2021届福建省福州一中高三第二学期开学考试物理试卷 PDF版

高三物理试卷

(完卷75分钟 满分100分) （考试过程请勿使用计算器） ．．．．．．．．．．． 班级__________座号____________姓名_____________

一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是( )

A． B． C． D．

2．假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，自身球体半径分别为RA和RB。两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行公转周期的

2

T0为卫星环绕各自行星表面运行的周期。 平方（T）的关系如图所示，则（ ）

A．行星A的质量小于行星B的质量 B．行星A的密度小于行星B的密度

C．行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度

D．当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度

3．示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．图1为示波器的原理结构图．当不加电压时，电子恰好打在荧光屏的正中心，在那里产生一个亮斑；当极板YY'间加高频偏转电压Uy、极板XX'间加高频偏转电压Ux，偏转电压随时间变化规律分别如图2所示时，荧光屏上所得的波形是图中的( ) A．

B．

C． D．

4．如图所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线ab连接，其余部分未与

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杆接触．杆电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d，在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感强度为B，现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t=0导线从时刻O点进入磁场，直到全部穿过过程中，外力F所做功为( )

B2d2LvA．

R3B2d2LvC．

R

2B2d2LvB．

R4B2d2LvD．

R二、多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

5．一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）

T时刻，圆环有扩张的趋势 8TB．t时刻，圆环有收缩的趋势

8A．tC．t3TT和t时刻，圆环内有相同的感应电流 883T5T和t时刻，圆环内有相同的感应电流

88D．t6．如图所示，a、b两列沿x轴传播的简谐横波，t＝0 s时刻的波形如图所示，两列波传播的速度大小均为v＝2 m/s .a波的振幅为2 cm，沿x轴正向传播，b波的振幅为1 cm，沿x轴负向传播，下列说法中正确的是( ) A．x＝1 m处的质点的振幅为1 cm

B．t＝0.5 s时刻，x＝2 m处的质点位移为－3 cm C．t＝0.5 s时刻，x＝1 m处的质点向y轴负方向振动 D．t＝1.0 s时刻，x＝2 m处的质点位移大小等于3 cm

7．如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心．O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°，拉力大小为F2．将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，物体始终保持静止状态．则在旋转过程中，下列说法正确的是( ) A．F1逐渐增大 C．F2逐渐减小

B．F1先增大后减小 D．F2先减小后增大

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8．如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上.平行板电容器板间距离为d,右极板有一个小孔,有一长为

3d的绝缘杆穿过小孔,左端固定在左极板上,电容器两极板连同底座、绝缘杆总质量为M,2有一质量为m、带电荷量为+q的环套在杆上,环以某一初速度v0 从杆右端对准小孔向左运动(M=3m). 假设带电环不影响电容器板间电场的分布,两极板间的电场为匀强电场,电容器外部电场和接触面的摩擦均忽略不计.若带电环进入电容器后距左板最小距离为

d，则( ) 2v0B.带电环从右极板小孔离开电场的

4

A.带电环与左极板间相距最近时的速度为速度为 -v0

223mv0mv0C.极板间的电场强度大小为D.极板间的电场强度大小为

4qd 2qd二、填空题（每空2分，共22分）

9. （2分）三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，重力不计，则它们在磁场中运动的时间之比为____________。

10. （4分）封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，则由状态A变到状态B过程中，气体 热量（填“吸收”、“放出”或“既不吸收也不放出”）；状态C气体的压强 状态D气体的压强（填“大于”、“小于”或“等于”）。

11．（8分）用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则： (1)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统势能的减少量ΔEp＝_____J。（结果均保留两位有效数字，取当地的重力加速度g＝10m/s） 通过比较可以得出结论_____________________。

2

v2(2)若某同学作出-h图象如图丙所示，则当地的重力

2

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2

加速度g＝____m/s。

12．（8分）两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻。

方案(1)：用内阻为3kΩ、量程为1V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R，开关S测量一节干电池的电动势和内阻。

①由于干电池电动势为1.5V，需要把量程为1V的电压表扩大量程。若定值电阻R1可供选择的阻值有1kΩ、1.5kΩ、5kΩ，其中最合适的是____________。

