1、河北省实验中学2021届高三物理上学期期中试题（考试时间：90分钟；分值100分）注意事项：1答题前，考生先将自己的姓名、考号等填写在相应位置，并将考号用2B铅笔填涂在指定位置上。2选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面整洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1手机导航成为现代人们出行的必备工具。如图所示为某次导航推荐的具体路线，关于此次导航下列
2、说法正确的是A“常规路线”的平均速度最大B“方案三”与“方案二”的平均速度相等C“常规路线”的位移最小D由三条推荐路线可知，位移不小于8.6公里2如图甲所示，某工地上起重机将重为的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的顶点的距离均与正方形工件的对角线长度相等，如图乙所示则每根钢绳的受力大小为ABCD3如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在点的点电荷，以表示两极板间的电场强度，表示点电荷在点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不
3、动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A增大，增大 B增大，不变C减小，增大 D减小，不变4在汛期应急抢险工作中，无人机发挥着举足轻重的作用。无人机在山区从足够高的地方以一定的初速度水平抛出一个救灾物资，经过时间后，物资垂直落在一个倾角为45的斜坡上，运动过程中空气阻力不计，重力加速度大小为，则下列说法正确的是A物资在下落过程中速度变化越来越快B物资在空中下落的水平位移为C物资在下落过程中的初速度为D物资抛出时，竖直位移大小与水平位移大小相等5蹦极是一项刺激的户外休闲活动，如图所示，把蹦极者视为质点，认为其离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力。设轻质弹性绳的原长为，蹦极者下落第一个所用
4、的时间为，下落第五个所用的时间为，则满足ABCD6近年来海底通信电缆越来越多，海底电缆通电后产生的磁场可理想化为一无限长载流导线产生的磁场。科学家为了检测某一海域中磁感应强度的大小，利用图中一块长为厚为宽为，单位体积内自由电子数为的金属霍尔元件，放在海底磁场中，当有如图所示的恒定电流（电流方向和磁场方向垂直）通过元件时，会产生霍尔电压，通过元件参数可以求得此时海底的磁感应强度的大小。单个电子的电荷量为，地磁场较弱，可以忽略。下列说法正确的是A元件上表面的电势高于下表面的电势B此时海底元件处的磁感应强度大小C仅增大电流时，上、下表面的电势差减小D其他条件一定时，霍尔电压越小，该处的磁感应强度越大
5、72019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们在宇宙演化方面取得的成就。宇宙中星体之间不断发生着演变，某双星绕两者连线上的某点做匀速圆周运动，如图描述了此双星系统中体积较小（质量小）星体“吸食”另一颗体积较大（质量大）星体表面物质的景象，这个过程物质在转移。在最初演变的过程中可以认为两球心之间的距离保持不变，对于这个过程下列说法正确的是A它们之间的引力保持不变B它们做圆周运动的角速度变大C体积较小星体圆周运动的线速度变小D体积较大星体圆周运动轨道半径不变8如图甲所示，螺线管匝数匝、横截面积=25cm2，螺线管导线电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化。质量为的正方形
6、金属框置于竖直平面内，其边长为=0.2m，每边电阻均为=1。线框的两顶点通过细导线与螺线管相连。磁感应强度大小=1T的匀强磁场方向垂直金属框向里，闭合开关，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对点的作用力，取重力加速度大小，则A流过金属框边的电流为2AB正方形金属框的质量为0.04kgC02s内，整个电路消耗的电能为4JD边所受的安培力大小为边的二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同
