2021届重庆市育才中学校高三下学期物理周考试题（2021.5.5）

这是一份2021届重庆市育才中学校高三下学期物理周考试题（2021.5.5），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题 ，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客( )
A． 动量不变 B． 线速度不变
C． 合外力不变 D． 机械能不守恒
2．如图甲，先将开关S掷向1，给平行板电容器C充电，稳定后把S掷向2，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息导入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的图象如图乙所示．将电容器C两板间的距离增大少许，其他条件不变，重新进行上述实验，得到的I-t图象可能是( )
3．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态．在此过程中，下列说法正确的是( )
框架对小球的支持力先减小后增大
力F的最小值为
地面对框架的摩擦力先减小后增大
框架对地面的压力先增大后减小
4．如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上滑的最大高度为3.0 m．选择地面为参考平面，上滑过程中，物体的机械能E随物体离地面的高度h的变化关系如图乙所示．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80．则( )
A．物体的质量m＝0.67 kg
B．物体与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.30
C．物体上滑过程中的加速度大小a＝1 m/s2
D．物体回到斜面底端时的动能Ek＝10 J
5．如图所示，一竖直放置的足够大金属板正前方O点固定一正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)从金属板的上端释放由静止开始沿金属板下落先后运动到板面的A、B两点，OB垂直于金属板，已知小球的质量不可忽略，金属板表面粗糙，则小球在运动过程中( )
A．小球可能一直做加速运动
B．小球在A、B两点的电势能大小EpB>EpA
C．小球在A、B两点的电场强度大小EBD．小球受到合力的冲量一定为0
6．近年来，手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利．如图甲为充电原理示意图．充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流．当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时方向为正)，下列说法正确的是( )
感应线圈中产生的是恒定电流
感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
t3时刻，感应线圈中电流的瞬时值为0
t1~t3时间内，c点电势低于d点电势
7．如图所示是宇宙空间中某处孤立天体系统的示意图，位于O点的一个中心天体有两颗环绕卫星，卫星质量远远小于中心天体质量，且不考虑两卫星间的万有引力．甲卫星绕O点做半径为r的匀速圆周运动，乙卫星绕O点的运动轨迹为椭圆，半长轴为r、半短轴为，甲、乙均沿顺时针方向运转．两卫星的运动轨迹共面且交于M、N两点．某时刻甲卫星在M处，乙卫星在N处．下列说法不正确的是( )
A．甲、乙两卫星的周期相等
B．甲、乙两卫星各自经过M处时的加速度大小相等
C．乙卫星经过M、N处时速率相等
D．甲、乙各自从M点运动到N点所需时间之比为1∶3
二、多项选择题 ：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．
8．1956年吴健雄用半衰期为5．27年的C放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证C的衰变方程式为CNi+X+(其中是反中微子，它的电荷为零，质量可认为等于零)．下列说法正确的是( )
A．X是电子
B．增大压强，可使C的半衰期变为6年
CC衰变能释放出X，说明了原子核中有X
D．若该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为Δmc2
9．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b．当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )
原、副线圈匝数比为9∶1
原、副线圈匝数比为1∶9
此时a和b的电功率之比为9∶1
此时a和b的电功率之比为1∶9
10．如图所示，xOy坐标系的第一象限内分布着垂直纸面向里的有界匀强磁场B=0．5 T，磁场的右边界是满足y=x2(单位:的抛物线的一部分，现有一质量m=1×10-6 kg，电荷量q=2×10-4 C的带正电粒子(重力不计)从y轴上的A点(0，0．5 m)沿x轴正向以v0射入，恰好不从磁场右边界射出，则( )
粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动
粒子到达磁场边界的位置坐标为(3 m，1．5 m)
粒子在磁场中运动的速率为2×102 m/s
粒子从A点到磁场右边界的运动时间为×10-2 s
三、非选择题：共57分．第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共45分
11.（6分）某同学利用图1所示装置来研究弹簧弹力与形变量的关系．设计的实验如下：A、B是质量均为的小物块，A、B间由轻弹簧相连，A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连．挂钩上可以挂上不同质量的物块C．物块B下放置一压力传感器．物块C右边有一个竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度．实验操作如下：

