2021-2022學年陜西省漢中市武侯鎮(zhèn)中學高三物理聯(lián)考試題含解析

2021-2022學年陜西省漢中市武侯鎮(zhèn)中學高三物理聯(lián)考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，L為自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2、D3為三個完全相同的燈泡，E為內(nèi)阻不計的電源，在t=0時刻閉合開關(guān)S，當電路穩(wěn)定后D1、D2兩燈的電流分別為I1、I2。當時刻為t1時斷開開關(guān)S，若規(guī)定電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為電流的正方向，則下圖能正確定性描述電燈電流i與時間t關(guān)系的是

參考答案：2.質(zhì)點做直線運動的位移s與時間t的關(guān)系為s＝t＋t2(各物理量均采用國際單位制單位)，則該質(zhì)點()．A．第1s內(nèi)的位移是2mB．前2s內(nèi)的平均速度是3m/sC．任意相鄰的1s內(nèi)位移差都是1m

D．任意1s內(nèi)的速度增量都是2m/s參考答案：ABD3.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個木塊間用輕彈簧相連，放在光滑水平面上，A靠緊豎直墻。用水平力F將B向左壓，使彈簧被壓縮一定長度，靜止后彈簧儲存的彈性勢能為E。這時突然撤去F，關(guān)于A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是

A．撤去F后，系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒

B．撤去F后，A離開豎直墻前，系統(tǒng)動量不守恒，機械能守恒

C．撤去F后，A離開豎直墻后，彈簧的彈性勢能最大值為E/3

D．撤去F后，A離開豎直墻后，彈簧的彈性勢能最大值為E參考答案：BC撤去F后，A離開豎直墻前，豎直方向兩物體的重力與水平面的支持力平衡，合力為零，而墻對A有向右的彈力，使系統(tǒng)的動量不守恒，這個過程中，只有彈簧的彈力對B做功，系統(tǒng)的機械能守恒；A離開豎直墻后，系統(tǒng)水平方向不受外力，豎直方向外力平衡，則系統(tǒng)的動量守恒，只有彈簧的彈力做功，機械能也守恒，故A錯誤，B正確．撤去F后，A離開豎直墻后，當兩物體速度相同時，彈簧伸長最長或壓縮最短，彈性勢能最大．設(shè)兩物體的相同速度為v，A離開墻時，B的速度為v0，根據(jù)動量守恒和機械能守恒得2mv0=3mv，E=?3mv2+EP，又E=，聯(lián)立得到，彈簧的彈性勢能最大值為EP=，故C正確D錯誤，故選BC。4.（單選）物理的發(fā)展豐富了人類對世界的認識，推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步，下列說法中正確的是（）A．牛頓認為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會再落在地球上B．卡文迪許測量出了靜電力常量C．安培首先引入電場線，極大地促進了他對電場的研究D．牛頓提出了場的概念參考答案：考點：物理學史．專題：常規(guī)題型．分析：根據(jù)物理學史和常識解答，記住著名物理學家的主要貢獻即可．解答：解：A、牛頓認為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會再落在地球上，故A正確；B、卡文迪許測量出了萬有引力常量，故B錯誤；C、法拉第首先引入電場線，極大地促進了他對電場的研究，故C錯誤；D、法拉第提出了場的概念，故D錯誤；故選：A．點評：本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內(nèi)容之一．5.（單選）根據(jù)速度定義式v＝，當Δt極短時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，由此可知，當Δt極短時，就可以表示物體在t時刻的瞬時加速度．上面用到的物理方法分別是A．控制變量法微元法

B．假設(shè)法等效法C．微元法類比法

D．極限法類比法參考答案：【知識點】物理學史；平均速度．P0A1【答案解析】D解析：當時間極短時，某段時間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時速度，該思想是極限的思想方法．根據(jù)速度定義加速度，用了類比的方法，故D正確，A、B、C錯誤．

故選D．【思路點撥】當△t極短時，可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該物理方法為極限的思想方法．極限思想法是一種很重要的思想方法，在高中物理中經(jīng)常用到．要理解并能很好地掌握．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場。現(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側(cè)邊豎直且等長；直流電源電動勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關(guān)。此外還有細沙、天平和若干輕質(zhì)導線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時細沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應強度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。六．計算題（共50分）參考答案：（1），向外；（2）向上，7.一正方形線圈邊長為40cm，總電阻為3Ω，在與勻強磁場垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通過有理想邊界的寬為30cm的勻強磁場區(qū)，已知磁感應強度為0.5T，線圈在通過磁場區(qū)域的全過程中，有電磁感應時產(chǎn)生的感應電流I=___________A，所產(chǎn)生的熱量Q=___________J。參考答案：0.4，0.04818.圖為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分.圖中背景方格的邊長均為2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的閃光頻率為________Hz..(2)小球做平拋運動的初速度的大小為_______m/s參考答案：(1)10

