娥五号成功发射，探测器经历了地月转移、近月制动、环月飞行后,成功着陆在月球采样．设嫦娥五号环月飞行时做匀速圆周运动，已知其到月球中心距离为 r，运动周期为T，月球半径为R，引力常量为G．则（ ）
A．嫦娥五号环月飞行的线速度 B．月球质量
C．月球的密度为 D．月球表面重力加速度
17．在如图甲所示的电路中，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B竖直向下，螺线管匝数
n =1000匝，横截面积S =20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω， R1=4.0Ω，R2=5.0Ω， C =30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是（ ）
A．闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电
B．螺线管中产生的感应电动势为1.0V
C．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为4×10−4
D．闭合S，电路中的电流稳定后，螺线管两端的电压为0.72V
18．某次趣味运动会活动中，运动员在手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球拍与球
保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间摩擦，重力加速度为 g，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员的加速度大小为gsin θ
B．球拍对球的作用力大小为mgcos θ
C．运动员对球拍的作用力大小为
D．运动员对地面的作用力方向竖直向下
19．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 R4的滑片向 b端移动时，则（ ）
A．电压表读数增大 B．电流表读数增大
C．质点p将向下运动 D． 3上消耗的功率逐渐增大
20．如图所示，质量m=400kg的小船静止在平静的水面上，船两端载着质量为m甲=40kg、m乙=60kg的游泳者，甲向左、乙向右同时以2m/s（相对于岸）的水平速度跃入水，不计水对船的阻力，则正确的是（ ）
A．小船获得的速度大小为0.5m/s
B．小船获得的速度大小为0.1m/s
C．小船收到的合外力冲量大小为40kg·m/s
D．若乙跃出的水平速度为3m/s，则小船获得的速度为零
21．如图所示，固定竖直杆上套着一个质量为m的小滑块（视为质点），绳系着滑块绕过小定滑轮（大小不计），另一端以大小为v的速度匀速运使滑块沿竖直杆上升，先后经过A、B两点。滑轮边缘与轻绳相切于O点。O 点到竖直杆的距离为 L，∠OAC= 30°，∠OBC=45°，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是
A．滑块经过A、B两点时的速度大小之比为:
B．滑块经过A、B两点时的速度大小之比为：3
C．在滑块从A点运动到B点的过程中，轻绳的拉力对滑块做的功为
D．在滑块从A点运动到B点的过程中，轻绳的拉力对滑块做的功为mgL
三、非选择题：共174分，包括必考题和选考题两部分，第 22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答，第33-35题为选考题。
（一）必考题（共129分）
22．（6分）如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m 的金属小球由A处从静止释放，下落过程中能依次通过A处正下方固定于B处的光电门，和可上下移动的光电门C。测得BC间的距离为H（H<d），光电计时器记录下小球通过光电门B的时间为t0 ，通过光电门C的时间为t，当地的重力加速度为g，则：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d = ___________ cm；（2）小球经过光电门C时的速度表达式为___________；
（3）保持 AB位置不变，多次将C光电门下移，改变BC间的高度H，重复上述实验，多次实验t0 近似不变，作出随H的变化图像如图丙所示，当丙图的斜率满足k = ___________时，可判断小球下落过程中机械能守恒。

23.（9分）用如图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内阻（小于1Ω）。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：双量程电流表A：（量程0~0.6A，0~3A）；双量程电压表V：（量程0~3V，0~15V）；滑动变阻器：R1（阻值范围0~10 W，额定电流2A）；R2（阻值范围0~100 W，额定电流1A）。
（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用滑动变阻器__________（填
“R1”或“R2”）；
（2）根据图甲将图乙中的实物正确连接，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应
处于正确的位置，并选择正确的电表量程进行连线（请在图中连线）

（3）通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图丙中画出了U −I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=__________V（结果保留三位有效数字）、内阻r=__________ Ω（结果保留两位有效数字）。

24.（14分）如图所示，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从y轴上P（0，h）点以一定的初速度v0射出，速度方向沿x轴正方向。已知场强
大小E ，粒子从坐标原点O处第一次射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）粒子进入磁场时的速度方向和大小；
（2）粒子圆周运动的半径和磁场的磁感应强度大小。

25.（18分）如图所示，AB 是固定在水平面地面上半径为R=0.2m的光滑四分之一圆弧轨道，与水平放置的P板的上表面BC在B点相切，BC 是静止在光滑水平地面上的长木板，质量为M=3.0kg．Q 是一质量为m=1.0kg的小物块,现小物块Q 从与圆心等高的A点静止释放，下来后从P板的左端开始向右滑动．已知Q 与BC之间的动摩擦因数为μ=0.20．取重力加速度g=10m/s2，求
（1）小物块Q下滑到圆弧轨道的最低点时对轨道的压力是多少？
（2）要使小物块不从长木板P的右端滑下，长木板P至少多长？