（1）不悬挂物块C，让系统保持静止，确定挂钩的位置O，并读出压力传感器的示数．
（2）每次挂上不同质量的物块C，用手托住，缓慢释放．测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离，并读出相应的压力传感器的示数．
（3）以压力传感器示数为纵坐标，挂钩下移距离为横坐标，根据每次测量的数据，描点作出图像如图2所示．
①由图像可知，在实验误差范围内，可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成________（选填“正比”“反比”或“不确定关系”）；
②由图像可知：弹簧劲度系数________．
12.（9分）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件．某同学用如图12-1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系．图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．
（1）请根据图12-1，用笔画线代替导线将图12-2中的实验器材连接成实验电路．
（2）若电压表的读数为，则I＝ ；

图12-1 图12-2
（3）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a．见题22图4，由此可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，短路电流为 mA，电动势为 V．
（4）实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见图12-3．当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V．则实验二中外电路消耗的电功率为 mW（计算结果保留两位有效数字）．
图12-3
13．（12分）如图所示，物块B静止在水平面上，物块A以大小为v0的速度水平向右正对B物块运动并与之发生弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰撞后B物块运动2m的位移停止．已知 A、B两物块质量分别为mA＝1kg，mB＝4kg，两物块与水平面的滑动摩擦系数均为μ＝0.4，两物块可视为质点，重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）碰撞前瞬间A物块的速度大小v0；
（2）最终A、B物块间的距离．

