河北省“五个一名校联盟”2021届高三上学期第一次诊断考试 物理 (含答案)

这是一份河北省“五个一名校联盟”2021届高三上学期第一次诊断考试 物理 (含答案)，共9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。
物 理


第Ⅰ卷（选择题）


一、单项选择题：本题共8小题，每小题只有一个选项符合题目要求的。


1．如图所示为一物体在0～25 s内运动的v-t图像，则关于该物体的运动，下列说法正确的是


A．物体在25 s内的位移为350 m


B．物体在15～20 s内与20～25 s内所受合力方向相反


C．0～5 s内与15～20 s内物体所受合力的冲量相等


D．0～5 s内与20～25 s内合力对物体所做的功相等


2．水平面上一物体从静止开始先做匀加速直线运动，运动36 m后紧接着做匀减速直线运动，又运动25 m后停止运动。物体在先后加速和减速的两个运动过程中，下列说法正确的是


A．加速度大小之比为36︰25 B．平均速度大小之比为1︰1


C．运动时间之比为6︰5 D．运动时间之比为25︰36


3．如图所示，光滑水平地面上停有一小车，其上固定一竖直木杆，两者总质量为M，在竖直木杆上套一质量为m的金属小圆环，小圆环直径略大于木杆的直径，已知小圆环与竖直木杆之间的动摩擦因数为μ，现对小车施加水一平作用力F，使小圆环恰好相对木杆匀速下滑，下列说法正确的是


A．此时小圆环做匀速直线运动


B．木杆对小圆环的弹力大小等于mg


C． SKIPIF 1 < 0


D．地面对小车的支持力大小为Mg


4．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，甲波的波速为25 cm/s。两列波在t＝0时的波形曲线如图所示，下列说法正确的是


A．乙波的波速为30 cm/s


B．x＝50 cm处的质点为两列波干涉的振动加强点


C．t＝0时，x＝-10 cm处的质点向x轴负方向运动


D．t＝0.1 s时，x＝77.5 cm处质点的位移为-16 cm


5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4︰1，灯泡a和b额定电压相同，当原线圈输入u＝220 SKIPIF 1 < 0 sin10πt（V）的交变电压时，两灯泡均能正常发光，且滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是


A．灯泡的额定电压是44 V


B．副线圈中交变电流的频率为12.5 Hz


C．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡a变暗


D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器输入功率变小





6．在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然熄灭，则出现这种现象的原因可能是


A．电阻R1短路


B．电阻R2断路


C．电容器C被击穿（相当于被短路）


D．电容器C的一个极板与导线脱落导致断路


7．伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星卫星的轨道半径。他发现最接近木星的卫星木卫一的公转周期是1.8 d（天），距离木星中心4.2个木星直径单位。木星的另一颗卫星的公转周期是7.15 d，请运用伽利略所采用的单位，预测此卫星与木星中心的距离约为


A．4个木星直径单位 B．7个木星直径单位


C．11个木星直径单位 D．14个木星直径单位


8．如图所示，一个直径为L，电阻为r的半圆形硬导体棒AB，在水平恒力F作用下，沿光滑固定水平U形框架匀速运动，该区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，框架左侧接电阻R，导轨电阻不计，则半圆形导体棒的速度大小和B、A间的电势差UAB分别为


A． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0


C． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0


二、多项选择题：每小题有多个选项符合题目要求。


9．硬盘是电脑主要的存储媒介，信息以字节的形式存储在硬盘的磁道和扇区上，家用台式电脑上的硬盘的磁道和扇区如图所示。若某台计算机上的硬盘共有m个磁道（即m个不同半径的同心圆），每个磁道分成a个扇区（每扇区为 SKIPIF 1 < 0 圆周），每个扇区可以记录b个字节。磁头在读写数据时是不动的，电动机使磁盘匀速转动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。不计磁头转移磁道的时间，磁头未转移至最内道的情况下，计算机每秒可以从一个硬盘面上读取n个字节，则


A．磁头在内圈磁道与外圈磁道上相对磁道运动的线速度相同


B．一个扇区通过磁头所用时间约为 SKIPIF 1 < 0


C．一个扇区通过磁头所用时间约为 SKIPIF 1 < 0


D．磁盘转动的角速度为 SKIPIF 1 < 0


10．如图甲所示，A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的粒子只受电场力的作用，从A点以某一初速度沿直线运动到B点，其动能Ek随位移x的变化关系如图乙所示，则该粒子从A运动到B的过程中，下列说法正确的是


A．粒子的电势能先减小后增大


B．在x轴上，电场强度的方向由A指向B


C．粒子所受电场力先减小后增大


D．在x轴上，从A到B各点的电势先升高后降低


11．如图所示，质量为m的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑轻质定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态。以下判断正确的是


A．在B从释放位置运动到最低点的过程中，B的机械能守恒


B．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量


C．物块A右侧轻绳所受拉力的最大值为 SKIPIF 1 < 0


D．物块A左侧轻绳与桌面夹角为30°


12．如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直于虚线所在的平面。现有一单匝矩形线圈abcd，质量为0.1 kg，电阻为2.0 Ω，将其从静止释放，速度随时间的变化关系如图乙所示，t＝0时刻cd边与L1重合，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，v2大小为8 m/s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10 m/s2，则