33.（15分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ 相距为L，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为 B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为 m、长为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，且始终与导轨接触良好。金属导轨的上端连接一个阻值也为R的定值电阻。现闭合开关K，给金属棒施加一个平行于导轨向上、大小为F＝5mg的恒力，使金属棒由静止开始运动。若金属棒上滑距离x0时，金属棒开始匀速运动。重力加速度为g，求：
（1）刚开始运动时金属棒的加速度大小；
（2）从静止到开始匀速运动过程中通过金属棒的电荷量；
（3）从静止到开始匀速运动过程中定值电阻R产生的焦耳热。

物理参考答案
14
15
16
17
18
19
20
21
C
C
D
D
C
BC
BC
BC
14．C
【详解】
根据平抛运动的规律及动能定理得
其图像是开口向上的抛物线。故选C。
15．C
【详解】
A．a点的电场线比b点密，a点的场强比b点大，A错误；
B. 沿着电场线电势降低，d点的电势比a点高，B错误；
C. 将电子从a点移动到b点，远离负点电荷，电场力是斥力，做正功，C正确；
D. 质子从d点运动到c点，引力做正功，电势能减小，质子在d点的电势能比在c点的大，D错误。故选C。
16．D
【详解】
A．嫦娥五号环月飞行时做匀速圆周运动，轨道半径为r，由运动学规律有：
故A错误；
BC．嫦娥五号环月飞行时做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有：解得月球的质量为：
而月球的半径为R，其质量用密度表示为可得月球的密度为：
故B项、C项均错误；
D．月球表面附近的物体所受的重力等于其所受的万有引力可得：结合可得：
月球表面的重力加速度为：故D项正确．
17．D
【详解】

A．根据楞次定律可知，螺线管的感应电流盘旋而下，则螺线管下端是电源的正极，那么电容器下极带正电，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律解得，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，有根据解得，故C错误；
D．螺线管两端的电压为路端电压，用电流乘以两个电阻的阻值之和，即解得，故D正确。
故选D。
18．C
【详解】
A．球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得故A错误；
B．根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力故B错误；
C．对球拍和球整体分析，整体的合力为（M+m）a，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为
故C正确；
D．运动员在水平方向加速运动，运动员受到水平方向的摩擦力与竖直方向的支持力，合力不在竖直方向，根据牛顿第三定律可知，运动员对地面的作用力也不在竖直方向上，故D错误。
故选C。
19．BC
20．BC
【详解】
AB．甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有代入数据解得负号说明小船的速度方向向左，故A错误，B正确；
C．根据动量定理可得，小船获得的动量为方向水平向左。故C正确；
D．根据动量守恒定律有代入数据解得故D错误。
故选BC。
21．BC
【详解】
AB．滑块经过A点时对速度进行分解，如图所示则滑块经过A点时的速度为
同理，滑块经过B时的速度为滑块经过A、B两点时的速度大小之比为
故A错误，B正确；
CD．滑块从A点运动到B点的过程中上升的高度为根据动能定理，可得联立方程，解得
故C正确，D错误。
故选BC。
22． （2分） （2分） （2分）
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则小球的直径；
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在C处的瞬时速度
(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为，动能的增加量
若机械能守恒则则当丙图的斜率满足时，可判断小球下落过程中机械能守恒
23．R1 （2分） 见解析（3分） 1.45 （2分） 0.87（2分）
【详解】
(1)[1]滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取能很好地控制电路中的电流和电压，若取会出现开始几乎不变最后突然变化的现象，故选择R1。
(2)[2]根据图甲将图乙的实物图连接如下

(3)[3]由图示电源的图象可知，电源的电动势为
[4]图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为
24．（14分）（1）；（2）
【详解】轨迹如图所示

（1）在电场中，沿着电场线方向根据解得粒子在A点的速度为则进入磁场时速度方向和水平方向的夹角解得
（2）粒子在电场中的时间垂直电场方向的位移根据几何知识得解得
根据解得
25．（18分）(1)30N (2)0.75m
【解析】(1)小物块Q从轨道上滑下的过程中机械能守恒，有 在B点根据牛第二定律得
FN – mg= 代入FN=30N小物块Q下滑到最低点时对轨道的压力是30N
(2)规定向右的运动方向为正方向，对Qp系统运用动量守恒有：mv0=(m+M)v，根据能量守恒得，
代入数据解得L=0.75m
点睛：本题主要考查动量守恒和机械能守恒定律的条件，解题时要注意动量守恒定律的条件，要善于从动量和能量两个不同的角度列方程联立．
33． （15分）（1）4.5g；（2）；（3）。
解：（1）刚开始运动时金属棒受到重力、支持力和拉力F作用，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：即F﹣mgsin30°＝ma，代入数据：5mg﹣0.5mg＝ma，解得a＝4.5g；
（2）从静止到开始匀速运动过程中平即感应电动势：平均感应电流：
根据电荷量的计算公式q＝•△t可得：q＝＝；
（3）设金属棒匀速运动的速度为v，则感应电动势E＝BLv回路电流I＝安培力F安＝BIL＝
金属棒匀速时，受力平衡，则有：F＝mgsin30°+F安，
联立解得：v＝
在此过程中，根据功能关系可得：Fx0﹣mgx0sin30°﹣Q＝，
其中定值电阻上产生的焦耳热为：QR＝
联立解得：QR＝。