2021届山西省运城市高三（上）9月调研考试物理试题 含答案详解

运城市 2020 年高三调研测试 物理试题 2020．9 本试题满分 100 分，考试时间 90 分钟。答案一律写在答题卡上。 注意事项： 1．答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证 号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2．答题时使用 0.5 毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题的答题区城（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。 一、选择题（本题包含 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，其中 1-8 小题每题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的，9-12 小题每题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得 4 分，选不全得 2 分，有错选或不答的得 0 分） 1． 、 、 三个物体在同一条直线上运动，它们的位移—时间图象如图所示，物体 的位移—时间图线 是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点， 取 ，下列说法正确的是（ ） A． 内， 物体的位移大小是 物体的 3 倍 B． 、 两物体都做匀速直线运动，两物体的速度相同 C．在 内，当 时， 、 两个物体相距最远 D．物体 一定做曲线运动 2．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上 点处，绳的一端固定在墙上，另一端通过光 滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时， 点两侧绳与竖直方向的夹角分别为 和 。若 ，则 等于（ ） a b c c g 210m / s 0 ~ 5s a b a b 0 ~ 5s 5st = a b c O O α β 50α = ° β A． B． C． D． 3．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为 ，其左 边缘 点比右边缘 点高 。若摩托车经过 点时的动能为 ，它会落到坑内 点， 与 的水平距 离和高度差均为 ；若摩托车经过 点时的动能为 ，它恰能越过坑到达 点。则 等于（ ） A．24 B．18 C．12 D．6 4．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。 在两极板间有一个固定在 点的点电荷，以 表示两板间的电场强度， 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 5．有一个双量程电流表，其中小量程为 。已知表头 的满偏电流 ，定值电阻 ， ，则表头 的内阻 的值为（ ） A． B． C． D． 50° 60° 65° 70° 4h a b 2 3 h a 1E c c a h a 2E b 2 1:E E P E Ep P θ θ E θ Ep θ Ep θ E 0 ~1A G 500mAIg = 1 20R = Ω 2 180R = Ω G Rg 100Ω 200Ω 250Ω 500Ω 6．如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块 ，与滑块 连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块 ，细线不可伸长，滑块 放在粗糙的固定斜面上，连接滑块 的细线和斜面平行，滑块 从细线水 平位置由静止释放（不计轮轴处的摩擦），到滑块 下降到速度最大（ 未落地， 未上升至滑轮处） 的过程中（ ） A．滑块 和滑块 的加速度大小一直相等 B．滑块 减小的机械能等于滑块 增加的机械能 C 滑块 的速度最大时滑块 的速度小于滑块 的速度 D．细线上张力对滑块 做的功等于滑块 机械能的变化量 7．若一均匀球形星体的密度为 ，引力常量为 ，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是 （ ） A． B． C． D． 8．如图所示，质量分别为 、 的 、 两物块，静止叠放在水平地面上。 、 间的动摩擦因数为 ， 与地面之间的动摩擦因数为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 。现对 施加 一水平拉力 ，则下列说法正确的是（ ） A．当 时， 、 都相对地面静止 B．当 时， 的加速度为 C．当 时， 相对 滑动 D． 越大， 的加速度越大 9．如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点 处固定一小滑轮，质量为 的小球 穿在环上 现用细绳一端拴在 上，另一端跨过光滑滑轮用力 拉动使 沿光滑半圆环缓慢向上移动在 移动过 程中下列说法正确的是（ ） A A B B B A A A B A B A B A A B A A ρ G 3 pG π 4 Gp π 1 3 Gπ ρ 1 4 Gπ ρ 2m m A B A B µ B 2 µ g A F 2F mgµ< A B 5 2F mgµ= A 3 2F mgµ> A B F B B m A A F A A A． 逐渐变小 B．铁丝对 的作用力 的方向始终指向圆心 C．铁丝对 的作用力 逐渐变小 D．