7、的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。时，棒ab以初速度向右滑动，运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用表示，回路中的电流用表示。下列图像中可能正确的是10如图，在无穷大均匀带正电金属板和负点电荷形成的电场中，金属板接地，金属导体置于负点电荷和金属板之间且在过负点电荷垂直于金属板的直线上，是垂线上的三个点且在金属导体表面，下列说法正确的是A两点的电场强度一定相同B两点的电势相等C三点的电势均小于零D负电荷在点的电势能小于在点的电势能11荡秋千是大家喜爱的一项体育活动。某秋千的简化模型如图所示，长度均为的两根细绳下端拴一质量为的小球，上端固定拴在水平横杆上，小球静止时，细绳
8、与竖直方向的夹角均为。保持两绳处于伸直状态，将小球拉高后由静止释放，已知重力加速度大小为，忽略空气阻力及摩擦，以下判断正确的是A小球释放瞬间处于平衡状态B小球释放瞬间，每根细绳的拉力大小均为C小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为D小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为12如图所示，虚线的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子从磁场边界的点先后射入磁场，在纸面内运动。射入磁场时，的速度垂直于磁场边界，的速度与磁场边界的夹角为45。己知两粒子均从点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则A和的质量之比为1：2B和的质量之比为C和速度大小之比为D和速度大小之比为2：1三、非选择题
9、：共6小题，共60分。13（5分）物理实验课上为了测当地的重力加速度大小，并验证机械能守恒定律，有同学设计了如下实验：将一根长直铝棒用细线悬挂在空中（如图甲所示），在靠近铝棒下端的一侧固定一喷墨装置，该喷墨装置每秒喷墨10次。调整喷墨装置的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨线。开启喷墨装置，剪断悬线，让铝棒自由下落，在铝棒上相应位置留下墨线。图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线，将某条合适的墨线作为起始线，此后分别记作。将分度值为毫米的刻度尺的零刻度线对准，此时对应的刻度依次为6.28cm、22.38cm、48.30cm、84.04cm。求：(1)棒上墨线对应的速度大小为 m/s（结果保留三位有效数
10、字）。(2)由实验测得当地的重力加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。(3)该同学计算出画各条墨线时的速度，以为纵轴，以各条墨线到墨线的距离为横轴，描点连线，得出了如图丙所示的图像，在误差允许的范围内据此图像能验证机械能守恒定律，但图线不过原点的原因是 。14（8分）如图所示，将一根铜棒和一根锌棒插入一只苹果内，就成了一个简单的“水果电池”。小明同学做了两个这样的水果电池，并依次进行以下实验：(1)用多用电表的直流电压2.5V挡粗测其中一个水果电池的电动势，指针位置如图所示，其示数为 V (保留3位小数)。(2)将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，小
11、灯泡不能发光。再将多用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足3mA。小灯泡不发光的原因是此电池组的 （选填选项前的字母）。A水果电池的电动势太大B水果电池的电动势太小C水果电池的内阻太大D小灯泡的电阻太大(3)用如图所示的器材测量该电池组的电动势和内阻，为了尽可能准确的测出该电池组的电动势和内阻，请用笔画代替导线将右边电路补充完整。已知：电流表A (03mA，内阻约8)，电压表V (02V，内阻约1100)。若有两种规格的滑动变阻器：A (020)、B (02k)，实验中应该选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。该实验中，电动势的测量值 真实值，内阻的测量值_真实值（选填“大于”或“等于
12、”或“小于”）。15（8分）在针对新型冠状病毒的生死时速的战“疫”中，武汉部分医院出现了一批人工智能机器人。如图，机器人“小易”在医护人员选择配送目的后，开始沿着测算的路径出发，在匀加速启动的过程中“小易”发现正前方站一个人，立即匀减速制动，恰好在人前停下，行驶过程的最大速度是5m/s，运动总时间为2s，整个过程图像如图所示。己知减速运动的加速度大小是加速运动的3倍，“小易”的总质量=60kg，运动过程始终受到恒定的阻力=20N，重力加速度大小=10ms2，求：(1)“小易”加速过程与减速过程的加速度大小；(2)制动过程的制动力大小（不含阻力）。16（10分）如图所示，光滑导轨固定在同一水平面