②请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图。

方案(2)：按照图（b）的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1=RA，保护电阻的阻值为R0，根据测得的数据作出内阻r=____________。

三、解答题（本题共3小题，共38分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 13．（10分）如图，长L=0.2m的轻绳一端与质量m=2kg的小球相连，另一端连接一个质量M=1kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为．现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当

2

绳子与杆的夹角=60时，滑块恰好不下滑．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g=10m/s．求：

1R图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E=____________， I（1）小球转动的角速度的大小； （2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数．

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14．（14分）如图所示，固定的光滑平行金属导轨间距为l，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上．初始时刻，弹簧恰好处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知重力加速度为g， 弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行． (1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；

(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a； (3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中， 电阻R上产生的焦耳热Q.

15．（14分）如图所示，磁场区域的上边界是以（0，0.08m）为圆心、半径R=0.1m的一段圆弧，磁场区域的下边界是以（0，0）为圆心、半径r=0.06m的一段圆弧；磁场区域的磁感应强度大小B=0.075T。平行金属板MN的长度L=0.3m、间距d=0.1m，两板间加电压U=640V，其中N板收集粒子并全部中和吸收。一位于O点的粒子源向第I、II象限均匀发射比荷

q=1×108C/kg、速度大小v=6×105m/s的带正电粒子，经m圆形磁场偏转后，从第I象限射出的粒子速度方向均沿x轴正方向。不计粒子重力、粒子间的相互作用及电场的边缘效应，sin37°=0.6。 (1)粒子在磁场中运动的轨迹半径；

(2)求从坐标（0，0.18m）处射出磁场的粒子在O点入射方向与y轴的夹角； (3)N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例。（结果保留两位有效数字）

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参考答案

1.D 2.C 3.B 4.C 5.AD 6.AC 7.BC 8.AC 9. 3：2：1 10. 吸收；大于 11．0.58 0.60 在误差范围内，m1，m2组成的系统机械能守恒 9.7

12．1.5kΩ

2Rb R0A

k2k13．（1）10rad/s；（2）3 2（1）通过对小球的受力分析可得：

mgtanm2Lsin① （3分）

由①得ω=10rad/s ② （2分） （2）对小球：

Tcosmg③ （1分）

对滑块：

TsinN④ （1分）

NMgTcos⑤ （2分）

由③④⑤得=

3 （1分） 2- 6 -

14．(1)IBLv0Rr,方向为b到a； (2)gsinB2L2vm(rR)

(3)QR12(mgsin)2Rr2mv0kEp （1）棒产生的感应电动势：

E1BLv0通过R的电流大小：

IE101BLvRrRr根据右手定则判断电流方向b→a （2）棒产生的感应电动势为：

E2BLv 感应电流：

IE2BLv2RrRr 棒受到的安培力大小：

FBILB2L2vRr 方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，有：

mgsinFma 解得：

agsinB2L2vm(Rr) （3）导体棒最终静止，有：

mgsinkx 解得压缩量：

xmgsink 分）

设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据功能关系，有：

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2分） （1分） （1分） （1分）

（1分） （1分） （1分） （1分）

（1分） （1 （

12 mv0mgxsinEPQ0 （1分）

212(mgsin)2 Q0mv0 解得：EP （1分）

2k电阻R上产生的焦耳热：

RR12(mgsin)2Q0EP （1 Qmv0RrRr2k分）

15．(1)0.08m（2）53（3）29%

v2（1）由洛伦兹力充当向心力： qvBmR 代入数据解得： R0.08m （2）粒子运动轨迹如图所示：

令从y=0.18m处出射的粒子对应的入射角方向与y轴的夹角为θ，由几何关系可得：

sinθ=0.8，即θ=530 （3）如上图所示，令恰能从下极板右端出射的粒子坐标为y， 由带电粒子在电场中偏转的规律得： y12at2 加速度为： aqUmd 飞行时间为： tlv 联立可得： yUql22mdv20.08m 设此粒子射入时与x轴的夹角为α，则由几何知识得： yrsinR0R0cos 可得： tan4，即tan5303 - 8 -

2分）

1分） 3分） 1分）

1分）

1分） 2分） 1分）

（（ （（ （ （ （ （530N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例为： 1000290 （2分）000180

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