铁丝对 的作用力 大小不变 10．2020 年 7 月 23 日 12 时 41 分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测 器，在中国文昌航天发射场点火升空。探测器将飞行约了个月抵达火星，并通过 2 至 3 个月的环绕飞 行后着陆火星表面，开展探测任务。此次探测将实现我国在深空探测领域的技术跨越。已知火星的质 量约为地球质量的 ，火星的半径约为地球半径的 ，下列说法正确的是（ ） A．火星与地球的第一字宙速度之比为 4:3 B．火星与地球的第一字宙速度之比为 C．火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为 4:9 D．以相同的轨道半径绕火星的卫星与绕地球的卫星运行速率之比为 1:9 11．如图， 是锐角三角形 最大的内角电荷量为 的点电荷定在 点。下列说法正确的是 （ ） A．沿 边，从 点到 点，电场强度的大小逐渐减小 B．沿 边，从 点到 点电势先增大后减小 C．将负电荷从 点移 点其电势能先增大后减小 D．将正电荷从 点移 点电场力先做负功后做正功 12．两个带等量异种电荷的粒子分别以速度 和 射入匀强磁场，两粒子的人射方向与磁场边界的夹角分 别为 和 ，磁场宽度为 ，两粒子同时由 点出发，同时到达 点，如图所示，则（ ） F A N O A N A N 1 9 1 2 2 :3 B∠ ABC ( 0)q q > A BC B C BC B C B C B C av bv 60° 30° d A B A．两粒子的轨道半径之比 B．两粒子的质量之比 C．两粒子圆周运动的周期之比 D．两粒子的速率之比 二、填空题（本题包含 2 个小题，每空 2 分，共 18 分，请将答案填在答卷页上） 13．（8 分）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器打息的时间间隔用 表示。在小 车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质 量间的关系”。 （1）实验步骤： ①平衡小车所受的阻力：先拿下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器 在纸带上打出一系列均匀的点。 ②按住小车，挂上带有适当重物的小吊盘，在小车中放人砝码。 ③接通打点计时器电源，释放小车，让小车拖着纸带运动，打电计时器就在纸带上打下一列小点， 在纸带上标出小车中砝码质量 。 ④按住小车改变小车中砝码的质量，重复步骤③。 ⑤在每条纸带上清晰的部分，每 5 个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距 ， ……求出 与不同 相对应的加速度 。 ⑥以砝码的质量 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上作出 关系图线。 : 1: 3a bR R = : 1: 2a bm m = 2:: 1a bT T = : 3 : 2a bv v = t∆ m 1s 2s m a m 1 a 1 ma − （2）完成下列填空： ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物 块的质量之和应满足的条件是________________________。 ②如图乙所示，某纸带上三个相邻计数点的间距为 、 和 。则小车加速度 __________。 （用字母 、 和 表示） ③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为 ，在纵轴上截距为 ，若牛顿运动定律成 立，则小车受到的拉力为_________，小车的质量为__________。 14．（10 分）某同学用伏安法测定待测电阻的阻值（约为 ），除了 ，开关、导线外还有下列器材供 选用： A．电压表（量程 ，内阻约为 ） B．电压表（量程 ，内阻约为 ） C．电流表（量程 ，内阻约为 ） D．电流表（量程 ，内阻约为 ） E．电源（电动势 ，额定电流 ，内阻不计） F．滑动变阻器 （阻值范围 ，额定电流 ） （1）为使测量尽量准确电压表选用_________，电流表选用__________。（均填器材的字母代号） （2）画出测量 阻值的实验电路图。 （3）该同学选择器材连接电路和操作均正确，从实验原理上看待测电阻测量值会_____________其真实 值（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是_______________________。 三、计算题（本题包含 3 小题，共 34 分，解答应写出必要的文字说明公式和重要的演算步骤，只写出最后 1s 2s 3s a = 1s 2s t∆ k b 10KΩ xR 0 ~1V 10KΩ 0 ~10V 100KΩ 0 ~1mA 30Ω 0 ~ 0.6A 0.05Ω 12V 2A 0R 0 ~10Ω 2A xR 答案的不能得分有数值计算的题答案中必须明确写出数值和雎位） 15．（12 分）如图，在竖直平面内，一半径为 的光滑圆弧轨道 和水平轨道 在 点相切， 为 圆弧轨道的直径， 为圆心， 和 之间的夹角为 ， 。一质量为 的小球沿水平轨道 向右运动，经 点沿圆弧轨道通过 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外， 小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的 压力恰好为零。重力加速度大小为 。求： （1）水平恒力的大小和小球到达 点时速度的大小； （2）小球到达 点时对圆弧轨道的压力大小。 