2021屆福建省高三（下）診斷性測(cè)試物理試題（二）

2021屆福建省莆田第二中學(xué)高三（下）診斷性測(cè)試物理試題（二）速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說(shuō)法正確的是

一、單選題

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

B.發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，只增大照射光的照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能不變

C.社的半衰期為24天，1g包經(jīng)過(guò)120天后還剩0.2g

D.；『Np發(fā)生。衰變說(shuō)明;「Np原子核內(nèi)有電子

2.如圖甲，學(xué)校趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上某同學(xué)用乒乓球拍托球跑，球、球拍與人保持相對(duì)靜止，球拍與水平

A.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無(wú)關(guān)

方向的夾角為6。圖乙是在傾角為。的靜止斜面上用豎直擋板擋住與甲圖中相同的球，忽略空氣阻力

B.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次

C.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周尸儼2等于P2P3

D.加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化

二、多選題

5.如圖甲，在虛線所示的區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，面積為S的單匝金屬線框放在磁場(chǎng)中，線框

上開有一小口與磁場(chǎng)外阻值為R的小燈泡相連。若金屬框的總電阻也為R,磁場(chǎng)如圖乙隨時(shí)間變化,

B.該同學(xué)可能托著球做變加速直線運(yùn)動(dòng)

則下列說(shuō)法正確的是（）

C.球拍和斜面對(duì)球的彈力一定相等

D.甲圖中球所受合力大于乙圖中擋板對(duì)球的彈力

3.如圖所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，B、C是同在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星，B位

于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星.則下列關(guān)系正確的是（）

A.方端電勢(shì)較高

A.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度

B.線框〃邊受到的安培力指向左

B.衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度

B.S

C.必同電壓大小為不一

C.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度

D.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期

B2s2

4.如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在AC板D.0~A）時(shí)間內(nèi)小燈泡的電功率為°,

4M

間，虛線中間不需加電場(chǎng)，如圖所示，帶電粒子從Po處以速度的沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加

6.如圖所示，A、B、C三個(gè)物體分別用輕繩和輕彈簧連接，放置在傾角為。的光滑斜面上，當(dāng)用沿

斜面向上的恒力F作用在物體A上時(shí)，三者恰好保持靜止，已知A、B、。三者質(zhì)量相等，重力加速C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從〃向b滑動(dòng)時(shí)，電流表中有電流，方向從上向下

度為g.下列說(shuō)法正確的是D.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從〃向b滑動(dòng)時(shí)，電源的輸出功率一定變大

8.如圖m在豎直平面內(nèi)固定一光滑半圓形軌道A8C,8為軌道的中點(diǎn)，質(zhì)量為〃，的小球以一定的

初動(dòng)能線。從最低點(diǎn)A沖上軌道。圖匕是小球沿軌道從A運(yùn)動(dòng)到。的過(guò)程中，動(dòng)能耳與其對(duì)應(yīng)高度

〃的關(guān)系圖像。已知小球在最高點(diǎn)C受到軌道的作用力大小為25N,空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取

lOm/s?由此可知（）

A.在輕繩被燒斷的瞬間，A的加速度大小為2gsinO

B.在輕繩被燒斷的瞬間，8的加速度大小為gsinO

C.剪斷彈簧的瞬間，A的加速度大小為:gsin。

D.突然撤去外力F的瞬間，A的加速度大小為2gsin0A.小球的質(zhì)量〃?=2kg

7.如圖所示，A和3為豎宜放置的平行金屬板，在兩極板間用絕緣細(xì)線懸掛一帶電小球；開始時(shí)開B.初動(dòng)能&o=16J

關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在a處，此時(shí)絕緣細(xì)線向右偏離，與豎直方向夾角為仇電源的

C.小球在C點(diǎn)時(shí)重力的功率為60W

內(nèi)阻不能忽略，下列判斷正確的是（）

D.小球在3點(diǎn)受到軌道的作用力大小為85N

三、填空題

9.如圖所示，一端開口、粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置.管內(nèi)用水銀封閉了一定質(zhì)量的氣體，平

衡時(shí)，左右兩邊水銀面高度差為兒已知水銀的密度為夕：環(huán)境大氣壓強(qiáng)為Po.則封閉氣體的壓強(qiáng)為

.若整個(gè)裝置做自由落體運(yùn)動(dòng)，則。處液面將（選填“上升X下降”或“不動(dòng)

10.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，M是平衡位置為戶0.5m處的質(zhì)點(diǎn),N是平衡位置為戶2m

A.小球帶正電

處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)N由該時(shí)刻計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像，該波的傳播速度是m/s,傳播方向沿

B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從。向b滑動(dòng)時(shí)，細(xì)線的偏角。變大

大軸（填“正方向”或“負(fù)方向”）

四、實(shí)驗(yàn)題

11.某同學(xué)欲做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，有鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等

（1）實(shí)驗(yàn)閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器的劃片應(yīng)在_____端（填或?