13、上，两导轨间距两端接有定值电阻。在两导轨之间有一边长为的正方形区域，该区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。一粗细均匀、质量为的金属杆静止在处，杆接入两导轨之间的电阻也为。现用一大小为的恒力沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，且杆在穿出磁场前已做匀速运动。已知杆与导轨接触良好，不计其它电阻，求：(1)杆匀速运动的速率及杆穿出磁场前通过定值电阻的电流方向；(2)穿过整个磁场过程中，金属杆上产生的焦耳热。17(11分) 如图所示，在区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场。一质量为kg、电荷量C带正电的粒子以速度m/s从点射入磁场，速度方向与轴正方向的夹角，不计重力。己知：，则(1)如果
14、粒子经磁场偏转后穿过轴正半轴离开磁场，试判断磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值；(2)如果磁感应强度大小为，方向反向，区域存在方向平行轴向下的匀强电场，粒子从轴上的点（未画出）飞出第一象限，求点到的距离。18（18分）如图所示，绝缘轨道位于同一竖直面内，其中段是长度为的水平轨道，段为足够长的光滑竖直轨道，段为半径为的光滑的四分之一圆弧，圆心为，直线右侧有方向水平向左的电场（图中未画出），电场强度, 在包含圆弧轨道的区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场（边界处无磁场），轨道最左端点处静止一质量为、电荷量为的物块，一质量为的不带电的物块从左侧的光滑轨道上以速度撞向物块之间发
15、生弹性碰撞，之后沿轨道向右运动，均可视为质点，与轨道的动摩擦因数均为重力加速度大小为在运动过程中所带电荷量保持不变且始终没有脱离轨道，求：(1)碰撞后的速度大小；(2)当与水平轨道的动摩擦因数满足什么条件时，能使碰后能冲上轨道, 且不会与发生第二次碰撞？(3)若第一次碰后能冲上圆弧轨道且越过点后再返回到点，求此过程中对轨道的最大压力的大小。物理参考答案123456789101112ADDCCBCBACBCDBDAC13（5分） (1) 2.10 （2分） (2) 9.82 （2分）(3)墨线对应的速度不为零 （1分）14（8分） (1)0.700 （1分） (2) C（1分）(3)如图（3分）
16、B（1分）等于（1分）大于（1分）15（8分）解析：(1)（5分）设加速过程的加速度为，减速过程的加速度为，则 （2分）所以又 （1分）解得，所以m/s2=3.33m/s2 (1分)m/s2 （1分）(2)（3分）制动过程中的制动力为，则 （2分）解得=580N （1分）16（10分）解析：(1)（6分）根据法拉第电磁感应定律（1分）由欧姆定律 （1分）杆所受安培力 （1分）杆匀速运动 （1分）联立解得，杆匀速运动的速率 （1分）根据右手定则可知，杆穿出磁场前通过定值电阻的电流方向为由到。（1分）(2)（4分）设整个过程中产生的总电热为，根据动能定理得 （1分） （1分）由串联电路特点，杆上产
17、生的电热 （1分）联立解得 （1分）17(11分)解析：(1) (4分)由左手定则可得磁场的方向垂直于纸面向里（1分）当粒子到达直线，与速度方向与该直线平行时，磁感应强度取最小值由几何关系可得 （1分）由牛顿第二定律可得 （1分）联立可得=2T （1分）(2)（7分）由牛顿第二定律可得 （1分）解得：=0.25m由于 （1分）因此带电粒子恰好垂直于x轴进入电场，带电粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可得 （1分） （1分） （1分）则点到点的距离为 （1分）联立可得=2.2m （1分）18（18分）解析：(1)（6分）A、C发生弹性碰撞后的速度分别为，则有 （2分） （2分）联立解得， （2分）(2)（5分）若要冲过点，满足 （1分）得若要不与发生第二次碰撞，设最后静止时与点的距离为在右侧运动过程中，电场力和重力做功之和为0，有 （1分） （1分）联立解得所以综上所述，应满足 (2分)(3)（7分）在右侧受到的电场力重力和电场力的合力大小为方向与夹角为 （共1分）过点沿合力方向作直线与圆弧相交于点，当经点返回点的过程中到达点时，达到最大速度，此时对轨道的压力最大从点到点过程中，由动能定理可得 （2分）返回点时 （2分）由上可得 （1分）由牛顿第三定律得A对轨道的最大压力为 （1分）
