上海市民辦東光明中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理聯(lián)考試題含解析

上海市民辦東光明中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理聯(lián)考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）研發(fā)衛(wèi)星的成本高，提高衛(wèi)星的使用壽命是節(jié)約成本的方法之一，如圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，從而延長衛(wèi)星的使用壽命．圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖，此時(shí)二者的連線通過地心，“軌道康復(fù)者”與同步衛(wèi)星的軌道半徑之比為1：4．若不考慮“軌道康復(fù)者”與同步衛(wèi)星之間的萬有引力，則下列說法正確的是（）A．在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的周期為6hB．在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”加速度大小是同步衛(wèi)星加速度大小的4倍C．在圖示軌道上，“軌這康復(fù)者”的線速度大小是同步衛(wèi)星線速度大小的2倍D．若要對該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”可從圖示軌道上進(jìn)行加速后再與同步衛(wèi)星對接參考答案：CD【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力提供向心力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律求出線速度、向心加速度、周期，然后分析答題；衛(wèi)星加速會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)．【解答】解：A、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=mr，解得：T=2π，則===，T軌道康復(fù)者=T同步衛(wèi)星=×24=3h，故A錯(cuò)誤；B、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=ma，解得，加速度：a=，則：===，故B錯(cuò)誤；C、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=m，解得，線速度：v=，===，故C正確；D、“軌道康復(fù)者”從圖示軌道上進(jìn)行加速做離心運(yùn)動(dòng)，然后與同伴衛(wèi)星對接進(jìn)行施救，故D正確；故選：CD2.如圖示，是一質(zhì)點(diǎn)從位移原點(diǎn)出發(fā)的V﹣T圖象，下列說法正確的是（）A．1s末質(zhì)點(diǎn)離開原點(diǎn)最遠(yuǎn) B．2S末質(zhì)點(diǎn)回到原點(diǎn)C．3s末質(zhì)點(diǎn)離開原點(diǎn)最遠(yuǎn) D．4s末質(zhì)點(diǎn)回到原點(diǎn)參考答案：D解：A、C、圖象與坐標(biāo)軸圍成面積代表位移，時(shí)間軸上方位移為正，時(shí)間軸下方位移為負(fù)，所以前2s內(nèi)物體離原點(diǎn)最遠(yuǎn)，2s后物體開始反方向運(yùn)動(dòng)，故AC錯(cuò)誤．B、D、因?yàn)閳D象與坐標(biāo)軸圍成面積代表位移，時(shí)間軸上方位移為正，時(shí)間軸下方位移為負(fù)，所以前4s內(nèi)物體的總位移為零，即物體回到出發(fā)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，D正確．故選D3.（多選）一只小船渡河，水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于岸邊．小船相對于水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．船相對于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸邊，且船在渡河過程中船頭方向始終不變．由此可以確定船（）A．沿AD軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，船相對于水做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．沿三條不同路徑渡河的時(shí)間相同C．沿AC軌跡渡河所用的時(shí)間最短D．沿AC軌跡船到達(dá)對岸的速度最小參考答案：考點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的合成和分解．.專題：運(yùn)動(dòng)的合成和分解專題．分析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成，結(jié)合合成法則，即可確定各自運(yùn)動(dòng)軌跡，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，從而確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速度大?。獯穑航猓篈、當(dāng)沿AD軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，則加速度方向與船在靜水中的速度方向相反，因此船相對于水做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；B、船相對于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸邊，因運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不同，則渡河時(shí)間也不同，故B錯(cuò)誤；C、沿AB軌跡，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則渡河所用的時(shí)間大于沿AC軌跡運(yùn)動(dòng)渡河時(shí)間，故C正確；D、沿AC軌跡，船是勻加速運(yùn)動(dòng)，則船到達(dá)對岸的速度最大，故D錯(cuò)誤．故選：AC．點(diǎn)評：考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用，注意船運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不同，是解題的關(guān)鍵．4.一臺(tái)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=10:1。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個(gè)10Ω的電阻，下列說法正確的是A．原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為1:10B．原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為1:10C．該交流電的頻率為50HzD．原線圈電流的有效值是22A參考答案：BC5.某興趣小組用實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)和一個(gè)可看作理想的小變壓器給一個(gè)燈泡供電，電路如圖，當(dāng)線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，額定電壓為U0的燈泡正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是U1。巳知線圈電阻是r，燈泡電阻是R，則有A.變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值是B.變壓器的匝數(shù)比是U1:U0C.電流表的示數(shù)是D.線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大值是參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.質(zhì)量為的小球在距地面高為處以某一初速度水平拋出，落地時(shí)速度方向與水平方向之間的夾角為。則小球落地時(shí)速度大小為

