山東省濟寧市任城區(qū)長溝中學(xué)2021年高三物理聯(lián)考試卷含解析一、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符合題意1.（多選）如圖所示，離水平地面h處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度?，F(xiàn)將一小球從地面上某一點P處，以某一初速度斜向上拋出，小球恰好能水平進入圓筒中，不計空氣阻力。則下列說法中正確的是A．小球拋出點P離圓筒的水平距離越遠，拋出的初速度越大B．小球從拋出點P運動到圓筒口的時間與小球拋出時的初速度方向有關(guān)C．彈簧獲得的最大彈性勢能與小球拋出點位置無關(guān)D．小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的機械能不守恒參考答案：AD2.物理學(xué)家通過艱辛的實驗和理論研究探究自然規(guī)律，為人類的科學(xué)做出了巨大貢獻，值得我們敬仰。下列描述中符合物理學(xué)史實的是：（

）A．麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，并預(yù)言電磁波的存在；B．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，從而提出了日心學(xué)說C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)并提出了分子電流假說D．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)出了判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律參考答案：A3.如圖所示，AB、CD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，將等量的正、負(fù)點電荷放在圓周上，它們的位置關(guān)于AB對稱．要使圓心0處的電場強度為零，可在圓周上再放置一個適當(dāng)電荷量的正點電荷Q，則該點電荷Q應(yīng)放在A．A點

B．B點

C．C點

D．D點參考答案：答案：D4.（多選）下列說法正確的是

A.放射性元素的半衰期是針對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律；B.α、β、γ射線比較，α射線的電離作用最弱;C.光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯；D.原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里；E.由玻爾的原子模型可以推知，處于激發(fā)態(tài)的氫原子，量子數(shù)越大，核外電子動能越小參考答案：ACE解析：A、放射性元素的半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用．故A正確．B、α、β、γ射線比較，α射線的電離作用最強，穿透能力最弱．故B錯誤．C、光的波長越短，光的頻率越大，根據(jù)E=hv，知光子能量越大，波長越長，粒子性越明顯．故C正確．D、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，因為電子也有質(zhì)量．故D錯誤．E、由玻爾的原子模型可以推知，氫原子處于激發(fā)態(tài)，量子數(shù)越大，軌道半徑越大，根據(jù)k，知，電子的動能越?。蔈正確；故選ACE5.如圖所示,光滑的水平導(dǎo)軌上套有一質(zhì)量為1kg、可沿桿自由滑動的滑塊,滑塊下方通過一根長為1m的輕繩懸掛著質(zhì)量為0.99kg的木塊.開始時滑塊和木塊均靜止,現(xiàn)有質(zhì)量為10g的子彈以500m/s的水平速度擊中木塊并留在其中(作用時間極短),取重力加速g=10m/s2.下列說法正確的是A.子彈和木塊擺到最高點時速度為零B.滑塊的最大速度為2.5m/sC.子彈和木塊擺起的最大高度為0.625mD.當(dāng)子彈和木塊擺起高度為0.4m時,滑塊的速度為1m/s參考答案：C【詳解】A項：設(shè)子彈質(zhì)量為m0，木塊質(zhì)量為m1，滑塊質(zhì)量為m2，由子彈、木塊、滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，故當(dāng)子彈和木塊擺到最高點時三者具有相同的速度，且速度方向水平，A項錯誤；B項：；只要輕繩與桿之間的夾角為銳角，輕繩拉力對滑塊做正功，滑塊就會加速，所以當(dāng)輕繩再次豎直時滑塊速度最大，設(shè)此時滑塊速度為vm，子彈和木塊速度為v＇，則由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)v＇+m2vm，解得vm=0，或vm=5m/s，即滑塊的最大速度為5m/s，B項錯誤；C項：當(dāng)子彈和木塊擺到最高點時三者具有相同的速度v，由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1+m2)v，解得v=2.5m/s，由子彈進入木塊后系統(tǒng)機械能守恒可得，解得h=0.625m，C項正確；D項：當(dāng)子彈和木塊擺起高度為0.4m時，由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)vx+m2v3，得vx=4m/s，而此時木塊和子彈豎直方向速度一定不為零，故由子彈進入木塊后系統(tǒng)機械能守恒可得，解得h<0.4m，D項錯誤。故選：C。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一條懸鏈長7.2m，從懸點處斷開，使其自由下落，不計空氣阻力．則整條懸鏈通過懸點正下方12.8m處的一點所需的時間是0.54s（g取10m/s2）參考答案：解：設(shè)鏈條的長度為L，懸鏈的下端到P點的距離是h，經(jīng)t1鏈條的下端經(jīng)過P點，則；；經(jīng)t2鏈條的上端經(jīng)過P點，此時懸鏈的總位移是h+L，則：h+L=gt22，；整條懸鏈通過懸點正下方12.8m處的P點所需的時間：△t=t2﹣t1=1.6s﹣1.06s=0.54s；故答案為：0.54s7.一個靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個鈾核92235U和另一個原了核X，并釋放出一定的能量．其核衰變方程為：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符號為______；(2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當(dāng)于931MeV，則該衰變過程放出的能量是______MeV；(3)假設(shè)钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核的動能，則X核與鈾核的動能之比是______。參考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)8.用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內(nèi)阻為r，則電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為________，充電器的充電效率為________．參考答案：