(2)0.759.在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h。參考答案：10.如圖所示，物體A、B的質(zhì)量mA=6kg,mB=4kg,A與B、B與地面之間的動摩擦因數(shù)都等于0.3，通過輕滑輪在外力F的作用下，A和B一起做加速度為a=1m/s2的勻加速直線運動，則A對B的摩擦力大小為

N，方向為

，

參考答案：14N，向右，11.如圖，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上虛線aa′和bb′與斜面底邊平行，在aa′b′b圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應強度為B=1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=10g、總電阻為R=1Ω、邊長d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過磁場．已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，則線圈釋放時，PQ邊到bb′的距離為1m；整個線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱為4×10﹣3J．參考答案：考點：導體切割磁感線時的感應電動勢；焦耳定律．專題：電磁感應與電路結(jié)合．分析：線圈勻速穿過磁場，受力平衡，根據(jù)平衡條件列式求解；根據(jù)安培力公式F安=BId、E=Bvd、I=得到安培力與速度的關(guān)系式，即可求得速度，從而得出距離，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做功．解答：解：對線圈受力分析，根據(jù)平衡條件得：F安+μmgcosθ=mgsinθ代入數(shù)據(jù)解得：F安=mgsinθ﹣μmgcosθ=（0.01×10×0.6﹣0.5×0.01×10×0.8）N=2×10﹣2N；

F安=BId、E=Bvd、I=解得：F安=代入數(shù)據(jù)解得：v==m/s=2m/s線圈進入磁場前做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：

a==gsinθ﹣μgcosθ=（10×0.6﹣0.5×10×0.80）m/s2=2m/s2線圈釋放時，PQ邊到bb的距離L==m=1m；由于線圈剛好勻速穿過磁場，則磁場寬度等于d=0.1m，

Q=W安=F安?2d代入數(shù)據(jù)解得：Q=2×10﹣2×2×0.1J=4×10﹣3J；故答案：1

4×10﹣3點評：解決本題的關(guān)鍵是推導安培力與速度的關(guān)系式，求熱量時，要注意線框進入和穿出磁場兩個過程都要產(chǎn)生焦耳熱．12.（5分）重力勢能實際上是萬有引力勢能在地面附近的近似表達式，其更精確的表達式為，式中G為萬有引力恒量，M為地球質(zhì)量，m為物體質(zhì)量，r為物體到地心的距離，并以無窮遠處引力勢能為零?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的地球衛(wèi)星，在離地面高度為H處繞地球做勻速圓周運動，已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球質(zhì)量未知，則衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度為

，衛(wèi)星運動的機械能為

。參考答案：；13.甲、乙是兩顆繞地球作勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，其線速度大小之比為，則這兩顆衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)半徑之比為________，運轉(zhuǎn)周期之比為________。參考答案：；

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點出發(fā)到B點，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運動到軌道末端D，并從D點拋出落回到原出發(fā)點A處．整個裝置處于電場強度為E=的水平向左的勻強電場中，小球落地后不反彈，運動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動；牛頓第二定律；平拋運動；動能定理的應用．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： 小球在D點，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運動，將運動分解即可；對小球從A運動到等效最高點D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點，有：F合=解得：VD=從D點拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運動，以D為原點沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點坐標為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點D點電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．15.螺線管通電后，小磁針靜止時指向如圖所示，請在圖中標出通電螺線管的N、S極，并標出電源的正、負極。參考答案：N、S極1分電源+、-極四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在國慶閱兵式上，某直升機在地面上空某高度A位置處于靜止狀態(tài)待命，要求該機在10時56分40秒由靜止狀態(tài)沿水平方向做勻加速直線運動，經(jīng)過AB段加速后，進入BC段的勻速受閱區(qū)，11時準時通過C位置.已知xAB=5km，xBC=10km，求：（1）直升機在BC段的速度大??；（2）直升機在AB段做勻加速直線運動時的加速度大小.參考答案：（１）100m/s,(2)1m/s217.已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求下列問題：(1)逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030kg，求它的可能最大半徑（這個半徑叫Schwarzchild半徑）（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3,如果認為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？參考答案：（1）由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應的逃逸速度v2=，其中M、R為天體的質(zhì)量和半徑.對于黑洞模型來說，其逃逸速度大于真空中的光速，即v2＞c,所以R＜m=2.94×103m。故最大半徑為2.94×103m.。（2）M=ρ·πR3，其中R為宇宙的半徑，ρ為宇宙的密度，則宇宙所對應的逃逸速度為v2=，由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2＞c，則R＞=4.01×1026m，合4.24×1010光年。即宇宙的半徑至少為4.24×1010光年。18.如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E，從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用。求（1）質(zhì)子射入磁場時速度的大?。?）沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達y軸所需的時間（3）與x軸正方向成30o角（如圖中所示）射入的質(zhì)子，到達y軸的位置坐標。

參考答案：（1）質(zhì)子射入磁