，小球落地時(shí)重力的功率為

。（不計(jì)空氣阻力，重力加速度）參考答案：5

(2分)

40

(2分)（1）由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，下落時(shí)間，落地瞬間豎直方向的分速度，落地時(shí)的實(shí)際速度，落地時(shí)重力的功率為，代入題給數(shù)據(jù)即可得答案。7.光線從折射率n=的玻璃進(jìn)入真空中，當(dāng)入射角為30°時(shí)，折射角為

▲

參考答案：8.在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測量金屬絲的直徑時(shí)，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動(dòng)刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.6159.一個(gè)理想的單擺，已知其周期為T。由于某種原因，自由落體加速度變?yōu)樵瓉淼?，振幅變?yōu)樵瓉淼?，擺長變?yōu)樵瓉淼?，擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，則它的周期變?yōu)樵瓉淼?/p>

。參考答案：10.（2）“用DIS測變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度”實(shí)驗(yàn)中，使用光電門傳感器。小王同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)器材研究某物體沿X軸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)物體所處的坐標(biāo)X與時(shí)間t滿足X=t3-2t（單位均是SI制單位），則該物體在第2秒末的瞬時(shí)速度大小為__________m/s。參考答案：1011.直角玻璃三棱鏡的截面如圖所示，一條光線從AB面入射，ab為其折射光線，ab與AB面的夾角=60°．已知這種玻璃的折射率n=，則：①這條光線在AB面上的的入射角為

；②圖中光線ab

（填“能”或“不能”）從AC面折射出去．參考答案：①45°(2分)

②不能12.

（4分）如圖是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣體實(shí)驗(yàn)裝置，封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，若用力緩慢向下推動(dòng)活塞，使活塞向下移一段距離，不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．由此可以判斷，被封閉氣體的內(nèi)能-

（填不變或改變），體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體

熱（填吸或放）．

參考答案：答案：不變；放．（每空2分）13.質(zhì)量為m，速度為v0的子彈，水平射入一固定的地面上質(zhì)量為M的木塊中，深入木塊的深度為L.如果將該木塊放在光滑的水平面上，欲使同樣質(zhì)量的子彈水平射入木塊的深度也為L，則其水平速度應(yīng)為__________。

參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖，光滑絕緣底座上固定兩豎直放置、帶等量異種電荷的金屬板a、b，間距略大于L，板間電場強(qiáng)度大小為E，方向由a指向b，整個(gè)裝置質(zhì)量為m?，F(xiàn)在絕綠底座上施加大小等于qE的水平外力，運(yùn)動(dòng)一段距離L后，在靠近b板處放置一個(gè)無初速度的帶正電滑塊，電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)一切摩擦及滑塊的大小，則(1)試通過計(jì)算分析滑塊能否與a板相撞(2)若滑塊與a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時(shí)，外力F做了多少功?參考答案：（1）恰好不發(fā)生碰撞（2）【詳解】(1)剛釋放小滑塊時(shí)，設(shè)底座及其裝置的速度為v由動(dòng)能定理：放上小滑塊后，底座及裝置做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小滑塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)兩者速度相等時(shí)，小滑塊位移絕緣底座的位移故小滑塊剛好相對絕緣底座向后運(yùn)動(dòng)的位移，剛好不相碰(2)整個(gè)過程絕緣底座位移為3L則答：(1)通過計(jì)算分析可各滑塊剛好與a板不相撞；(2)滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時(shí)，外力F做功為3qEL。15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時(shí)，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長)