14．（18分）如图所示，两水平面（虚线）之间的区域存在方向水平向右的匀强电场．从离该区域上边界高为h的O点，沿平行于电场的方向，以相同的速率分别先后向左、右抛出a、b两个小球．a、b两小球均带正电，且质量均为m，a球带电量为βq，b球带电量为q．两小球到达电场上边界的位置之间的距离为L，b球进入电场后在电场中做直线运动．忽略a、b之间的库仑力，重力加速度为g．求：
（1）两小球抛出时速度v0的大小；
（2）若β＝1，且a球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，求电场上下边界之间的距离；
（3）若电场的上下边界之间的距离为3h，β为何值时可使两小球从同一位置离开电场．
选考题：共12分．请考生从第15题和第16题中任选一道作答．若两题都做，则按所做的第一题计分．
15．[选修3-3]（12分）
（1）下列说法中正确的是（ ）
A．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升
C．可以通过增大压强和降低温度的方法使气体液化
D．空气的相对湿度越高，人感觉越干燥，相对湿度越低，人感觉越潮湿
（2）肺活量是在标准大气压下人一次尽力呼出空气的体积．
①某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”的小实验来粗测肺活量，如图。甲同学通过气球口用力一口气向气球内吹气吹气前气球内部的空气可忽略不计。气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为r，球内空气的压强为，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球体体积计算公式为．求甲同学的肺活量是多少？
②某游泳运动员的肺活量为6L．在标准状态下，空气的摩尔体积为，阿伏加德罗常数，则该运动员一次能呼出的空气分子数为多少？计算结果保留两位有效数字
重庆市育才中学校高2021届
物理周考(2021.5.5)参考答案
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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 解析:由动量公式p=mv可知，某游客在观光球舱内做匀速圆周运动，每一时刻的速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以动量变化，A错误;线速度是沿着圆周运动的切线方向，即方向时刻发生变化，大小不变，因此线速度是变化的，B错误;合外力使得某游客做匀速圆周运动，方向指向圆心，故方向会时刻发生变化，大小不变，合外力是变化的，C错误;机械能是动能和势能之和，某游客做匀速圆周运动，动能不变，但是在绕圆运动过程中重力势能在改变，所以机械能不守恒，D正确．
2、C 解析:放电瞬间，电容器的电压和原来相同，根据闭合电路欧姆定律，瞬时电流还是I0;将电容器C两板间的距离增大少许，其他条件不变，电容C减小，电压稳定时，电容器所容纳的电荷量也减小，所以放电时间要比原来短，A、B、D错误，C正确．
3、答案：B 解析:
以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意图，这三个力刚好构成封闭的矢量三角形，如图所示．
根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，支持力FN逐渐减小，A错;
F顺时针转动过程中，F先减小后增大，当F的方向与半径垂直时，F最小，最小值为F=mgcs θ，B对;
以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用;由图可知，F沿顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，C错;
F沿顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，D错．
4、答案 D
解析 在最高点，物体的速度为零，所以物体的动能为零，即物体在最高点的机械能等于重力势能，所以有E＝Ep＋0＝mgh，所以物体的质量为m＝eq \f(E,gh)＝eq \f(30,10×3) kg＝1 kg，A错误；在最低点时，重力势能为零，故物体的机械能等于其动能，物体上滑过程中只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得－μmgcs 37°×eq \f(h,sin 37°)＝ΔE，解得μ＝0．50，B错误；物体上滑过程受重力、支持力、摩擦力作用，物体受到的合外力为F＝mgsin α＋μmgcs α＝10 N，故物体上滑过程中的加速度大小为a＝eq \f(F,m)＝10 m/s2，C错误；物体上滑过程和下滑过程所受重力、支持力不变，故物体所受摩擦力大小不变，方向相反，所以，物体上滑过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同，由题图乙可知：物体上滑过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量20 J，故物体由开始上滑到回到斜面底端的整个过程克服摩擦力做的功为40 J，又因为物体整个运动过程中重力、支持力做功为零，所以，由功能关系可知：物体回到斜面底端时的动能为Ek＝50 J－40 J＝10 J，D正确．
5、A 解析:金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，所以小球受竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、水平向左的电场力、向右的弹力，从A到B，电场力变大，则弹力变大，摩擦力变大，可能会一直小于重力，则小球可能一直做加速运动，A正确;由于金属板是一个等势体，表面是一个等势面，所以小球在A、B两点的电势能相等，B错误;从A到B，越靠近点电荷Q，所以场强变大，即EB>EA，C错误;由于小球的合力不为零，所以小球受到合力的冲量不为0，D错误．
