福建省泉州市2021届高三物理3月质量监测（三）试题（Word版附答案）

保密★启用前 泉州市 2021 届高中毕业班质量监测（三） 2021.03 高三物理 一、单项选择题: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，只有项 是符合题目要求的。 1.据报道，位于安徽省合肥市科学岛上的“东方超环”（EAST）——俗称“人造小太阳”，预 计将于 2021 年 5 月完成升级改造。参与核反应的燃料为氘核和氚核，反应后产生氦核和某种 粒子 X，下列说法正确的是 A.此核反应为裂变反应 B.X 带正电 C.X 为高频电磁波 D.氘核和氚核的总质量大于氦核和 X 的总质量 2.一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波形如图所示，当质点 P 经平衡位置沿 y 轴正 方向运动时， A.质点 Q 处于波峰 B.质点 Q 的振动速度比质点 P 的大 C.质点 Q 的加速度沿 y 轴的正方向 D.1m＜x＜3m 范围内的质点都沿 y 轴的负方向运动 3.在α粒子散射实验中，某α粒子的运动轨迹如图所示，轨迹上的三点 A、B、C 与重金属原 子核 O 的距离分别为 2r、r、3r。下列说法正确的是 A.α粒子在 B 点时的速度大于在 C 点时的速度 B.α粒子在 A 点时的加速度大于在 B 点时的加速度 C.α粒子在 C 点的电势能大于在 A 点的电势能 D.B、C 两点间电势差大于 A、C 两点间电势差的两倍 4.图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一 定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑 动之前 A.受到魔盘的支持力缓慢增大 B.受到魔盘的摩擦力缓慢增大 C.受到的合外力大小不变 D.受到魔盘的作用力大小不变 二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题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.将相同的甲、乙两小球从 O 点水平抛出，均可以到达水平地面上的 A 点，在空中的运动轨 迹如图所示。乙球与地面 B 点发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，取地面为零势能面， 则甲、乙 A.抛出时速度之比为 3:1 B.抛出时机械能之比为 9:1 C.从 O 到 A 的运动过程中运动时间之比为 1:1 D.从 O 到 A 的运动过程中所受重力的冲量之比为 1:3 6.光滑绝缘水平桌面上的正方形区域内，存在竖直向下的匀强磁场，一直角三角形金属均匀线 框置于桌面上，如图所示。现用一水平外力 F 将线框匀速推出磁场区域，此过程中，下列关 于力 F、线框中的电流 I、通过线框某一横截面的电量 q 和线框的热功率 P 随时间 t 变化的关 系图像，可能正确的是 A. B. C. D. 7.福建省第一座 500kV 变电站——泉州变电站的建成，标志着福建电网迈进了超高压时代。福 建电网主网架由 220kV 升级到 500kV 超高压，有力地支撑了泉州 500 亿 kW·h 的年用电量。 远距离输电时，首先要把电厂发电机组产生的 500V 电压通过升压变压器升高到 500kV，以 40 万 kW 的功率远距离送往泉州变电站，不同的输送电压、所用的导线及相应的线损率如表所示， 则升级后 电压等级（kV） 导线截面（mm2） 线损率（%） 220 1*570 3 5 3*570 1 A.送往泉州变电站远距离输电线的电流约是 8000A B.电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为 1:1000 C.送往泉州变电站的输电线损耗功率比升级前减少约 8000kW D.送往泉州变电站的输电线的电压损失为 500V 8.如图，光滑的匀质圆球静置在“∠”型木板中，现将木板绕 O 点逆时针缓慢旋转直至 OP 边 竖直，则此过程中 A.球对 OP 边的压力先增大后减小 B.球对 OQ 边的压力先增大后减小 C.OP 边对球先做正功后做负功 D.球的重力势能先增大后减小 三、非选择题:共 60 分。考生根据要求作答。 9.（4 分）如图甲，倾角为 37°的传送带顺时针匀速运行，在传送带上某位置轻放一质量为 1kg 的小木块，木块的速度 v 随时间 t 变化的图像如图乙所示。