16．（10 分）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小 ，同时存在着垂直纸 面向里的匀强磁扬，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小 。有一带正电的小球，质量 ，电荷量 ，正以速度 在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过 点 时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取 ，求： （1）小球做匀速直线运动的速度 的大小和方向； （2）从撤掉磁场到小球再次穿过 点所在的这条电场线经历的时间 。 17．（12 分）如图所示质量均为 的 、 两物块静止放在光滑水平面上，两物块靠在一起，中间 夹着一小块火药。水平面左端墙面上固定着一个弹性板 ，右端紧靠一个长为 的水平传送带， 水平面右端与传送带左端 平滑相接，传送带以 的速度逆时针匀速转动。点燃两物块间的火 药，火药爆炸将两物块推开，物块 以一定的速度滑上传送带，且恰好能运动到传送带的右端 点然 后返回；物块 以一定的速度向左滑动，与弹性板碰撞后返回（物块与弹性板碰撞过程没有能量损失）， R ABC PA A BC O OA OB α 3sin 5 α = m A C C g C B 5N/CE = 2TB = 61 10 kgm −= × 62 10 Cq −= × v P 210m / sg = v P t 1kgm = A B P 10mL = M 2m/sv = B N A 接着两物块在水平面上相碰并粘在一起。已知重力加速度 ，物块与传送带间的动摩擦因数 均为 ，不考虑 、 两物块的大小，求： （1）火药爆炸后，物块 、 的速度大小； （2）物块 、 在水平面上相碰粘在一起后的共同速度； （3） 、 粘在一起后，从第一次滑上到滑离传送带的过程中，传送带电动机额外多消耗的电能。 运城市 2020 年高三调研测试 物理参考答案 一、选择题（共 48 分，1—8 是单选题，9—12 是多选题） 1—5 CCADB 6—8 DAB 9． AD 10． BC 11． BD 12． CD 二、填空题（本题包含 2 个小题，每空 2 分，共 18 分） 13．①小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的总质量 ② ③ 14．（1）B C （2） （3）大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可） 三、计算题（本题包含 3 小题，共 34 分） 15．解：（1）设水平恒力的大小为 ，小球所受重力和水平恒力的合力的大小为 ，小球到达 点时速 度的大小为 。则 ① 210m / sg = 0.5µ = A B A B A B A B 3 1 22(5 ) s sa t −= ∆ 1 k b k 0F F C cv 0 tanF mg α= ② ③ 由①②③代入数据解得： ④。 （2）设小球到达 点时速度的大小为 ，小球由 到 的过程中由动能定理可得： ⑤ 由②④⑤代入数据解得： ⑥ 物块在 点时有： ⑦ 由②⑥⑦解得： 由牛顿第三定律可知，小球在 点时对圆弧轨道的压力大小为 。 16．解：（1）小球做匀速直线运动时受力分析如图所示 其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有 代入数据解得小球的速度大小为： 速度 与电场 的方向之间的夹角为 ，则 代入数据解得 所以 。 （2）撤去磁场后，由于电场力水平，它对竖直方向的分运动没有影响，小球在竖直方向上的分运 cos mgF α= 2 cvF m R = 0 3 4F mg= 5 2c gRv = B Bv B C 2 2 2 1 1 2 2B eF R mv mv= − 5 2Bv gR= B 2 B N vF F m R − = 15 2NF mg= B 15 2NF mg′ = 2 2 2 2qvB q E m g= + 5m/sv = v E θ tan qE mg θ = tan 1θ = 45θ = ° 动是竖直上抛运动，其初速度为 若使小球再次穿过 点所在的电场线，仅需小球在竖直方向上的分位移为零，则有 联立解得： 。 17．解：（1）设碰撞后物块 、 的速度大小分别为 、 ，根据动量守恒定律可得： 对物块 有： ， 带入数字解得： 。 （2） 从 点返回速度与传送带速度相等时加速运动的位移 ， 所以， 在传送带上向左运动先加速后以 的速度匀速返回到 点，（或者学生根据速 度关系直接判断出这种运动，也可以） 设 与 碰撞并粘合后共同速度为 ，则根据动量守恒定律可得： 带入数字解得： ，方向水平向右。 （3） 、 一起在传送带上向右减速运动的时间为： 这段时间内传送带运动的距离为： 两物块向左加速运动的时间为： 传送带运动的距离为： 因此， 、 一起从第一次滑上到滑离传送带的过程中， 电动机额外多消耗的电能为 或根据相对运动能量守恒其它方法算得答案也可以，请按具体情况绐分。 0 sinv v θ= P 2 0 1 02v t gt− = 2 s2t = A B Av Bv A B A Bmv mv v v= ⇒ = B 25m/sgα µ= = 2 2Bv aL= 10m/sA Bv v= = B N 2 1 0.42 vx m La = = < B 2m/s M B A 1v 12Amv mv mv− = 1 4m/sv = A B 1 1 0.8svt a = = 2 1 1.6mx vt= = 2 0.4svt a = = 3 2 0.8mx vt= = A B ( )2 32 24JE mg x xµ= + =