參考答案：解析：由簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.從一定高度的氣球上自由落下兩個(gè)物體，第一個(gè)物體下落1s后，第二物體開始下落，兩物體用長93.1m的繩連接在一起，求第二個(gè)物體下落多少時(shí)間繩被拉緊（g=10m/s2）參考答案：：8.8117.如圖所示為一種電磁裝置，由粒子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)電場、勻強(qiáng)磁場組成．在S點(diǎn)有一粒子源，能不斷釋放電量為q，質(zhì)量為m的靜止帶電粒子，被加速電壓為U，極板間距離為d的勻強(qiáng)電場加速后，從正中央垂直射入電壓為U的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場（偏轉(zhuǎn)電場中電壓正負(fù)極隨時(shí)間做周期性變化），偏轉(zhuǎn)極板長度和極板距離均為L，帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中一次偏轉(zhuǎn)后即進(jìn)入一個(gè)垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．若不計(jì)重力影響，欲使帶電粒子通過某路徑返回S點(diǎn)，求：（1）粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度大?。?）勻強(qiáng)磁場的寬度D至少為多少？（3）該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T是多少？偏轉(zhuǎn)電壓正負(fù)極多長時(shí)間變換一次方向？參考答案：解：（1）粒子在加速電場中加速，由動(dòng)能定理得：，解得：…①由于粒子在電場加速過程中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則加速的時(shí)間t1為：t1==…②粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類似平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度a為：，粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間t2為：…③粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的側(cè)移距離y為：…④側(cè)向速度vy為：則粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v為：…⑤（2）以速度v進(jìn)入磁場后做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：…⑥則磁場寬度為：…⑦（3）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T'為：，tanθ==2，則：θ=arctan2，所以粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3為：…⑧粒子從S出發(fā)到回到S的周期T為：T=2t1+2t2+t3=4d+2L+；偏轉(zhuǎn)電壓正負(fù)極換向時(shí)間t為：t==2d+L+；答：（1）粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度大小為．（2）勻強(qiáng)磁場的寬度D至少為+．（3）該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T是4d+2L+；偏轉(zhuǎn)電壓正負(fù)極經(jīng)2d+L+變換一次方向．18.隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，相信在不遠(yuǎn)的將來人類能夠?qū)崿F(xiàn)太空移民。為此，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)巨型環(huán)狀管道式空間站?？臻g站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人們生活在空間站的環(huán)形管道中，管道內(nèi)部截面為圓形，直徑可達(dá)幾千米，如圖(a)所示。已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，空間站總質(zhì)量為m，G為引力常量。(1)空問站圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2R，求空間站在軌道上運(yùn)行的線速度大小;(2)為解決長期太空生活的失重問題，科學(xué)家設(shè)想讓空間站圍繞通過環(huán)心并垂直于圓環(huán)平面的中心軸旋轉(zhuǎn)，使在空問站中生活的人們獲得“人工重力”。該空間站的環(huán)狀管道內(nèi)側(cè)和外側(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為r1、r2，環(huán)形管道壁厚度忽略不計(jì)，如圖(b)所示。若要使人們感受到的“人工重力”與在地球表面上受到的重力一樣(不考慮重力因地理位置不同而產(chǎn)生的差異且可認(rèn)為太空站中心軸睜止)，則該空間站的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)為多大:(3)為進(jìn)行某項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，空間站需將運(yùn)行軌道進(jìn)行調(diào)整，先從半徑為2R的圓軌道上的A點(diǎn)(近地點(diǎn))進(jìn)行第一次調(diào)速后進(jìn)人橢圓軌道。當(dāng)空間站經(jīng)過橢圓軌道B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))時(shí)，再進(jìn)行第二次調(diào)速后最終進(jìn)人半徑為3R的圓軌道上。若上述過程忽略空間站質(zhì)量變化及自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響，且每次調(diào)速持續(xù)的時(shí)間很短。①請說明空間站在這兩次調(diào)速過程中，速度大小是如何變化的；②若以無窮遠(yuǎn)為引力勢能零點(diǎn)，空間站與地球間的引力勢能為，式中r表示空間站到地心的距離，求空