湖南省長(zhǎng)沙市五美中學(xué)高三物理聯(lián)考試題含解析

湖南省長(zhǎng)沙市五美中學(xué)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.以下說(shuō)法正確的是

A．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子勢(shì)能最小B．布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．一滴油酸酒精溶液體積為V，在水面上形成的單分子油膜面積為S，則油酸分子的直徑D．溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)參考答案：AD21、如圖所示，輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體，A放在水平地面上，B的上端通過(guò)細(xì)線(xiàn)掛在天花板上；已知A的重力為8N，B的重力為6N，彈簧的彈力為4N．則地面受到的壓力大小和細(xì)線(xiàn)受到的拉力大小可能是（

）A．18N和10N

B．4N和10N

C．12N和2N

D．14N和2N參考答案：BC3.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與材料科學(xué)、能源的開(kāi)發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)于材料、能源的說(shuō)法正確的是

。A、化石能源為清潔能源

B、納米材料的粒度在10-100μm之間C、半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間D、液晶既有液體的流動(dòng)性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向同性參考答案：D

4.（單選）如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線(xiàn)框cdef組成的“10"圖案在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一起向右勻速平動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直線(xiàn)框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大，則下列說(shuō)法正確的是（

） A．導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)高，電勢(shì)差Uab在逐漸增大 B．導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低，電勢(shì)差Uab在逐漸增大 C．線(xiàn)框中cdef有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，電流大小在逐漸增大 D．線(xiàn)框中cdef有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，電流大小在逐漸增大參考答案：A5.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對(duì)于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是（

）它們運(yùn)行的線(xiàn)速度小于第一宇宙速度

B.它們的向心加速度等于地面重力加速度C.它們位于5個(gè)不同的獨(dú)立軌道上

D.它們中的一顆可能經(jīng)過(guò)天津的正上方參考答案：A第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v=可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運(yùn)行的線(xiàn)速度一定小于第一宇宙速度，故A正確．由可知同步衛(wèi)星的向心加速度，而地面重力加速度，故B錯(cuò)誤。若衛(wèi)星在除赤道所在平面外的任意點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了“同步”，那它的運(yùn)動(dòng)軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個(gè)平面上，這是不可能的．同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，根據(jù)F=G=mω2（R+h），因?yàn)棣匾欢ǎ詇必須固定，即同步衛(wèi)星的高度是一個(gè)確定的值，故同步衛(wèi)星必定在赤道上空某一特定高度的軌道上運(yùn)行，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.為“驗(yàn)證牛頓第二定律”，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：A．實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪，另一端掛一質(zhì)量為m＝0.5kg的鉤碼，用墊塊將長(zhǎng)木板的有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；B．保持長(zhǎng)木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，接好紙帶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后讓滑塊沿長(zhǎng)木板滑下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖乙中紙帶的哪端與滑塊相連_______________________________________________________________________．(2)圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源，根據(jù)圖乙求出滑塊的加速度a＝________m/s2.(3)不計(jì)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M＝________kg.(g取9.8m/s2)參考答案：(1)取下細(xì)繩和鉤碼后，滑塊加速下滑，隨著速度的增加點(diǎn)間距離逐漸加大，故紙帶的右端與滑塊相連．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)勻速下滑時(shí)滑塊所受合外力為零，撤去鉤碼滑塊所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.7.（6分）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，電阻為R。線(xiàn)框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框中感應(yīng)電流的有效值I=

。線(xiàn)框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量q=

。

參考答案：，解析：本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計(jì)算等知識(shí)。電動(dòng)勢(shì)的最大值，電動(dòng)勢(shì)的有效值，電流的有效值；8.在真空的直角坐標(biāo)系中，有兩條互相絕緣且垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別與x、y軸重合，電流方向如圖所示．已知真空中距無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)距離為r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，k=2×10-7T·m/A．若I1=4.0A，I2=3.0A．則：在xOz平面內(nèi)距原點(diǎn)r=10.0cm的各點(diǎn)中，

處磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，最小值為

．

參考答案：

答案：(0，10cm)和(0，－10cm)，1.0×10-5T9.如圖甲，水平面內(nèi)的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于直角三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0時(shí)刻A、B同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)，此后形成的波動(dòng)圖象均如圖乙，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t=4s時(shí)C點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)。則該機(jī)械波的傳播速度大小為_(kāi)________；兩列波相遇后，C點(diǎn)振動(dòng)_________（填“加強(qiáng)”或“減弱”）。該列波的波長(zhǎng)是______m，周期是______s。參考答案：（1）1m／s

減弱

2m

2s

10.某同學(xué)用如圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．將單擺用磁鐵懸掛在鐵質(zhì)黑板上的O點(diǎn)，在O點(diǎn)下方將穿在圓環(huán)狀磁鐵的細(xì)鐵釘同樣吸在黑板上的P點(diǎn)，同時(shí)在黑板上用粉筆畫(huà)一條水平線(xiàn)MN，將細(xì)線(xiàn)拉直，讓非磁性擺球從MN上的A點(diǎn)由靜止釋放．當(dāng)其擺至另一側(cè)最高點(diǎn)時(shí)，觀(guān)察其位置是否在水平線(xiàn)上，從而驗(yàn)證擺球在此過(guò)程中在誤差范圍內(nèi)機(jī)械能是否守恒．（1）為進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該同學(xué)通過(guò)調(diào)整

，然后再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)．（2）在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線(xiàn)MN略低，造成該結(jié)果的原因是

