【全国大联考】2021届高三第三次联考物理试题-Word版含解析.docx

全国大联考2021届高三第三次联考物理试卷 考生留意： 1本试卷共100分。考试时间90分钟。 2答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。 3请将试卷答案填在试卷后面的答题卷上。 4本试卷主要考试内容：必修l(20)、必修2(80)。第I卷 (选择题 共40分)选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中16小题只有一个选项正确。710小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分有选错或不答的得0分。1在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，弹力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和表示弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种争辩方法叫做“微元法”，下面几个实例中应用到这一思想方法的是 A依据加速度的定义a=。当格外小，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度 B在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加 C在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变争辩加速度与力的关系，再保持力不变争辩加速度与质量的关系 D在不需要考虑物体本身的大小和外形时，用点来代替物体，即质点答案：B解析：A为极限法；B为微元法；C为把握变量法；D为抱负模型法，本题应选B。2某人在地面上最多能举起60 kg的重物，要使此人在升降机中恰能举起100 kg的重物，已知重力加速度g=10 ms2，则下列说法可能正确的是 A升降机正加速上升，加速度大小为4 ms2 B升降机正加速下降，加速度大小为4 ms2 C升降机正减速下降，加速度大小为4 mS2 D升降机正减速上升，加速度大小为6 ms2答案：B解析：依题意，此人最大的挺举力气为600 N，依据牛顿其次定律，有(1000600)N=100a，解得加速度大小为4 mS2，物体处于失重状态，物体可加速下降，也可减速上升，选项B正确。3若我国放射的某颗人造卫星，距离地球表面的高度恰等于地球的半径，设地球是均匀的球体，则下列描述正确的是 A该卫星可能围着地轴上的任一点做圆周运动 B该卫星的周期小于24 h C该卫星的线速度可能大于79 kmsD该卫星的角速度小于地球自转的角速度答案：B解析：全部卫星都必需围着地心运动，选项A错误；绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大速度为79 kms，而同步卫星的周期是24 h，角速度等于地球自转的角速度，距离地球表面约为35600 km，该卫星的轨道比同步卫星的低，依据卫星运行的规律高慢低快，可知选项B正确，C、D错误。4一小球被水平抛出后，经时间t垂直打在某一斜面上，已知物体的质量为m，重力加速度为g，则打在斜面上时重力的功率为 Amgt2 Bmg2t2 Cmg2 t D斜面倾角未知，无法计算答案：C解析：重力的瞬时功率为Pmgvcos a，其中vcos a= vy ，而vy =gt，选项C正确。5一质量为2 kg的物体，受到一个水平方向的恒力作用，在光滑水平面上运动。物体在x方向、y方向的分速度如图所示，则在第1 s内恒力F对物体所做的功为 A36 J B36 J C27J D27 J答案：D解析：物体1 s末在y方向的分速度大小为3 ms，物体在x方向的分速度不变，在y方向的分速度减小，恒力F对物体做负功，依据动能定理，有W=mvy2一mvy0227 J，选项D正确。6一小球在一台阶上被水平抛出，初速度v0=2 ms，不计空气阻力，已知每一级台阶的高均为02 m，宽均为025 rn，小球的初速度方向垂直于台阶边缘，如图所示，重力加速度g=10 ms2，则小球第一次将落在A第1个台阶上B第2个台阶上 C第3个台阶上D第4个台阶上答案：C解析：以抛出点为坐标原点0，建立直角坐标系小xOy，x轴沿v0方向，y轴竖直向下，如图所示，则该小球做平抛运动的轨迹方程为：y=x2，代入具体数据可得：y=125x2。过坐标原点做一条挂念线，挂念线经过每一个台阶的边缘，它是一条正比例函数直线，方程是：y=kx。其中斜率k=08，则其数学形式为：y=08x。联系上面两式，可得x=064 m。由于2025 m064 m3025 m，所以可以断定小球落在第三个台阶上。 7一轻质细杆末端固定一个小球，围着轻杆的另一端在竖直面内做圆周运动。若小球的质量m=1 kg，轻杆长L=01 m，重力加速度g=10 ms2，则 A小球能通过最高点的最小速度为1 ms B当小球通过最高点的速度为05 ms时，轻杆对它的拉力为75 N C当小球通过最高点的速度为15 ms时，轻杆对它的拉力为125 N D当小球在最高点时，轻杆对小球的支持力不行能为12 N答案：CD解析：轻杆模型的临界速度为零，当小球在最高点的速度小于=1 ms时，轻杆对小球是支持力，当小球在最高点的速度大于1 ms时，轻杆对小球是拉力。当小球通过最高点的速度为15 rns时，依据向心力mg+FN=m，可得轻杆对它的拉力为125 N，选项C正确。