1、福建省福州一中2021届高三物理下学期开学考试试题(完卷75分钟 满分100分) （考试过程请勿使用计算器）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图像可能正确的是( )A B C D2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）与运行公转周期的平方（T2）的关系如图所示，T0为卫星环绕各自行星表面运行的周期。则（）A行星
2、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 BC D4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，其余部分未与杆接
3、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( )A BCD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（）A时刻，圆环有扩张的趋势 B时刻，圆环
4、有收缩的趋势C和时刻，圆环内有相同的感应电流D和时刻，圆环内有相同的感应电流6如图所示，a、b两列沿x轴传播的简谐横波，t0 s时刻的波形如图所示，两列波传播的速度大小均为v2 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()Ax1 m处的质点的振幅为1 cmBt0.5 s时刻，x2 m处的质点位移为3 cmCt0.5 s时刻，x1 m处的质点向y轴负方向振动Dt1.0 s时刻，x2 m处的质点位移大小等于3 cm7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
5、小为F1，绳OB与绳OA成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( )AF1逐渐增大BF1先增大后减小CF2逐渐减小DF2先减小后增大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,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
6、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，则()A.带电环与左极板间相距最近时的速度为 B.带电环从右极板小孔离开电场的速度为 -v0C.极板间的电场强度大小为 D.极板间的电场强度大小为二、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，
7、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m150g、m2150g，则：(1)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量Ek_J，系统势能的减少量Ep_J。（结果
8、均保留两位有效数字，取当地的重力加速度g10m/s2）通过比较可以得出结论_。(2)若某同学作出-h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g_m/s2。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3k、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。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1k、1.5k、5k，其中最合适的是_。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
9、值为R0，根据测得的数据作出图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E=_， 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=10
10、m/s2求：（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，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
11、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=1108C/kg、速度大小v=6105m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第I象限射出的粒子速度方向均沿
12、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）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110.58 0.60 在误差范围内，m1，m2组成的系统机械能守恒 9.7 12 13（1）10rad/s；（2）（1）通过对小球的受力分析可得： （3分）由得=10rad/s （2分）（2）对小球： （1分）对滑块： （
13、1分） （2分）由得 （1分）14(1),方向为b到a；(2)(3)（1）棒产生的感应电动势： （2分）通过R的电流大小： （1分）根据右手定则判断电流方向ba （1分）（2）棒产生的感应电动势为： （1分）感应电流： （1分）棒受到的安培力大小： （1分）方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，有： （1分）解得： （1分）（3）导体棒最终静止，有： （1分）解得压缩量： （1分）设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据功能关系，有： （1分）解得： （1分）电阻R上产生的焦耳热： （1分）15(1)0.08m（2）（3）29%（1）由洛伦兹力充当向心力： （2分）代入数据解得： （1分）（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，由几何关系可得：sin=0.8，即=530 （3分）（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： （1分）加速度为： 飞行时间为： （1分）联立可得： （1分）设此粒子射入时与x轴的夹角为，则由几何知识得： （2分）可得： ，即 （1分）N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例为： （2分）