9.（3分）如圖所示是光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2的折射情況，根據(jù)光路圖可知：兩種介質(zhì)相比較，介質(zhì)1是

介質(zhì)，介質(zhì)2是

介質(zhì)；光在介質(zhì)中的波長1

2（選填“>”、“=”或“<”)．頻率1

2（選填“>”、“=”或“<”）。參考答案：光密，光疏，＜，=10.如圖，光滑水平地面上有質(zhì)量相等的兩物體A、B，中間用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，在外力F1、F2作用下運動，且滿足F1>F2，當(dāng)系統(tǒng)運動穩(wěn)定后，彈簧的伸長量為

。參考答案：11.在驗證牛頓第二定律的實驗中，按實驗裝置要求安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進行，下述操作步驟安排不盡合理，請將合理順序以字母代號填寫在下面的橫線上

（A）保持砂桶里的砂子質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)幾次；

（B）保持小車質(zhì)量不變，改變砂桶里砂子質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次；

（C）用天平分別測出小車和小桶的質(zhì)量；

（D）平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動；（E）掛上小桶，放進砂子，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點；（F）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，分別畫出的圖線。在實驗中，作出了如圖所示的A．B兩圖象，圖A中三線表示實驗中

不同。圖B中圖線不過原點的原因是

。

參考答案：C、D、E、A、B、F或C、D、E、B、A、F小車和砝碼的總質(zhì)量；由于長木板的傾角過大。12.某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，實驗數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2．（保留三位有效數(shù)字）（2）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，一位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖所示。該圖線不通過原點，其主要原因是___________________________．（3）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m·s–20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小車質(zhì)量倒數(shù)4.003.453.032.502.001.411.000.60

請在方格坐標(biāo)紙中畫出圖線，

并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是

．參考答案：⑴0.510

⑵未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足13.如圖甲所示的電路中，、均為定值電阻,為一滑動變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的．電源的電動勢為

V和內(nèi)阻

，定值電阻的阻值

．參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“利用單擺測重力加速度”實驗中，由單擺做簡諧運動的周期公式得到。只要測量出多組單擺擺長l和運動周期T，作出T2-l圖象，就可求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，理論上T2-l圖象是一條過坐標(biāo)原點直線。某同學(xué)在實驗中，用一個直徑為d的帶孔實心鋼球作為擺球，多次改變懸點到擺球頂部的距離l0，分別測出擺球做簡諧運動的周期T后，作出T2-l圖象，如圖所示．①在某次實驗中，用秒表測出n次全振動的時間為如圖所示，則秒表的讀數(shù)為______________s.②造成圖象不過坐標(biāo)原點的原因可能是（

）A．將l0記為擺長l；

B．?dāng)[球的振幅過小C．將（lo+d）計為擺長l

D．?dāng)[球質(zhì)量過大③由圖像求出重力加速度g=________m/s2（?。﹨⒖即鸢福孩?5.2（2分）②A（2分）

③9.87（2分）15.（6分）現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R0是定值電阻，可防止操作不當(dāng)損壞電池，起保護電路的作用。

（1）實驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A．10Ω2.5W

B．100Ω1.0WC．200Ω1.0W

D．2000Ω5.0W本實驗應(yīng)選哪一種規(guī)格？答

。（2）該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，計錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線。則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動勢E為