的鉤碼。

（2）實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)，把滑動(dòng)片P向一端移動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電流表與電壓表均有明顯讀數(shù)且讀數(shù)幾

乎不變，則電路中出現(xiàn)故障的元件可能是（填或"B”）

A.小燈泡B.滑動(dòng)變阻器

（3）該小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示，可判定在圖乙中小燈泡的功率P

與加在兩端電壓的平方U的圖像正確的是（選填力"、“2”、“3”）

（4）某同學(xué)將兩個(gè)完全相同的這種小燈泡并聯(lián)接在電源兩端，已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻尸2C,

則此時(shí)每個(gè)小燈泡的實(shí)際功率為（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）若某同學(xué)先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)〃），再把彈簧豎直懸掛

起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L,把卜％作為彈簧的伸長(zhǎng)量達(dá)這樣操作，由于彈簧自身

重力的影響，最后畫出的圖線可能是下列選項(xiàng)中的___________。

五、解答題

13.甲車在乙車前方75m處由靜止以恒定的功率啟動(dòng)，阻力/為lxl（）」N且恒定，達(dá)到最大速度后勻

12.某實(shí)驗(yàn)小組要探究一小燈泡的伏安特性曲線，并研究小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率，實(shí)驗(yàn)電路

速運(yùn)動(dòng)。乙車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最大速度為15m/s。兩車同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)，17圖像如圖

如圖甲所示：

所示，其中甲車質(zhì)量5xl（）3kg,求：

(1)甲車的額定功率；⑶若O<vo<3m/s,求小球落在水平面上的范圍.

(2)乙車從出發(fā)到追上甲車所用的時(shí)間。

14.如圖，一質(zhì)量〃％=0.25kg的平頂小車，車頂右端放一質(zhì)量多=0.30kg的小物體，小物體可視

為質(zhì)點(diǎn)，與車頂之間的動(dòng)摩擦因數(shù)4=04,小車靜止在光滑的水平軌道上?，F(xiàn)有一質(zhì)量皿=0.05kg

的子彈以水平速度u=24m/s射中小車左端，并留在車中。子彈與車相互作用時(shí)間很短。若使小物

體不從車頂上滑落，g取］Om/s)求:

(1)子彈射中小車過(guò)程中損失的機(jī)械能AE為多少？

(2)最后物體與車的共同速度為多少？

(3)小木塊在小車上滑行的時(shí)間。

15.如圖所示，水平地面上方MN邊界右側(cè)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中

未標(biāo)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T.在邊界MN離地面高力=3m處的A點(diǎn)，質(zhì)量〃?=1'10—且、電量夕=ixio

一3c的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以速度w水平進(jìn)入右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的區(qū)域，小球進(jìn)入右

側(cè)區(qū)域恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).g取10m/s2.求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；

⑵若Ov%W3m/s,求小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間外；

參考答案

1.B

解：A.盧瑟福通過(guò)a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，說(shuō)明了原子是由原子核和

核外電子構(gòu)成，并不是證明了原子核由質(zhì)子和中子組成的，故A錯(cuò)誤；

B.發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：光電子的最大初動(dòng)能

Ekm=hv-WA

顯然與照射光的照射時(shí)間無(wú)關(guān)，所以不會(huì)改變光電子的最大初動(dòng)能，故B正確；

C.杜的半衰期為24天，1g包經(jīng)過(guò)120天后還剩

「1儂1

加余%)(/)7=lgX(/)24g

故C錯(cuò)誤；

D.發(fā)生P衰變的過(guò)程是：一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)同時(shí)放出一個(gè)電子，并非原子核內(nèi)有電子

存在，即記Np發(fā)生B衰變不能說(shuō)明”Np原子核內(nèi)有電子，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.C

解：AB.甲圖中球拍和兵乓球受到豎直向下的重力和垂直于球拍向上的支持力，二力不在

同一直線上，二力的合力水平向左，大小恒定，不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)或變加速直線運(yùn)動(dòng),