支持力若大于重力，就无从谈起向心力了，选项D正确。8一质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂D于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与弹簧水平的位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，如图所示。若全过程中弹簧处于伸长状态且处于弹性限度内，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A当弹簧与杆垂直时，小球动能最大 B当小球沿杆方向的合力为零时，小球动能最大 C在小球自开头下滑至滑到最低点的过程中，弹簧所做的负功小于mgh D在小球自开头下滑至滑到最低点的过程中，弹簧弹性势能的增加量等于mgh答案：BD解析：当弹簧与杆垂直时，重力沿杆有向下的分力，与运动方向相同，要连续加速，动能不是最大，选项A错误；当弹簧沿杆方向上的分力与重力沿杆的分力相等时，小球动能最大，选项B正确；在小球自开头下滑至滑到最低点的过程中，系统的机械能守恒，弹簧弹性势能的增加量即弹簧所做的负功等于重力势能的削减量与动能的变化量之和，选项C错误、D正确 9欧洲南方天文台发布消息称，科学家在太阳系四周发觉有三颗适宜生命繁衍的“超级地球”，这三颗行星都围围着天蝎座的一颗名为“格利泽667C”的恒星运行。其中两颗“超级地球”，甲和乙的公转周期分别是28天和39天，假设“超级地球”绕“格利泽667C”均做匀速圆周运动，不考虑“超级地球”间的万有引力及其他星球对它们的影响，依据以上信息可以推断A“超级地球甲的质量大于“超级地球”乙的质量B“超级地球甲的轨道半径大于“超级地球”乙的轨道半径C“超级地球甲的加速度大于“超级地球”乙的加速度D“超级地球”甲和乙两次相距最近的最短时间间隔约为99天答案：CD解析：依据万有引力供应向心力，有：G=mR()2，可以推断，选项A、B错误；依据a= G，知选项C正确；设经时间t，两行星相距最近，有(一)t=2，代入数据可得两次相距最近约需时99天，选项D正确。10由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段都是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内，A点切线水平。一质量为m的小球，从距离水平地面某一高度的管口D处由静止释放，最终能够从A端水平抛出落到地面上，重力加速度为g，下列说法正确的是A若小球到达A点时恰好对细管无作用力，则管口D离水平地面的高度H=2RB若小球到达A点时恰好对细管无作用力，则小球落到地面时与A点的水平距离x=2RC小球在细管C处对细管的压力小于mgD小球能到达A处的最小释放高度Hmin=2R答案：BD解析：由于小球到达A点时，恰好对细管无作用力，有mg=m，从D到A的运动过程中只有重力做功，依据机械能守恒定律得：mVA2+mg2R=mgH，解得vA=，H=25R，选项A错误；依据平抛运动的公式：x=vAt，2R=gt2，得x=2R，选项B正确；小球到C处时，具有向上的加速度，小球有超重现象，选项C错误；小球能到达A处，依据机械能守恒知Hmin=2R，选项D正确。 第卷 (非选择题 共60分)非选择题部分共6小题。把答案填在答题卷中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最终答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。11(7分)在“探究功与物体速度变化的关系”的试验中，某试验探究小组的试验装置如图甲所示。弹簧的一端固定在木板的挡板上，木块从A点由静止释放后，在1根弹簧作用下被弹出，沿足够长的木板运动到B，点停下，O点为弹簧原长时其自由端所处的位置，测得OB1的距离为L1，并将此过程中弹簧对木块所做的功记为W0；用完全相同的弹簧2根、3根并列在一起进行第2次、第3次试验，每次试验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3停下，测得OB2、OB3的距离分别为L2、L3，作出弹簧对木块所做的功W与木块停下的位置距D点的距离L的图象WL，如图乙所示。 (1)依据图线及L与v0的关系分析，弹簧对木块所做的功W与木块在O点的速度v0的 (填“一次”或“二次”)方成线性关系。(2)WL图线不通过原点的缘由是 。(3)弹簧被压缩的长度LOA为 cm。答案：(1)二次(2分) (2)未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功(2分) (3)3 (3分)12(8分)一个有确定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量与对应时间t的比值定义为角加速度 (即=)。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述试验：如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；接通电源，打点计时器开头打点，启动把握装置使圆盘匀加速转动；经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量(打点计时器所接沟通电的频率为50 Hz，A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)。