A．线圈的长度ad＝2.0 m


B．线圈的宽度cd＝0.5 m


C．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C


D．0～t3时间内，线圈产生的热量为3.6 J


第Ⅱ卷（非选择题）


三、非选择题：本题共6小题。


13．某实验小组采用如图甲所示的装置探究“加速度与合外力的关系”。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为50 Hz。





（1）实验的部分步骤如下：


①将纸带穿过打点计时器，连在小车一端；


②用一细线绕过光滑定滑轮连接小车和钩码（细线与桌面平行）；


③将小车靠近打点计时器附近，接通打点计时器电源后释放小车，小车拖动纸带并沿桌面做直线运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭电源；


④改变钩码的数量，更换纸带，重复①②③的操作。


本实验中要使绳子对小车的拉力近似等于钩码的重力，除了需要平衡摩擦力外，还需满足的条件是：________________。


（2）如图乙是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及多个计数点A、B、C、D、……，可根据各计数点刻度值求出对应时刻小车的瞬时速度v，则C点对应的速度大小为vC＝________m/s（结果保留两位小数），小车运动的加速度大小为a＝________m/s2（结果保留两位小数）。





14．某实验小组为测量一节内阻较大的干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的实验电路，电路中的定值电阻R1＝10 Ω，滑动变阻器R2有两种型号供选择：A（最大阻值50 Ω）；B（最大阻值120 Ω）。





实验小组成员闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片调至最右端。闭合开关后，调节滑动变阻器，记录了多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。


（1）请根据表格数据在图乙的坐标系中作出U2-U1图像；


（2）根据实验中的记录数据，可知滑动变阻器R2应选________（选填“A”或“B”）；


（3）如将两电压表视作理想电表，根据作出的图像可得到电池的电动势E＝________V（结果保留两位小数），电池的内阻r＝________Ω（结果保留两位有效数字）。


15．飞机发生安全事故时对乘客往往造成重大伤害，但如果多学习逃生知识，沉着冷静应对，就可以有效减少逃生所需时间，降低事故对乘客的伤害。在一次逃生演习时，小明在飞机舱口快速坐下，然后沿逃生滑梯滑下。认真学习过逃生知识的小杰从舱口水平跳出，跳上滑梯后继续沿直线滑下。如图所示飞机舱口高3 m，飞机逃生用的充气滑梯可视为与舱口相接的斜面，斜面倾斜角θ＝37°，人下滑时与充气滑梯间的动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则：


（1）小明从静止开始由滑梯顶端滑至底端所需的时间；


（2）假设小杰以v0＝2 m/s的速度水平跳出，落到充气滑梯上后没有反弹，由于有能量损失，结果他以 SKIPIF 1 < 0 的初速度开始沿着滑梯匀加速下滑，求小杰从滑梯顶端跳出至滑到滑梯底端所需的时间。


16．如图所示，有一固定在水平面内的U形金属框架，整个轨道处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝1.0 T。金属框架宽度L＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.6 Ω的电阻，垂直轨道放置的金属杆ab接入电路中电阻的阻值r＝0.4 Ω，质量m＝0.1 kg。现让金属杆ab以v0＝5.0 m/s的初速度开始向右运动，不计轨道摩擦和轨道电阻。求：





（1）从金属杆ab开始运动到停下过程中，通过电阻R的电荷量q及金属杆ab通过的位移x；


（2）从金属杆ab开始运动到停下过程中，电阻R上产生的焦耳热QR。


17．如图所示，在直角三角形OPN区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强大小为B。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场，一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于OP的方向射出磁场。已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴正方向的夹角为30°，粒子进入磁场的点与离开磁场的点之间的距离为 SKIPIF 1 < 0 ，不计粒子重力。求：





（1）带电粒子的比荷；


（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。


18．如图所示，AB为足够长的光滑斜面，斜面底端B处有一小段光滑圆弧与水平面BE平滑相连，水平面的CD部分粗糙，其长度L＝1 m，其余部分光滑，DE部分长度为1 m，E点与半径R＝1 m的竖直半圆形轨道相接，O为轨道圆心，E为最低点，F为最高点。将质量m1＝0.5 kg的物块甲从斜面上由静止释放，如果物块甲能够穿过CD区域，它将与静止在D点右侧的质量为m2＝1 kg的物块乙发生弹性正碰，已知物块甲、乙与CD面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，且物块均可看成质点，g取10 m/s2。





（1）若物块乙被碰后恰好能通过圆轨道最高点F，求其在水平面BE上的落点到E点的距离x；


（2）若物块甲在斜面上释放的高度h0为11.5 m，求物块乙被碰后运动至圆心等高点时对轨道的压力FN大小；


（3）用质量m3＝1 kg的物块丙取代物块甲（甲和丙材料相同），为使物块丙能够与物块乙碰撞，并且碰撞次数不超过2次，求物块丙在斜面上释放的高度h应在什么范围？（已知所有碰撞都是弹性正碰，且不考虑物块乙脱离轨道后与物块丙可能的碰撞）