取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37° =0.8，则木块与传送带间的动摩擦因数为___________，0～2.0s 时间内，传送带对木块做的功 为___________J。 10.（4 分）一种演示气体定律的仪器——哈勃瓶如图所示。它是一个底部开有圆孔，瓶颈很 短、导热性能良好的大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔 上配有一个橡皮塞。 （1）取走橡皮塞，向气球中缓慢打气，让其膨胀至烧瓶容积的一半，塞上橡皮塞，烧瓶内封 闭一定质量的气体 A，缓慢松开气球打气口，可以观察到气球体积___________（选填“明显 变大”“无明显变化”或“明显变小”）； （2）再次向气球中缓慢打气，使其膨胀至烧瓶容积的四分之三，则烧瓶内气体 A 的压强为大 气压强的___________倍（不计气球膜厚度）。 11.（5 分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器所用的交流电周期为 T， 当地的重力加速度大小为 g。 （1）下列操作对减小实验误差有利的是____________。 A.精确测量出重锤的质量 B.使两限位孔在同一竖直线上 C.先释放纸带，后接通电源 （2）图乙为实验中得到的一段点迹清晰的纸带，A、B、C、D 为连续打的四个点，用刻度尺 测出 A 点到 B、C、D 各点间的距离分别为 s1、s2、s3，则纸带的 s1（选填“左”或“右”）端 与重锤相连。某同学要验证从 B 点到 C 点过程中重锤的机械能是否守恒，则只需验证表达式 ____________是否成立（用以上给出的物理量符号表示）。 12.（7 分）一学习小组要测量某蓄电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有： 待测蓄电池（电动势约 2V） 电压表 V（量程 3V，内阻约 3kΩ） 电阻箱 R（阻值范围 0～9999Ω） 定值电阻 R1（阻值为 2Ω） 开关及导线若干 （1）该小组按照图甲电路进行实验，在调节 R 阻值的过程中，发现电压表示数的变化范围比 较小，出现该现象的可能原因是___________（写出一个原因即可）。 （2）该小组提出图乙、丙两种改进方案，应选择___________（选填“乙”或“丙”）方案进 行实验。 （3）利用改进的方案测出多组电压表示数 U 和电阻箱示数 R，作出 1 1 U R  图像如图丁所示。 根据图像可求得蓄电池电动势为___________V，内阻的阻值为___________Ω（结果保留两位 有效数字）。 13.（10 分）我国“天问一号”携带火星车预计 2021 年 5 月登陆火星表面，火星车将在火星 平直表面上行驶。设火星车质量为 m，行驶的最大功率为 P，行驶时受到阻力为其在火星表面 所受重力的 1 10 ，已知地球质量约为火星质量的 10 倍，地球半径约为火星半径的 2 倍，地球 表面的重力加速度大小为 g，求： （1）火星表面的重力加速度大小； （2）火星车在火星平直表面行驶的最大速度。 14.（12 分）如图，圆心为 O、半径为 0.1m 的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，与水平地 面相切于最低点。原长为 0.2m、劲度系数为 100N/m 的轻质弹簧上端悬挂在 O 点，下端连接 质量为 lkg 的小滑块 A，A 静止在轨道最低点。质量为 2kg 的小滑块 B，以某一初速度水平向 右运动，跟 A 发生碰撞（碰撞时间极短）。一切摩擦和空气阻力均不计，取 g=10m/s2。 （1）若 B 的初速度大小为 1.5m/s，且 B 与 A 发生弹性正碰，求碰后瞬间 A 对轨道的压力大 小 ； （2）若 B 与 A 碰撞后粘合在一起，要使 B 与 A 能一起通过轨道的最高点，求 B 的初速度的 最小值。 15.（18 分）如图，在 xOy 竖直平面内存在着匀强电场和匀强磁场，电场方向与 y 轴同向，磁 场方向垂直纸面向里。在原点 O 处有一质量为 m、带电量为+q 的小球，置于长度为 L 的绝缘 竖直轻管的管底，管在水平力作用下沿 x 轴正方向匀速运动，一段时间后球从管口离开，离 开时速度方向与 x 轴正方向成 45°角，之后球经过 y 轴上某点 P。已知重力加速度大小为 g， 电场强度大小为 mg q ，磁感应强度大小为 B，不计一切摩擦和空气阻力。 （1）求管运动的速度大小； （2）求 P 点的坐标； （3）请画出球离开管前，管受到的水平力 F 与其运动位移 x 变化的关系图像，不要求写出推 导过程。 泉州市 2021 届高中毕业班质量监测（三） 物理参考答案 一、单项选择题: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，只有一 项是符合题目要求的。 1.D 2.C 3.D 4.B 二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题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.AD 6.BC 7.BC 8.AD 三、选择题:共 60 分。考生根据要求作答。 9.（4 分）0.875 9.5J 10.（4 分） （1）无明显变化 （2）2 11.（5 分） （1）B （2）左， 2 2 3 1 2 2 1 2 2 ( )( ) 8 8 s s sg s s T T     12.（7 分） （1）蓄电池内阻太小（或蓄电池电动势太小，或电阻箱的阻值太大） （2）乙 （3）1.8 0.40（0.38～0.42） 13.（10 分） 解:（1）设地球质量和半径分别为 M、R，火星质量和半径分别为 M0、R0，火星表面的重力 加速度为 g0，则 2 GMm mgR  ①（2 分） 0 02 0 GM m mgR  ②（1 分） 又 M=10M0，R=2R0 解得 0 2 5g g ③（2 分） （2）火星车匀速行驶时，设受到的阻力大小为 f， f=0.1mg0 ④（1 分） F=f ⑤（1 分） mP Fv ⑥（1 分） 解得 25 m Pv mg  ⑦（2 分） 14.（12 分）解： （1）设 A、B 的质量分别为 m1、m2，碰撞后 A 的速度大小为 v1，B 的速度大小为 v2，以 A、 B 为系统，根据动量守恒定律和能量守恒定律有 2 0 2 2 1 1m v m v m v  ①（2 分） 2 2 2 2 0 2 2 1 1 1 1 1=2 2 2m v m v m v ②（2 分） 以 A 为研究对象，设碰后瞬间轨道对 A 的支持力大小为 N，根据牛顿第二定律有 2 1 1 1( ) vN m g k l R m R     ③（1 分） 由①②③式解得 N=60N ④（1 分） 由牛顿第三定律得 A 对轨道的压力大小 N′=N=60N ⑤（1 分） （2）设 B 的初速度的最小值为 U，碰撞后瞬间 A、B 的共同速度大小为 v3，以 A、B 为系统， 根据动量守恒定律有 2 1 2 3( )m v m m v  ⑥（1 分） 设 A、B 一起恰好通过轨道最高点的速度大小为 v4，根据牛顿第二定律有 2 4 1 2 1 2( ) ( ) ( ) vm m g k l R m m R      （2 分） A、B 从轨道最低点到轨道最高点，根据动能定理有 2 2 1 2 1 2 4 1 2 3 1 1( ) 2 ( ) ( )2 2m m g R m m v m m v      ⑧（1 分） 由⑥⑦⑧式解得 42 /2v m s ⑨（1 分） 15.（18 分） 解:（1）设管的速度大小为 vx，场强大小为 E，球在管中运动时的加速度大小为 a，根据牛顿 第二定律得 xqv B qE mg ma   ①（2 分） 球离开管口时，竖直方向上分速度大小设为 vy，则 vy=vx②（1 分） 2 2yv aL ③（1 分） 由①②③式得 2 x qBLv m  ④（1 分） （2）qE=mg，所以粒子离开管后在磁场中做匀速圆周运动，设半径为 R 球离开管时的速度大小 sin 45 xvv   ⑤（1 分） 球在磁场中做匀速圆周运动时： 2vqvB m R  ⑥（1 分） 由③④⑤⑥得 R=2 2 L ⑦（1 分） 管向右运动的距离 1 1xx v t ⑧（1 分） 运动时间 1 yvt a  ⑨（1 分） ②③⑧⑨式可得 x1=2L ⑩（1 分） 由几何关系可知粒子做圆周运动的圆心在 y 轴上 则 P 点的纵坐标 yP=R（1+cos45°）+L ⑪（1 分） 解得 3 2 2Py L L  ⑫（1 分） P 点坐标为（0，3 2 2L L ） ⑬（1 分） （3）管带着球向右匀速运动时，系统水平方向上受力平衡，有 x yF f qv B  ⑭ 球在管内运动时间 yvt a   ⑮ 水平位移 x=vxt ⑯ 由⑭⑮⑯可得 2 2q BF xm  ，所以 F 与 x 成正比关系 当 x=x1=2L 时， 2 22Lq BF m  ⑰ 画出图像如图。（4 分）