1、2021年高三物理阶段强化卷（3期）一、选择题（本大题共12小题，共48分）1. 如图所示，一个正方形纸板放在水平桌面上，纸板的右边缘与桌面的右边缘对齐，一个砝码放在纸板的正中心，砝码的质量为纸板质量的3倍，砝码与纸板、纸板与桌面间的动摩擦因数均为。现对纸板施加一个水平向右、大小等于砝码重力的拉力，之后纸板离开桌面时，砝码也离开桌面，则动摩擦因数的值为A. 12B. 13C. 14D. 152. 国粹杂技给人以艺术的美感，杂技手抛球表演就深受广大市民喜爱。如左图，某演员持A、B两球作单手练习，A球自空中某抛出点以速度v0竖直向上抛出，之前以相同速度从该抛出点抛出的B球正好自A球正上方某处同时自
2、由下落，此后两球的速度-时间图像(v-t)如右图所示，右图中t1=v02g，两球在空中相遇后互不影响，则()A. A球在t2时刻到达最高点，若手不接球，此后在球落地前两球距离保持不变B. A球在t2时刻到达最高点，若手不接球，此后在球落地前两球距离增加得越来越快C. t1时刻A、B两球相遇，此时两球速度相同D. t1时刻A、B两球相遇，在t1这段时间内A、B两球的位移大小之比为3:13. 水平传送带广泛应用于车站入口行李安检装置，如图所示，水平传送带以恒定速率v匀速转动，A、B两点间的距离为L，旅客把质量为m的行李无初速度地放在A点处，行李通过L2的位移后与传送带保持相对静止，已知重力加速度为
3、g，下列说法正确的是A. 行李加速运动的时间为2LvB. 行李加速运动的加速度为v22LC. 行李与传送带间的动摩擦因数为v2gLD. 行李与传送带间因摩擦产生的热量为mv24. 建筑工地上，常釆用塔吊将材料搬运上高处，在某次搬运物体的过程中，该物体在水平方向上匀速运动，在竖直方向上用电动机通过轻质绳由静止向上吊起，其电动机的功率P随时间t变化如图所示，则下面关于物体运动的加速度与时间关系的a-t图像，机械能与上升高度关系的E-h图像，物体运动的轨迹y-x图像，在竖直方向速度与时间关系的-t图像，正确的是A. B. C. D. 5. 2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”月球探测器载着月球土
4、壤顺利返回地球。探测器在降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为T0，已知引力常量为G，月球的半径为R，月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是A. 月球的密度为4GT02B. 探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器(含月球土壤)的质量增大C. 若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为r的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为rT0RrRD. 若将一石子从距月球表面的高度为h处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为T0h2R6. 两个等量同种正电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个带电荷量为210-5C
5、、质量为1g的小物块在水平面上从C点由静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是( )A. 由C点到A点电势逐渐增大B. 由C到A的过程中物块的电势能先变大后变小C. A、B两点间的电势差UAB=+500VD. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=100N/C7. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高一质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方R2处小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向运动，已知
6、弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法不正确的是( )A. 小球运动到B点时的速度大小为2gRB. 弹簧长度等于R时，小球的机械能最大C. 小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD. 小球运动到B点时重力的功率为08. 如图所示，水平理想边界MN的上、下两侧分布了垂直于纸面的匀强磁场，上、下磁场的磁感应强度大小相等，方向相反。一质量为m、边长为l的正方形金属线框自上边距离MN高度h处自由下落，线框的下边刚好匀速进入MN的下方磁场。若线框平面总在竖直平面内，重力加速度为g，下列说法中正确的是A. 线框的底边越过MN边界之前，线框中有顺时针方向的感应电流B
7、. 线框匀速运动过程中，产生逆时针方向的感应电流C. 线框在磁场中运动过程中产生的热量为2 mglD. 当h=32l时，线框从自由下落到上边经过MN的时间最短9. （多选题）如图所示，竖直平面内固定两根相互垂直的足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b(视为质点)质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b杆套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杄连接，将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45)，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法中正确的是A. a球和b球所组成的系统机械能守恒B. b球的速度为零时，a球的加速度大
8、小一定小于gC. b球的最大速度为(2+2)gLD. a球的最大速度为2gL10. （多选题）地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子(不计重力)在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面则下列相关说法中正确的是()A. 沿a轨迹运动的粒子带正电B. 若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则a粒子的速率更大C. 某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变入射地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都不会到达地面D.