（寫(xiě)出一條即可）．參考答案：（1）P點(diǎn)的高度；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦阻力．【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．【分析】小球釋放后，只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)碰到釘子后，機(jī)械能仍守恒，為多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，則可改變P點(diǎn)的高度；小球在擺動(dòng)過(guò)程中，因存在摩擦阻力，則擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線(xiàn)MN略低．【解答】解：（1）由題意可知，由于小球釋放后，只有重力做功，機(jī)械能守恒，因此只要小球另一側(cè)最高點(diǎn)在同一水平線(xiàn)即可，為了多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可通過(guò)調(diào)整P點(diǎn)的高度，再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)；（2）在實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)位置總比水平線(xiàn)MN略低，造成該結(jié)果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案為：（1）P點(diǎn)的高度；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到摩擦阻力．11.(3-4模塊)(3分)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖所示。波速大小為0.6m/s，P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x=0.96m。波源O點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向__▲___(填“y軸正方向”或“y軸負(fù)方向”)，波的周期為_(kāi)__▲___s。從圖中狀態(tài)為開(kāi)始時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)__▲__s時(shí)間第二次達(dá)到波峰。參考答案：答案：y的負(fù)方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)12.描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的公式是x＝．自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下。若不考慮空氣阻力及在地面反彈時(shí)的能量損失，此運(yùn)動(dòng)(填“是”或“不是”)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．參考答案：x=Asinωt

不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)表達(dá)式為：x=Asinωt，籃球的運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間的變化不遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，所以不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。13.如圖所示，是自行車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則大齒輪邊緣的線(xiàn)速度為

，自行車(chē)前進(jìn)的速度為

。參考答案：

，

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.“水立方”國(guó)家游泳中心是北京為2008年夏季奧運(yùn)會(huì)修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長(zhǎng)50m、寬25m、水深3m．設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個(gè)解：游泳池中水的質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質(zhì)的量為；所含的水分子數(shù)為個(gè)15.（8分）為確定愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：用動(dòng)能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個(gè)粒子，測(cè)得兩個(gè)粒子的動(dòng)能之和為MeV。寫(xiě)出該反應(yīng)方程，并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來(lái)自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以正確。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（06年全國(guó)卷Ⅱ）（19分）一質(zhì)量為m＝40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t＝0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。

參考答案：解析：由圖可知，在t＝0到t1＝2s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)大于mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為f1，電梯及小孩的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律，得：

f1－mg＝ma1

①

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

h1＝

②

在t1到t＝t2＝5s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)等于mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動(dòng)，速度為t1時(shí)刻的電梯的速度，即

v1＝a1t1

③

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

h1＝v1t2

④

在t2到t＝t3＝6s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)小于mg，故電梯應(yīng)做減速上升運(yùn)動(dòng)。設(shè)這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為f2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律，得：mg－f2＝ma2

⑤

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

h3＝

⑥

電梯上升的總高度

h＝h1＋h2+h3

⑦

由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得

h＝9m

⑧17.(10分)我國(guó)在2010年實(shí)現(xiàn)探月計(jì)劃—“嫦娥工程”。同學(xué)們也對(duì)月球有了更多的關(guān)注。⑴若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；⑵若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回拋出點(diǎn)．已知月球半徑為r，萬(wàn)有引力常量為G，試求出月球的質(zhì)量M月．參考答案：解析：⑴根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式：

G

（1）

（2分）

mg=G

（2）

（2分）

解（1）（2）得：r=

（3）

（1分）

⑵設(shè)月球表面處的重力加速度為g月，根據(jù)題意：

V0=g月t/2

（4）

（2分）

g月=GM月/r2

（5）

（2分）

解（4）（5）得：M月=2v0r2/Gt

（6）

（1分）

18.如圖甲所示，固定的光滑半圓軌道的直徑PQ沿豎直方向，其半徑R的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)，軌道上裝有壓力傳感器，其位置N始終與圓心O等高。質(zhì)量M=1kg、長(zhǎng)度L=3m的小車(chē)靜置在光滑水平地面上，小車(chē)上表面與P點(diǎn)等高，小車(chē)右端與P點(diǎn)的距離s=2m。一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以v0=6m/s的水平初速度從左端滑上小車(chē)，當(dāng)小車(chē)與墻壁碰撞后小車(chē)立即停止運(yùn)動(dòng)。在R取不同值時(shí)，壓力傳感器讀數(shù)F與的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊與小車(chē)表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v1；（2）圖乙中a和b的值；（3）在＞3.125m-1的情況下，小滑塊落在小車(chē)上的位置與小車(chē)左端的最小距離xmin。參考答案：（1）小滑塊滑上小車(chē)后將做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小車(chē)將做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)小滑塊加速度大小為a1，小車(chē)加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：對(duì)滑塊有

μmg=ma1

①

對(duì)小車(chē)有

μmg=Ma2

②

設(shè)小車(chē)與滑塊經(jīng)歷時(shí)間t后速度相等，則有v0－a1t=a2t

③

滑塊的位移

s1=v0t－a1t2

④

小車(chē)的位移

s2=a2t2

⑤

代入數(shù)據(jù)解得

s1=5m

s2=2m

由于s2=s，L=s1－s2，說(shuō)明小車(chē)與墻壁碰撞時(shí)小滑塊恰好到達(dá)小車(chē)右端，即小滑塊到達(dá)P點(diǎn)的速度v1==4m/s

另解：設(shè)小滑塊與小車(chē)共速的速度為v，相對(duì)位移為L(zhǎng)0，則由動(dòng)量守恒定律得mv0=(M+m)v解得v=4m/s