河北省“五个一名校联盟”2021届高三第一次诊断考试


物理参考答案


一、单项选择题：本题共8小题，每小题只有一个选项符合题目要求的。


1．D 2．B 3．C 4．D 5．A 6．C 7．C 8．D


二、多项选择题：本题共4小题，每小题有多个选项符合题目要求。


9．CD 10．AC 11．BD 12．ABC


三、非选择题：


13．（1）绳下所挂钩码质量远小于小车的质量


（2）0.49（0.49～0.50） 1.20（1.10～1.30）


14．（1）如图所示


（2）B


（3）1.26（1.24～1.28） 6.0（5.8～6.2）


15．（1） SKIPIF 1 < 0 （2）1.8 s


解：（1）设小明的质量为m在滑梯滑行过程中加速度大小为a，运动时为t0，


则根据牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcsθ＝ma


SKIPIF 1 < 0


SKIPIF 1 < 0


解得 SKIPIF 1 < 0


（2）小杰先做平抛运动，设运动的水平位移为x，竖直位移为y，在滑梯上落点与出发点之间的距离为s，运动时间为t1，则


x＝v0t1


SKIPIF 1 < 0


SKIPIF 1 < 0


解得t1＝0.3 s


SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0


小杰落到滑梯后做匀加速直线运动，设在滑梯上运动时间为t2，则有


SKIPIF 1 < 0


设小杰从滑梯顶端跳出至滑到滑梯底端所需时间为t，


则t＝t1＋t2


解得t＝1.8 s


16．（1）1 C 2 m （2）0.75 J


解：（1）金属杆ab从开始运动到停下过程中，设通过金属杆ab的平均电流为 SKIPIF 1 < 0 ，运动的总时间为t，


根据动量定理可得： SKIPIF 1 < 0


其中 SKIPIF 1 < 0


解得：q＝1 C


根据 SKIPIF 1 < 0


解得金属杆ab通过的位移x＝2 m


（2）全过程中，金属杆ab动能转化为焦耳热，则有： SKIPIF 1 < 0


可得 SKIPIF 1 < 0


17．（1） SKIPIF 1 < 0 （2） SKIPIF 1 < 0


解：（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v


由动能定理有 SKIPIF 1 < 0 ①


设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有


SKIPIF 1 < 0 ②


由几何关系知 SKIPIF 1 < 0 ③


联立①②③式得带电粒子的比荷为


SKIPIF 1 < 0 ④


（2）设带电粒子射人磁场后运动到x轴所经过的路程为s，由几何关系得


SKIPIF 1 < 0 ⑤


设带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为t，则有


SKIPIF 1 < 0 ⑥


联立②④⑤⑥式得


SKIPIF 1 < 0


18．（1）2 m （2）80 N （3）0.25 m＜h≤0.75 m或h＞1.25 m


解：（1）物块乙恰好过最高点，向心力完全由重力提供：


SKIPIF 1 < 0


得 SKIPIF 1 < 0


物块乙通过最高点后做平抛运动：竖直方向 SKIPIF 1 < 0


水平方向x＝vt


可得，物块乙在水平轨道上的落点到E点的距离为x＝2R＝2 m


（2）设物块甲与物块乙碰前速度为v0，由动能定理可知


SKIPIF 1 < 0


得v0＝15 m/s


物块甲与乙发生完全弹性正碰，动量守恒并且机械能守恒


m1v0＝m1v1＋m2v2


SKIPIF 1 < 0


得v1＝-5 m/s，v2＝10 m/s


设乙物块通过圆心等高点时的速度为v3，


根据机械能守恒，则


SKIPIF 1 < 0


设物块乙运动至圆心等高点时对轨道的压力大小为FN


得 SKIPIF 1 < 0


根据牛顿第三定律，物块乙对轨道的压力FN'＝-FN＝-80 N，方向水平向右。即物块乙对轨道的压力大小为80 N。


（3）要使物块丙能够与物块乙碰撞，m3gh＞μm3gL 即h＞0.25 m


因为质量相等的两个物体发生弹性碰撞，丙和乙交换速度，物块乙滑到圆弧上返回后，第2次与物块丙发生弹性正碰，交换速度。要使物块丙不再与物块乙发生碰撞m3gh≤3μm3gL 即h≤0.75 m


如果物块丙与物块乙发生碰撞后，物块乙获得速度v4，在半圆形轨道上运动高度超过O点等高点，则物块乙将脱离圆轨道，不再与物块丙发生碰撞


SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0


丙与乙碰前速度设为v5，则有v5＝v4，在物块丙下滑至与物块乙碰前，由动能定理列式 SKIPIF 1 < 0 得h＞1.25 m


综上0.25 m＜h≤0.75 m或h＞1.25 m








U1/V
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
U2/V
1.10
0.94
0.78
0.71
0.46
0.30