1、天津市河东区第八中学2021届高三物理上学期第三次统练试题（含解析）（考试时间：60分钟；满分：100分）第I卷（选择题）一、单选题（本大题共5小题，共200分）1. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=4t+2t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点A. 第1s内的位移是4mB. 前2s内的平均速度是C. 任意相邻1s内的位移差都是2mD. 任意1s内的速度增量都是【答案】D【解析】【详解】A.根据匀变速直线运动的位移x与时间t的关系式：，对比：x=4t+2t2，可得：，第1s内的位移为：A错误；B.2s末的速度为：前2s内的平均速度为：B错误；C.任意相邻1s内的位移差为：C错
2、误；D.任意1s内的速度增量为：D正确。2. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力A. 方向向左，大小不变B. 方向向左，逐渐减小C. 方向向右，大小不变D. 方向向右，逐渐减小【答案】A【解析】试题分析: A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B，根据牛顿第二定律有：，大小不变；物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；故选A考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究
3、的方法在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题通常在分析外力对系统的作用时，用整体法2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力隔离法的优点：容
4、易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法3. 滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ）A. 合外力做功一定大于零B. 所受摩擦力大小不变C. 合外力始终与速度垂直D. 机械能始终保持不变【答案】C【解析】【详解】试题分析：根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变
5、化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据速率恒定可得可知摩擦力越来越小，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误；【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等；知道曲线运动过程中速度时刻变化，合力不为零；在分
6、析物体做圆周运动时，首先要弄清楚合力充当向心力，然后根据牛顿第二定律列式，基础题，难易程度适中4. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为下列判断正确的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电
7、场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况5. 如图一根不可伸长绝缘的细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点静止释放，经
8、最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则（ ）A. 小球在B点时的速度最大B. 小球从A到B的过程中，机械能一直在减少C. 小球在B点时绳子的拉力最大D. 从B到C的过程中，小球的电势能一直减少【答案】B【解析】【详解】AC.分析知小球带正电，小球受到电场力与重力、绳子的拉力的作用，在复合场中做类单摆运动，当重力与电场力的合力与绳子的拉力在同一条直线上时，小球处于等效最低点，此时小球的速度最大，对绳子的拉力也最大；而B点不是等效最低点，故AC错误；B.从A到B的过程中，电场力对小球做负功，小球的电势能增加，则小球的机械能一直在减小，故B正确；D.从B到C的过程中小球克服电场力做功，小球的电势能一
9、直增大，故D错误二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）6. 嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，经变轨成功落月。如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是A. 嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/sB. 嫦娥三号在环月轨道1上P点加速度等于在环月轨道2上P点的加速度C. 嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态D. 嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小【答案】BD【解析】【详解】A在地球表面发射卫星的速度大于11.2km/s时，卫星将脱离地球束缚，绕太阳运动，故A错误；B根据万有引力提供向心
10、力，得，由此可知在轨道1上经过P点的加速度等于在轨道2上经过P点的加速度，故B正确；C嫦娥三号在动力下降段中，除了受到重力还受到动力，并不是完全失重状态，故C错误；D根据开普勒定律，由此可知，轨道半径越小，周期越小，故嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小，故D正确；故选BD。7. 如图所示，在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，已知碰前两球的动量分别pA12 kgm/s、pB13 kgm/s，碰撞后它们动量的变化量pA与pB有可能是（）A. pA3 kgm/s，pB3 kgm/sB. pA4 kgm/s，pB4 kgm/sC. pA5 kgm/s，pB5 kg
11、m/sD. pA24 kgm/s，pB24 kgm/s【答案】AC【解析】【详解】A如果pA3 kgm/s、pB3 kgm/s，遵守动量守恒定律；碰后两球的动量分别为pApApA9 kgm/spBpBpB16 kgm/s可知碰撞后A的动能减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的，故A正确；B如果pA4 kgm/s、pB4 kgm/s，遵守动量守恒定律；A球的动能增加，B球的动能减小，发生二次碰撞，不符合实际的运动情况，不可能，故B错误；C如果pA5 kgm/s、pB5kgm/s，遵守动量守恒定律；碰后两球动量分别为pApApA7 kgm/spBpBpB18 kgm/s可知碰撞后A的动能
12、减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的，故C正确；D如果pA24 kgm/s，pB24 kgm/s，遵守动量守恒定律；碰后两球的动量分别pApApA12 kgm/spBpBpB37 kgm/s可知碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违反了能量守恒定律，是不可能的，故D错误。故选AC。8. 如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则（ ）A. 小球可能带正电B. 小球做匀速圆周运动的半径为C. 若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加D