V，內(nèi)阻r為

Ω。參考答案：

（1）C

（2）10V

41.6Ω四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在無限長的水平邊界AB和CD間有一勻強電場，同時在AEFC、BEFD區(qū)域分別存在水平向里和向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相同，EF為左右磁場的分界線．AB邊界上的P點到邊界EF的距離為（2+）L．一帶正電微粒從P點的正上方的O點由靜止釋放，從P點垂直AB邊界進入電、磁場區(qū)域，且恰好不從AB邊界飛出電、磁場．已知微粒在電、磁場中的運動軌跡為圓弧，重力加速度大小為g，電場強度大小E（E未知）和磁感應(yīng)強度大小B（B未知）滿足=2，不考慮空氣阻力，求：（1）勻強電場的場強E的大小和方向；（2）O點距離P點的高度h多大；（3）若微粒從O點以v0=水平向左平拋，且恰好垂直下邊界CD射出電、磁場，則微粒在電、磁場中運動的時間t多長？參考答案：解：微粒帶電量為q、質(zhì)量為m，軌跡為圓弧，必有qE=mg．則E=，E的方向：豎直向上

（2）微粒在磁場中運動速率v1時恰好與AB相切，如圖所示，O1、O2為微粒運動的圓心，O1O2與豎直方向夾角為θ，由幾何知識知sinθ=微粒半徑r1，由幾何關(guān)系有r1+r1sinθ=（2+）L，得r1=2L．由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qv1B=m由動能定理有mgh=mv12；已知=2，聯(lián)立解得h=L（2）微粒平拋到AB邊界上的M點的時間為t1，水平距離x1，由運動學(xué)公式有x1=v0t1，h=gt12代入v0=、h=L，得t1=、x1=L．微粒在M點時豎直分速度v1=，速度為v=2、與AB夾角為θ=30°．微粒在磁場中運動半徑r2=4L．由幾何關(guān)系知微粒從M點運動30°垂直到達EF邊界．微粒在磁場中運動周期T==4π由題意有微粒運動時間t=T+k?，（k=0，1，2，…）微粒運動時間t=2π（）．（k=0，1，2，…）答：（1）勻強電場的場強E的大小為，E的方向：豎直向上；（2）O點距離P點的高度h為L；（3）微粒在電、磁場中運動的時間t為2π（）．（k=0，1，2，…）．【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【分析】（1）微粒在進入電磁場前做勻加速直線運動，在電磁場中做勻速圓周運動，電場力與重力應(yīng)平衡，據(jù)此分析和求解場強的大小和方向．（2）微粒在磁場中運動速率v1時恰好與AB相切，畫出運動軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系求出軌跡半徑；由洛倫茲力公式和牛頓第二定律求出軌跡半徑．微粒在進入電磁場前做勻加速直線運動，由動能定理可以求出O到P的距離h；（3）微粒在進入電磁場前做平拋運動，在電磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)微粒做圓周運動的周期公式求出微粒的運動時間．17.跳傘運動員從跳傘塔上跳下，當(dāng)降落傘打開后，傘和運動員所受的空氣阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f=kv2，已知比例系數(shù)k=20N?s2/m2，運動員和傘的總質(zhì)量m=72kg．設(shè)跳傘塔足夠高，且運動員跳離塔后即打開傘，取g=10m/s2．（1）求下落速度達到v=3m/s時，跳傘運動員的加速度大?。唬?）求跳傘運動員最終下落的速度；（3）若跳傘塔高h=200m，跳傘運動員在著地前已經(jīng)做勻速運動，求從開始跳下到即將觸地的過程中，傘和運動員損失的機械能．（本問結(jié)果保留3位有效數(shù)字．）參考答案：考點： 功能關(guān)系．分析： 因為運動員受的空氣阻力f=kv2和重力作用，可用牛頓第二定律解得其加速度；因為塔足夠高，所以運動員一定會達到勻速運動狀態(tài)，即重力與空氣阻力平衡；損失的機械能是由于空氣阻力，但是空氣阻力是隨速度變化的力，所以不能直接解出其所做的功，我們可以解出動能和重力勢能之和一共減少多少，即損失了多少機械能．解答： 解：（1）因為運動員受的空氣阻力f=kv2和重力作用，由牛頓第二定律：mg﹣f=ma解得：a=g﹣=7.5m/s2（2）跳傘員最后勻速運動，即重力與空氣阻力平衡：mg=kv2解得：v=6m/s（3）損失的機械能是由于空氣阻力，但是空氣阻力是隨速度變化的力，所以不能直接解出其所做的功，我們可以解出動能和重力勢能之和一共減少多少，即損失了多少機械能．損失機械能：△E=mgH﹣mv2=1.43×105J答：（1）跳傘員的下落速度達到3m/s時，其加速度為7.5m/s2．（2）跳傘員