(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径为 cm。(2)由图丙可知，打下计数点B时，圆盘边缘转动韵线速度大小为 ms，圆盘转动的角速度为 rads。(3)圆盘转动的角加速度大小为 rads2 。(2)、(3)问中计算结果均保留三位有效数字答案：(1) 3.000 (2分) （2）0.276 9.20 （每空2分） （3）23.6（23.224.0都给分）（2分）13(8分)如图所示，一质量m=01 kg的物体在力F的作用下匀速运动，已知物体与水平面之间的动摩擦因数=075，力F与水平面的夹角=370，sin 370=06，cos 370 =08，g=10 ms2。 (1)求力F的大小。 (2)若匀速运动的速度v0=15 ms，后来冲上一斜面，假设斜面光滑，倾角也为，冲上斜面时撤去力F，则物体冲上斜面后最先2 s内的位移为多大?答案：(1) 0.6N (2) 18m解析：（1）在水平面上，物体做匀速直线运动，依据牛顿其次定律和正交分解法，有FcosFf=0 (1分)Fsin+FNmg=0 (1分)滑动摩擦力：Ff=FN (1分)联立可得：F06 N。 (1分) (2)由于光滑斜面倾角为37。，因此加速度为： a=gsin=6 ms2 (2分) 初速度为15 ms，则所求的位移为： x=v0t+at2 = 18m (2分)14(10分)若地球的密度为1，绕地球表面四周做圆周运动的卫星的公转周期为T1，“嫦娥二号”绕月球做圆周运动的运行轨道距离月球表面很近，其运行周期为T2，引力常量为G，假设月球是质量分布均匀的规章球体。 (1)若已知月球的半径为R月，求月球的质量。 (2)若已知月球的密度为2，球的体积计算公式为V=R3，证明：1T12 =2T22 答案：(1) (2)见解析解：(1)“嫦娥二号”绕月球表面四周运行时，万有引力供应向心力，有；G=mR月()2 (2分) 解得：M= (1分) (2)证明：依据万有引力定律，有；G=mr()2 (2分)故天体的密度：= = (2分)当r=R时，即环绕天体在中心天体表面的四周运行时，中心天体的密度的表达式为： (2分) 进一步可得：1T12 =2T22 (1分)15(12分)如图所示，一质量m=04 kg的小物块从高h=04 m的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离L=1 m后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的外形满足方程y=x26(单位：m)，小物块从坡面上滑下的过程中克服摩擦力做功1 J，小物块与平台表面间的动摩擦因数=01，g=10 ms2。求： (1)小物块从水平台上O点水平飞出的速度v的大小。 (2)P点的坐标(x，y)。 答案：(1) v=1m/s (2) P点的坐标(1 m，5 m)解：(1)对小物块，在其从被释放到运动至O点的过程中，由动能定理，有： mghWf一mgL=mv2 (3分) 解得v =l ms (1分) (2)小物块从O点水平抛出后满足 y=gt2 (2分) x=vt (2分) 解得小物块的轨迹方程y=5x2 (2分) 又有y=x26 解得x=1 m，y=5 m 即可得P点的坐标(1 m，5 m) (2分)16(15分)如图甲所示，左侧为某课外活动小组设计的某种速度选择装置，图乙为它的立体图，由水平转轴及间隔为L的两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，两盘面间存在竖直向上的风力场(只产生竖直向上的风力)，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调；右侧为长为d的水平桌面，水平桌面的右端有一质量为m的小球B，用长亦为d的不行伸长的细线悬挂，0为悬挂点，B对水平桌面的压力刚好为零。今有质量为m的另一小球A沿水平方向射入N1狭缝，匀速通过两盘问后穿过N2狭缝，并沿水平桌面运动到右端与小球B发生碰撞，设A与B碰撞时速度发生交换。已知小球A在水平桌面上运动时所受阻力为mg 。 (1)求小球A在N1、N2间所受的风力F的大小。 (2)若要求小球A与小球B相撞后，小球B最少能沿圆轨道上升到与悬挂点O等高处，那么当小球A从N2中穿出时它的速度应满足什么条件? (3)将两狭缝的夹角调为，薄盘匀速转动，转动方向如图乙所示，要使小球A与小球B碰撞后，B恰好能做完整的圆周运动，求薄盘转动的角速度。答案：(1) 风力F=mg (2) v1 (3) = (n=0，1，2，3) 解：(1)小球A匀速通过两薄盘的过程中受到的风力和重力平衡，即风力F=mg (2分) (2)设小球A通过N2时的速度为v1，与小球B发生碰撞前瞬间的速度为vA，对小球A在水平桌面的运动过程由动能定理得： mgd =mvA2 mv12 (2分) 对小球B碰撞后上升的过程有：mgdmVA2 (1分) - 解得v1 (1分) (3)设小球A与小球B碰后，小球B恰好做完整的圆周运动，小球B在最高点时，有： mg=m (1分) 对小球B从最低点运动到最高点的过程，由机械能守恒有： mvB2 =mg2d+mvB/2 (2分) 因vA=vB 小球A从水平桌面的左端运动到右端，设通过狭缝N2时的速度为v2，依据动能定理，有： mgd =mvA2 mv22 (2分) 设小球A通过转盘时对应的角速度为，则有： = (n=0，1，2，3)(2分) 由以上各式解得：= (n=0，1，2，3) (2分)