13、. 小球做匀速圆周运动的周期为【答案】BD【解析】【详解】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，即洛伦兹力提供向心力，所以mg=Eq，由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，故A错误；由于洛伦兹力提供向心力，故有：qvB=m，解得：；又由于qU=mv2，解得：；联立得到：，故B正确；由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，故有运动周期为：，故D正确；由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，运动周期为：，显然运动周期与加速电压无关，故C错误；故选BD【点睛】本题考查了带电粒子在复合场中的圆周运动的周期公式，轨道半径公式，带电粒子在电场中的加速运动和动能定理第II卷（非选择题）三、实验题（
14、本大题共2小题，共18.0分）9. 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度的关系图象如图所示，则该弹簧的原长=_，该弹簧的劲度系数为_。【答案】 (1). 15 (2). 500【解析】【详解】1弹簧处于原长时，弹簧所受弹力为0，则从图中可知，F=0时，L0=15cm；2由胡克定律有，从图中可知弹簧长度L=25cm时，弹簧伸长量弹力F为50N，则该弹簧的劲度系数10. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白
15、纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有_。A斜槽轨道光滑B斜槽轨道末段水平C挡板高度等间距变化D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_。A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B用
16、频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_。A在水平方向上做匀速直线运动B在竖直方向上做自由落体运动C在下落过程中机械能守恒【答案】 (1). BD (2). 球心 (3). 需要 (4). AB (5). B【解析】【详解】(1)1ABD为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨
17、道不一定要光滑，但必须是水平的；同时要让小球总是从同一位置无初速释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点。选项A错误，BD正确；C档板只要能记录下小球下落在不同高度时不同的位置即可，不需要等间距变化，选项C错误。故选BD。(2)2小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置；故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；3小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行；(3)4 A从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，方案A是可行的；B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，方案B是可行的；
18、C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，方案C不可行；故选AB。(4)5伽利略说明了小球由同一高度下落时的等时性，故只能说明小球在竖直方向为自由落体运动，无法说明水平方向上的匀速直线运动和是否机械能守恒。故选项B正确。四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）11. 如图所小，定在竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上半径R=0.4m的圆轨道（不计轨道连接处能量损失，g取10m/s2）。(1)若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；(
19、2)若接触面均粗糙，小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力大小为mg，求全过程中摩擦阻力做的功。【答案】(1)1m；(2)-0.8J【解析】【详解】(1)小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得从A到C过程机械能守恒，由机械能守恒定律得解得(2)在C点，由牛顿第二定律得从A到C过程，由动能定理得解得12. 如图所示，半径光滑半圆轨道固定在竖直平面内，A，B分别为轨道的最低点和最高点，半圆导轨与粗糙的水平面相切于A点。甲、乙两物块与水平面的动摩擦因数均为，甲物块质量为，到A点的距离。甲、乙两物块两物均可看作质点之间有少量炸药，炸药爆炸时有的内能转化为两物块的
20、动能，甲物块获得动能后从水平轨道滑向半圆轨道并沿着轨道一直运动到B点，经B点时对轨道压力的大小等于其重力大小。重力加速度，求：（1）甲物块运动到A点时的速度大小；（2）乙物块的质量。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)甲物块经B点时对轨道压力的大小等于其重力大小, 根据牛顿第二定律可知解得从A点到B点根据动能定理可知代入数据解得：(2)甲物块从爆炸点到A点的过程根据动能定理有炸药爆炸过程根据动量守恒有又由已知有联立以上各式代入数值解得13. 如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运
21、动粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点测得O、A两点间的距离为L不计粒子重力（1）试判断P、Q间的磁场方向；（2）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；（3）求粒子的电荷量与质量之比【答案】（1）磁场方向垂直纸面向里（2）（3）【解析】（1）粒子做匀速运动，电场力和洛伦兹力平衡（如图所示）根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向里（2）电场力和洛伦兹力平衡，qE=qvB1，解得v（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB2m，又L=2r，解得点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，解决本题的关键知道粒子在两金属板间受电场力和洛伦兹力平衡，以及知道在匀强磁场中靠洛伦兹力提供向心力，掌握轨道半径公式