AB錯(cuò)誤；

C.甲圖中，對(duì)乒乓球，由豎直方向受力平衡有

「甲cos6=，〃g

乙圖中，乒乓球受到重力、斜面的彈力和擋板水平向右的彈力，豎直方向有

凡乙cos6=mg

可知

久4甲=Al乙

即球拍和斜面對(duì)球的彈力一定相等，C正確；

D.甲圖中乒乓球受到的合力為

FA.-mgtan0

乙圖中擋板對(duì)球的彈力

F彈=mgtan0

兩者相等，故D錯(cuò)誤。

故選Co

3.C

解：A.C為同步衛(wèi)星，即角速度和地球自轉(zhuǎn)角速度相同，離地高到大于地球半徑，根據(jù)公

式

Mm

G下mafr

可得

GM

即必<5，A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)公式

Mmv2

二一

G2m

可得

GM

v=

即運(yùn)動(dòng)半徑越大，衛(wèi)星的線速度越小，故％<以，B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)公式可得物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度，C

正確；

D.C是同步衛(wèi)星，和地球自轉(zhuǎn)周期相同，D錯(cuò)誤.

4.B

解：BD.帶電粒子只有經(jīng)過(guò)AC板間時(shí)被加速，即帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次，電場(chǎng)

的方向沒(méi)有改變，則在AC間加速，電場(chǎng)方向不需要做周期性的變化，故B正確，D錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

mv~

qvB

r

和

nqU——mv~

式中”為加速次數(shù)，得

_mv_個(gè)2nmqU

BqBq

可知

利=2（…）=2（及-1）呼

64=2（與一弓）=2a_0）也募4

所以

《巴聲6A

故C錯(cuò)誤;

A.當(dāng)粒子從D形盒中出來(lái)時(shí)，速度最大，根據(jù)

mv

r=——

Bq

知加速粒子的最大速度與D形盒的半徑有關(guān)，故A錯(cuò)誤。

故選B。

點(diǎn)評(píng)：帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入磁場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)被限制在A、C板間，只有經(jīng)

過(guò)AC板間時(shí)被加速，所以運(yùn)動(dòng)一周加速一次，電場(chǎng)的方向不需改變。當(dāng)帶電粒子離開回旋

加速器時(shí)，速度最大。

5.CD

解：A.由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，穿過(guò)磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源，

所以電源內(nèi)部（線圈）電流方向是負(fù)極人到正極小而通過(guò)R的電流方向?yàn)榧础岸?/p>

電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)左手定則可知，線框〃邊受到的安培力方向向右，故B錯(cuò)誤；

C.穿過(guò)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=n^-=2B°~B°-S=^-

△t‘0’0

由閉合電路毆姆定律可得

E

R+R

則電阻R兩端的電壓為

故C正確。

D.由電功率的計(jì)算表達(dá)式

4代

故D正確。

故選CD。

點(diǎn)評(píng)：由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電流的大小，而感應(yīng)電流的方向則由楞次定律判定，

及左手定則確定安培力的方向，同時(shí)穿過(guò)磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源，所以電源內(nèi)部

（線圈）電流方向是負(fù)極到正極。

6.AC

解：A.把ABC看成是一個(gè)整體進(jìn)行受力分析，有：

F=3，〃gsin0

在輕繩被燒斷的瞬間，A8之間的繩子拉力為零，對(duì)A,由牛頓第二定律得：

F-mgsinO=maA

解得：

aA=2gsin0

故A正確；

B.對(duì)于C,由牛頓第二定律得：

F彈=zngsin。

在輕繩被燒斷的瞬間，對(duì)于3,繩子拉力為零，彈力不變，根據(jù)牛頓第二定律：

P好"gsinO=maB

解得:

aH=2gsin0

故B錯(cuò)誤；

C.剪斷彈簧的瞬間，對(duì)于整體A3,彈簧彈力為零，根據(jù)牛頓第二定律:

F-2/篦gsinO=2maAB

解得：

1.八

.gsin。

A的加速度大?。?/p>

1.

%=%=]gsinOn

故C正確;

D.突然撤去外力廠的瞬間，對(duì)于整體A3,一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：

P和+2/〃gsin。=2maAH

解得：

3.

=2gSin°A

A的加速度大?。?/p>

3.

aA=-^Sln0A

故D錯(cuò)誤.

