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1、2021年河南省郑州市大学第二附属中学高三物理测试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 20电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，先后经过电场中的B点和C点，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E1、E2、E3表示，则E1、E2、E3的关系可能是：AE1E2E3 BE1E2E3 CE1E3E2 DE1E3E2参考答案：2. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备，它实际上是一个费力杠杆。如图所示，某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程。所用抛石机长臂的长度L ，石块装在长臂末端的口袋中。开始时长臂与水平面间的夹角 ，对短臂施力，使石块经较长路径
2、获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出，石块落地位置与抛出位置间的水平距离s 。不计空气阻力。根据以上条件，不能求出的物理量是 A石块刚被抛出时的速度大小v0 B抛石机对石块所做的功W C石块刚落地时的速度vt的大小 D石块刚落地时的速度vt的方向参考答案： 答案：B3. 我国已经制定了登月计划，假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈。则下列推断中正确的是（ ） A直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场C将电流表与线圈组成闭合
3、回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则判断月球表面有磁场D将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零.参考答案：答案：CD4. “蹦极”是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化图像如图所示。若将蹦极过程视为在竖直方向上的运动，且空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）At1t2时间内运动员处于超重状态Bt3时刻运动员的速度最大Ct1t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小相等Dt1t5时间内运动员的机械能先减小后增大参考答案：D5. （
4、多选题）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（）A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化参考答案：BD解：AC、由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以OO中的张力保持不
5、变，故AC均错误；BD、b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：力T与力F与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：N+Fsin+Tsinmg=0Fcos+fTcos=0由此可得：N=mgFsinTsin由于T的大小不变，可见当F大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，故B正确f=TcosFcos由于T的大小不变，当F大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，故D正确故选：BD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （4分）我国陆地面9.61012m2，若地面大气压，地面附近重力加速度 g=10m/s2 ，空气平均摩尔质量为，阿伏伽德罗常数，我国陆地上
6、空空气的总质量 M= ；我国陆地上空空气的分子总数N = 。(结果保留两位有效数字)参考答案：9.61016Kg，1.91042个解析：大气压可看作是由空气重量产生的， 代入数据解出 分子总数7. 如图所示，一束粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向 ，进入电场后，粒子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）。参考答案：答案：左 增加解析：由图可知，粒子（带负电）所受电场力方向水平向右，故电场方向向左。由于电场力作正功，根据动能定理可知粒子在电场中动能增加。8. 在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。木块
7、从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根并列在一起进行第2次、第3次实验，每次实验木块均从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作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为 （2）WL图线不通过原点的原因是 。（3）求出弹簧被压缩的长度为 cm 。参考答案：1）W与 成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所
8、做（3） 3 cm9. 某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_，太阳的质量可表示为_。参考答案：10. 在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：(1)如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到_使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于_若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为_(2) 为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下
9、表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是 参考答案：（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）（2）如右图（ 2分）（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。（或者：T2m，T2=0.20m，T2=km）（2分）11. 一质点作自由落体运动，落地速度大小为8 m/s 则它是从 m高处开始下落的，下落时间为- s参考答案：3.2、0.812. (4分)如图所示， 放置在水平地面上的支架质量为M，一长为L的细线连接一小球后另一端固定在支架顶端的前面
10、，现将细线拉至水平后无初速释放小球，小球将来回摆动，且此过程支架始终不动，则小球在最低位置时，支架对地面的压力大小为 。参考答案： 答案： (M + 3m) g 13. 下列由基本门电路组成的电路中，图_用的是“与”门电路,能使小灯泡发光的是图_。参考答案：答案：A、B三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.2410-2m3 一个分子平均占有的体积V0=V/NA 分子间的平均距离d=V01/3=3.3
11、10-9m15. （8分）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。（填写选项前的字母） A.0和0 B.0和1 C.1和 0 D.1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2 已知正电子和电子的质量都为9.110-31，反应中产生的每个光子的能量约为 J.
12、正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 。参考答案：（1）A； (2)；遵循动量守恒解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 随着科学技术水平的不断进步，相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此，科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地
13、球做匀速圆周运动，人们生活在空间站的环形管道中，管道内部截面为圆形，直径可达几千米，如图(a)所示。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站总质量为m，G为引力常量。(1)空问站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R，求空间站在轨道上运行的线速度大小;(2)为解决长期太空生活的失重问题，科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转，使在空问站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1、 r2，环形管道壁厚度忽略不计，如图(b)所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心
14、轴睁止)，则该空间站的自转周期应为多大:(3)为进行某项科学实验，空间站需将运行轨道进行调整，先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时，再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响，且每次调速持续的时间很短。请说明空间站在这两次调速过程中，速度大小是如何变化的；若以无穷远为引力势能零点，空间站与地球间的引力势能为，式中r表示空间站到地心的距离，求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。参考答案：（1）v=；（2）T=2R；（3）加速过程；。试题分析：（1）空间站绕地球做圆周运动，由万有引力定律及牛顿运动定律有：， 解得v=；（2）设地球表面的物体质量为m0，在不考虑地球自转时有：，当人随空间站一起自转且加速度为g时，可获得