9、 某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面11. （多选题）如图所示，空间存在一匀强电场，平行实线为该电场的等势面，其方向与水平方向间的夹角为30，AB与等势面垂直，一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球最终落在C点，速度大小仍是v0，且AB=BC，重力加速度为g，则下列说法中正确的是()A. 电场方向由A指向BB. 电场强度大小为3mg3qC. 小球下落高度为14gt2D. 此过程增加的电势能等于14mg2t212. （多选题）如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨MAC、NBD水平放置，MA、NB间距L=0
10、.4m，AC、BD的延长线相交于点E且AE=BE，E点到AB的距离d=6m，M、N两端与阻值R=2的电阻相连。虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，一根长度也为L=0.4m、质量为m=0.6kg电阻不计的金属棒，在外力作用下从AB处以初速度v0=2m/s沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好，运动过程中电阻R上消耗的电功率不变。则：A. 电路中的电流I=0.4AB. 金属棒向右运动d2过程中克服安培力做的功W=0.72JC. 金属棒向右运动d2过程中外力做功的平均功率P=5.32WD. 金属棒向右运动d2过程中在电阻中流过的电量Q=0.45C三、实验题（本大题共2小题
11、，共16分）13. 用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方。开始时，金属片C与圆环间的高度为h，A、B、C由静止开始运动。当物块B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两光电门分别固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B从P1旁运动到P2旁所用时间t，已知重力加速度为g。(1)若测得P1、P2之间的距离为d，则物块B刚穿过圆环后的速度v=_。(2)若物块A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证了下面选项_中的等式成立，即可验证机械能守恒定律。A.mgh=12Mv2B
12、.mgh=Mv2C.mgh=12(2M+m)v2D.mgh=12(M+m)v2(3)改变物块B的初始位置，使物块B从不同的高度由静止下落穿过圆环，记录每次金属片C与圆环间的高度h以及物块B从P1旁运动到P2旁所用时间t，则以h为纵轴，以_(选填“t2”或“1t2”)为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线，该直线的斜率k=_(用m、g、M、d表示)。14. 测量电源的电动势和内阻时，可以有多种测量方案：(1)教材中测量电源电动势和内阻的实验利用了伏安法，如图甲所示；该实验测量的电源电动势_(填“大于”“等于”或“小于”)实际值，内阻的测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)实际值，造成该实
13、验误差的原因是_(2)晓宇为了减小测量误差，设计了如图乙所示的电路，已知电源的内阻比较小，两电流表A1、A2的量程均为0.6A，内阻均未知，S1为单刀双掷开关，电阻箱的调节范围为099.9，滑动变阻器的最大阻值为10，晓宇连接电路后进行了如下的操作：首先利用图乙的电路测量了电流表A2的内阻，晓宇将单刀双掷开关扳到位置1，保持S2闭合，调节R1、R2，当电流表A1的读数为0.60A时电流表A2的读数为0.20A，电阻箱的读数为0.10，则电流表A2的内阻RA2=_(3)然后晓宇利用如图乙所示的电路完成了电源电动势和内阻的测量，晓宇将开关S2断开，将电阻箱的阻值调到最大位置，单刀双掷开关S1扳到位
14、置_(填“1”或“2”)；读出电阻箱的阻值R以及电流表A2的读数I，通过多次调节，记录多组实验数据，并根据得到的实验数据做出如图丙所示的函数图象，其中纵坐标为1I、横坐标为电阻箱的阻值R，如果图线的纵轴截距为0.2、斜率绝对值为23，则该电源的电动势E=_、内阻r=_；如果电流表A2的内阻未知，则本实验_(填“能”或“不能”)测电源的电动势，_(填“能”或“不能”)测电源的内阻四、计算题（本大题共3小题，共36分）15. 如图所示，静置于水平地面的两辆手推车同向沿直线排列，质量均为mt=0时刻某同学水平推第一辆车，脱手后小车继续运动，t0时刻与第二辆车发生正碰，碰撞时间极短，碰后两车以共同速度
15、继续运动距离L后停止车运动时所受阻力为车重的k倍，重力加速度为g，求：(1)碰后瞬间两车的速度v；(2)该同学给第一辆车的冲量大小I；(3)若该同学对车做功为，求整个过程中两车克服阻力所做的功W16. 如图所示，坐标平面第象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为a=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B(大小可调节)。现有质荷比为mq=410-10kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴射入电场，且以v=4107m/s，方向与y轴正向成60的速度经过P点进入磁场，OP=233OA、OA=0.1m，不计重力。求：(1)粒子在A点进入电场的初速度v0为多少