7.AC

解：A.由圖，A板帶正電，B帶負(fù)電，電容器內(nèi)電場(chǎng)方向水平向右.細(xì)線向右偏，電場(chǎng)力

向右，則小球帶正電，故A正確；

B.滑動(dòng)頭向右移動(dòng)時(shí)，R變小，外電路總電阻變小，總電流變大，路端電壓

U=E-Ir

變小，電容器電壓變小，細(xì)線偏角變小，故B錯(cuò)誤；

C.滑動(dòng)頭向右移動(dòng)時(shí)，電容器電壓變小，電容器放電，因A板帶正電，則流過(guò)電流表的電

流方向向下，故C正確；

D.在滑片由。向6滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，外電路總電阻減小，但是由于不知

道外電路電阻與電源內(nèi)阻的關(guān)系，則不能判斷電源輸出功率變化情況，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選AC。

8.AD

解：A.由圖b可知，軌道半徑

R=().4m

在最高點(diǎn)C,根據(jù)牛頓第二定律可得

Lmvi2E

mg+FN=—kC

AA

解得

m=2kg

故A正確；

B.從A到C,由機(jī)械能守恒得

Ek0=mg2R+EkC

解得

%=25J

故B錯(cuò)誤；

C.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度方向水平，故重力的瞬時(shí)功率為零，故C錯(cuò)誤;

D.從A到B根據(jù)動(dòng)能定理得

_mgR=；m*_Eko

在B點(diǎn)、

F=絲1

岫R

聯(lián)立解得

“85N

故D正確。

故選AD。

9.P0+pgh上升

解：［1］以BC段水銀柱為對(duì)象，受三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有:

PiS-RS+mg=4s+pShg

解得封閉氣體的壓強(qiáng)為

耳=H)+"gh

[2]若整個(gè)裝置做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，BC段水銀柱將失重，封閉氣體的壓強(qiáng)減小，體積變大,

所以C處液面將上升.

10.10負(fù)方向

解：由圖甲可知

2=4m

由圖乙可知

T=0.4s

則波速

v=—=10m/s

T

由圖乙可知,0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)N向），軸負(fù)方向振動(dòng)，由同側(cè)法可知該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向。

11.刻度尺4.9C

解：（1）[1]實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具是刻度尺；

（2）[2]根據(jù)

mg=kx

可得

k

m--x

g

則由圖像可知

?60x10-3

70.12

解得

仁4.9N/m

（3）[3]由于一開始測(cè)出的彈簧原長(zhǎng)Lo是放在水平桌面上測(cè)量得，而實(shí)驗(yàn)中是將彈簧豎直懸

掛，一開始豎直懸掛彈簧并且不掛鉤碼的時(shí)候，由于彈簧自身的重力，彈簧已經(jīng)被拉長(zhǎng)了，

故彈簧在豎直懸掛的時(shí)候一開始已經(jīng)有伸長(zhǎng)量了，故圖象有橫截距，且由胡克定律：F=Ux

得，圖象的斜率為彈簧的勁度系數(shù)，故圖象斜率不變，為一條傾斜直線，則圖像應(yīng)該為C。

12.aB30.44

解：（1）此電路是分壓電路，滑動(dòng)變阻器的oP部分與小燈泡并聯(lián)，開始時(shí)應(yīng)使小燈泡兩端

電壓最小，故滑片應(yīng)置于。端；

(2)電流表與電壓表均有明顯讀數(shù)，說(shuō)明燈泡所在電路正常，滑動(dòng)中示數(shù)幾乎不變，說(shuō)明

滑動(dòng)變阻器沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，故可能存在故障的的滑動(dòng)變阻器，故填B；

(3)由「=隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲溫度升高，電阻增大，P隨U的變化

R

變緩，即圖線為3；

(4)燈泡兩端的電壓為U,流過(guò)每個(gè)燈泡的電流為/,則￡=。+2〃，得U=3—4/,

畫出電源的U-/圖線如圖，交點(diǎn)坐標(biāo)U=220V,/=0.20A,所以小燈泡消耗的電功率為：

13.(1)lxlO5W;(2)55s

解：(1)由圖可知，甲車的最大速度

喉max=l°m/S

代入數(shù)據(jù)可得

P=lxlO5W

(2)對(duì)甲車，前20s由動(dòng)能定理

機(jī)扁max

解得

5,=175m

20~30s內(nèi)