6、C 解析:由图象励磁线圈中通有变化的交变电流时，感应线圈中产生电流也在变化，不是恒定电流，A错误;感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断，当励磁线圈中电流减小时，为了产生变化的磁场，感应电流的方向可能与励磁线圈的电流方向相同，B错误;t3时刻，励磁线圈中电流的斜率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为0，C正确;t1~t3时间内，由楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同所以电流应从d流向c，所以c点电势高于d点电势，D错误
7、D 解析:椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，A正确;甲乙在M点都是由万有引力产生加速度，M点距O点距离相等故加速度大小相等，B正确;乙卫星在MN两点时距O的距离相同，卫星的引力势能相等，根据机械能守恒可知，乙卫星在MN两点的动能相同即速率相等，C正确;甲卫星从M到N，根据几何关系可知，经历16T，而乙卫星从M到N经过远地点，据开普勒定律卫星在远地点运行慢，近地点运行快，故可知乙卫星从M到N运行时间大于12T，而从N到M运行时间小于12T，故甲、乙各自从M点运动到N点的时间之比不为1∶3，D错误．
二、多项选择题 ：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．
8、AD 解析:根据电荷数守恒、质量数守恒有:A=60-60=0，Z=27-28=-1．可知X是电子，A正确;半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境与化学状态无关，B错误;根据β衰变的特点可知，衰变能释放出的电子是由于原子核内的一个中子衰变为一个质子与一个电子产生的，C错误;该衰变过程中的质量亏损为Δm，真空中的光速为c，根据爱因斯坦质能方程，则该反应释放的能量为Δmc2，D正确．
9、AD 解析:设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，A正确，B错误;由9U0Ia=U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P=UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，C错误，D正确．
10、ACD 解析:根据左手定则可知粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动，故A正确;设轨迹圆的半径为R，则圆的方程为x2+(y-R-0．5)2=R2，其中抛物线方程为y=12x2，联立解得:y2-(2R-1)y+R+0．25=0，由于圆与抛物线相切，则该方程根的判别式Δ=0，即(2R-1)2-4(R+0．25)=0，解得:R=2 m，则y=1．5 m，x=3 m，故B错误;根据洛伦兹力提供向心力可得qvB=mv2R，解得:R=mvqB，代入数据解得:v=2×102 m/s，故C正确;设粒子粒子从A点到磁场右边界时轨迹对应的圆心角为θ，则sin θ=xR=32，解得θ=60°，则粒子从A点到磁场右边界的运动时间为:t=60°360°×2πmqB=π3×10-2 s，故D正确．
三、非选择题：共57分．第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答．第15~16题为选考题，考生根据要求作答．
（一）必考题：共45分
11.【答案】（3）①正比；②98
【解析】
本题间接地通过压力传感器与挂钩下移距离的关系得出弹簧弹力和弹簧形变量之间的关系，这是实验的一种创新．
结合弹簧弹力与压力传感器示数的关系，以及压力传感器与挂钩下移距离的关系得出弹簧弹力与弹簧形变量的关系；根据F-x图线的斜率绝对值求出弹簧的劲度系数．
【解答】
（3）①对B分析，根据平衡条件有：F弹+m0g=F，可知F与弹簧弹力呈线性关系，又F与x呈线性关系，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比；
②由题意可知，F-x图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，则k=．
12.（1）
（2），
（3）不是，0.295(0.293-0.297)，2.67(2.64-2.70)，
（4）0.065(0.060-0.070)
解析：
（2）根据欧姆定律可知I＝；
（3）路端电压U＝E－Ir，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，由曲线a可知电池内阻不是常数；当U＝0时的电流为短路电流、约为295μA＝0.295mA；当电流I＝0时路端电压等于电源电动势E，约为2.67V；
（4）实验一中的路端电压为U1＝1.5V时电路中电流为I1＝0.21mA，连接a中点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U-I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图,电流和电压分别为I＝97μA、U＝0.7V,则外电路消耗功率为P＝UI＝0.068 mW．
13.【答案】（1）10m/s；（2）6.5m。
【解析】（1）对碰后物块B由动能定理：
解得

AB碰撞动量守恒：

由能量关系：
联立解得

（2）A碰后运动的距离：
解得
sA=4.5m
则最终两物块相距
s=sA+sB=6.5m
14.【答案】（1）；（2）8h；（3）9
【解析】
【分析】
【详解】（1）两球进入电场前均做平抛运动，则
解得
（2）b球进入电场后在电场中做直线运动，则合力与速度方向共线，即
a球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，则a球在电场中运动的时间

则电场上下边界间距
（3）若电场的上下边界之间的距离为 3h，则根据
可得a球离开电场的位置距离O点正下方
b球在电场中运动的时间
对a球在电场中水平方向
解得
而
解得
β=9
选考题：共12分．请考生从第15题和第16题中任选一道作答．若两题都做，则按所做的第一题计分．
15.（1）A
（2）①甲同学呼出气体做等温变化，设肺活量为V0，由玻意耳定律可知：p0V0=pV，其中V=43πr3，解得：V0=2πr3
②某游泳运动员的肺活量为6L，则该运动员一次能呼出的空气分子的物质的量为：n=VVm
则空气分子的个数N=nNA
联立解得：N≈1.6×1023个