16、；(2)要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围；(3)粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则磁感应强度B为多少。17. 如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出质量m=1kg的小物块1(可视为质点)，当物块1运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角BOC=37的固定光滑圆弧轨道BC，C端的切线水平且与长木板上表面等高，长木板静止在光滑水平面上，质量M=4kg，其左端放置与小物块1完全相同的小物块2，右端固定挡板上连接一根轻质弹簧，A点距C点的高度H=1m，圆弧轨道半径R=2.75m。小物块1滑行到车上立即与小木块2发生碰撞(碰撞时间极短)，碰后两物块粘在一起在木板上向右滑动，一段时间后在
17、木板的正中间达到相对静止，物块与长木板间动摩擦因数=0.25，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，弹簧始终在弹性限度内，求：(1)小物块1抛出时水平速度v0的大小；(2)小物块1滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)木板的长度。答案1. B2. D3. C4. D5. D6. D7. A8. D9. AC10. CD11. BCD12. AD13. (1)dt(2)C (3)1t22M+md22mg14. (1)小于；小于；电压表的分流作用；(2)0.20；(3)2；1.5V；0.1；能；不能15. 解：(1)两车碰后瞬间速度为v，两车一起运动过程中，由动能定理得-
18、k(2m)gL=0-122mv2，解得v=2kgL；(2)设碰前第一辆车的速度为v1，两车碰撞过程，由动量守恒定律得mv1=2mv，解得v1=22kgL，从推第一辆车到碰撞前过程中，由动量定理得：I-kmgt0=mv1-0，I=2m2kgL+kmgt0；(3)从推第一辆车到碰撞前过程中，由动能定理得：W0-W1=12mv12-0，碰后两车一起运动过程中，克服阻力做功W2=2kmgl，整个过程中两车克服阻力做功W=W1+W2=W0-2kmgL。16. 解：(1)粒子在电场中只受水平向左的电场力作用，故粒子做类平抛运动，那么，竖直方向做匀速运动，故有：v0=vcos60=2107m/s；(2)粒子
19、在磁场中只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有：Bqv=mv2R，所以，轨道半径R=mvBq；要使粒子不从CD边界射出，根据几何关系可得：R+Rcos60a，所以，R23a=0.2m；所以，磁感应强度B=mvqR410-1041070.2T=0.08T；(3)粒子离开磁场运动到A的过程做匀速直线运动，故粒子运动轨迹如图所示，；根据粒子在磁场中做匀速圆周运动可得：粒子出磁场时速度与y轴正方向夹角为60；设出磁场处为Q点，则由几何关系，OQ=OAtan60=0.13m所以，PQ=0.23+0.13=0.33m=2Rsin60所以，轨道半径R=0.1m；根据洛伦兹力做向心力可
20、得：Bqv=mv2R所以，B=mvqR=410-1041070.1T=0.16T；答：(1)粒子在A点进入电场的初速度v0为2107m/s；(2)要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围为B0.08T；(3)粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则磁感应强度B为0.16T。17. 解：(1)B点与C点间的高度h=R(1-cos37)=2.75(1-0.8)m=0.55m小物块1从A点到B点做平抛运动，物块1运动到B时竖直分速度vy=2g(H-h)=210(1-0.55)m/s=3m/s抛出时的初速度v0=vytan37=334m/s=4m/s(2)物块1在B点的速度vB=vysin37=
21、30.6m/s=5m/s物块1从B到C的过程中机械能守恒，则12mvB2+mgR(1-cos37)=12mvC2解得物块1到C点的速度vC=6m/s物块1在C点时，根据牛顿第二定律得FN-mg=mvC2R解得FN=25411N23N由牛顿第三定律可知小物块1滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小为23N。(3)物块1和2粘合时，取向右为正方向，由动量守恒定律得mvC=2mvC解得vC=3m/s若物块没有与右侧弹簧相碰：对三个物体组成的系统，由动量守恒有2mvC=(2m+M)v由能量守恒有122mvC2=12(2m+M)v2+2mg12l解得木板的长度：l=2.4m；若物块与右侧弹簧相碰：对三个物体组成的系统，由动量守恒有2mvC=(2m+M)v由能量守恒有122mvC2=12(2m+M)v2+2mg32l解得l=0.8m
