福建省南平市忠信中學(xué)2021年高三物理聯(lián)考試卷含解析

福建省南平市忠信中學(xué)2021年高三物理聯(lián)考試卷含解析一、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.如圖所示，小球從B點(diǎn)沿光滑斜面BO從靜止下滑與從A點(diǎn)自由落體到O點(diǎn)時(shí)，速度和時(shí)間分別為v1、v2、t1、t2，正確的是（

）A．

v1<v2

B．v1=v2

C．t1<t2

D．t1=t2參考答案：AD2.（多選）如圖13所示，長(zhǎng)度為l的細(xì)線，一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一小球，先將線拉直呈水平，使小球位于P點(diǎn)，然后無(wú)初速釋放小球，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，懸線遇到在O點(diǎn)正下方水平固定著的釘子K，不計(jì)任何阻力，若要求小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，則K與O點(diǎn)的距離可以是A．

B．

C．

D．參考答案：AB3.假設(shè)地球同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，地球赤道平面與地球公轉(zhuǎn)平面共面，站在地球赤道某地的人，日落后4小時(shí)的時(shí)候，在自己頭頂正上方觀察到一顆恰好有陽(yáng)光照亮的人造地球衛(wèi)星，若該衛(wèi)星在赤道所在平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則此人造衛(wèi)星（）A.距地面高度等于地球半徑B.繞地球運(yùn)行的周期約為4小時(shí)C.繞地球運(yùn)行的角速度與同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度相同D.繞地球運(yùn)行的速率約為同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行速率的1.8倍參考答案：ABD試題分析：作出衛(wèi)星與地球之間的位置關(guān)系圖，根據(jù)幾何關(guān)系確定衛(wèi)星的軌道半徑．設(shè)此衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T1，地球自轉(zhuǎn)的周期為T2，則地球同步衛(wèi)星的周期也為T2，依據(jù)常識(shí)我們可以知道T2=24小時(shí)．根據(jù)開普勒第三定律求解T1，由衛(wèi)星速度公式求速率。解：A項(xiàng)：如圖所示：太陽(yáng)光可認(rèn)為是平行光，O是地心，人開始在A點(diǎn)，這時(shí)剛好日落，因?yàn)榻?jīng)過(guò)24小時(shí)地球轉(zhuǎn)一圈，所以經(jīng)過(guò)4小時(shí)，地球轉(zhuǎn)了60°，即：∠AOC=60°，此時(shí)人已經(jīng)到了B點(diǎn)，衛(wèi)星在人的正上方C點(diǎn)，太陽(yáng)光正好能照到衛(wèi)星，所以根據(jù)∠AOC=60°就能確定衛(wèi)星的軌道半徑為：r=OC=2OA=2R．則衛(wèi)星距地面高度等于地球半徑R，故A正確；B項(xiàng)：設(shè)此衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T1，地球自轉(zhuǎn)的周期為T2，則地球同步衛(wèi)星的周期也為T2，依據(jù)常識(shí)知道T2=24h根據(jù)開普勒第三定律有：，代入數(shù)據(jù)得：T1=14400s=4h。故B正確；C項(xiàng)：由于繞地球運(yùn)行的周期與同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期不等，所以繞地球運(yùn)行的角速度與同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度不同，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：由得：該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的速率之比，即繞地球運(yùn)行的速率約為同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行速率的1.8倍。故D正確。故應(yīng)選ABD。【點(diǎn)睛】這個(gè)題的突破口是“恰能在日落后4小時(shí)的時(shí)候，恰觀察到一顆自己頭頂上空被陽(yáng)光照亮的人造地球衛(wèi)星”，運(yùn)用幾何方法作出衛(wèi)星的位置，求出這顆衛(wèi)星的軌道半徑是解題的關(guān)鍵。4.（單選）如圖甲，某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處．滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示．由圖可以判斷

①圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值．②圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值．③圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m．④圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)1／m．以上判斷正確的是（）．

A．②④

B．②③C．①②③D．①②④參考答案：D5.（單選）如圖所示，“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星在月球引力作用下，先沿橢圓軌道向月球靠近，在P處變軌進(jìn)入繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道，再次變軌后實(shí)現(xiàn)軟著陸．已知“嫦娥三號(hào)”繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，運(yùn)行周期為T，引力常量為G．則（）A．“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星由遠(yuǎn)月點(diǎn)Q向近月點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度變小B．“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星在橢圓軌道與圓軌道經(jīng)過(guò)點(diǎn)P時(shí)速度相等C．由題中給出的條件可求出“嫦娥三號(hào)”繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度D．由題中給出的條件可求出月球的質(zhì)量和平均密度參考答案：考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用．專題：人造衛(wèi)星問(wèn)題．分析：環(huán)繞天體繞中心天體圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理分析速度的變化，掌握衛(wèi)星的變軌原理是通過(guò)讓衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng)來(lái)改變衛(wèi)星的軌道的．解答：解：A、衛(wèi)星由遠(yuǎn)月點(diǎn)向近月點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，引力對(duì)衛(wèi)星做正功，衛(wèi)星的動(dòng)能要增加，故衛(wèi)星做加速運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；B、在橢圓軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)后衛(wèi)星要做離心運(yùn)動(dòng)，而在圓軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)條件知，在橢圓軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于在圓軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度，故B錯(cuò)誤；C、已知嫦娥三號(hào)的軌道半徑和周期根據(jù)可以求出嫦娥三號(hào)圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，故C正確；D、根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力可以由嫦娥三號(hào)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期求得月球的質(zhì)量M，但不知道月球的半徑數(shù)據(jù)，故無(wú)法求得月球的密度，故D錯(cuò)誤．故選：C．點(diǎn)評(píng)：該題考查萬(wàn)有引力與航天，這類問(wèn)題的關(guān)鍵是萬(wàn)有引力提供向心力，能夠題意選擇恰當(dāng)?shù)南蛐牧Φ谋磉_(dá)式，通過(guò)公式可以求得中心天體的質(zhì)量，知道橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)半徑變化的原理．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.我們繞發(fā)聲的音叉走一圈會(huì)聽到時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的聲音，這是聲波的現(xiàn)象；如圖是不同頻率的水波通過(guò)相同的小孔所能達(dá)到區(qū)域的示意圖，則其中水波的頻率最大的是圖．參考答案：:干涉，

C7.（選修3－4）（6分）如圖復(fù)合色光經(jīng)過(guò)半圓型玻璃磚后分成ab兩束光，比較ab兩束光在玻璃磚中的傳播速度Va

Vb，入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO，出射光線中__________最先消失，若在該光消失時(shí)測(cè)得AO與BO間的夾角為α，則玻璃對(duì)該光的折射率為

。

參考答案：

答案：＜

a

1/sinα（各2分）8.如圖所示為熱水系統(tǒng)的恒溫器電路，R1是可變電阻，R2是熱敏電阻，當(dāng)溫度低時(shí)，熱敏電阻的阻值很大，溫度高時(shí)，熱敏電阻的阻值很小。只有當(dāng)熱水器中的水位達(dá)到一定高度（由水位計(jì)控制）且水的溫度低于某一溫度時(shí)，發(fā)熱器才會(huì)開啟并加熱，反之，便會(huì)關(guān)掉發(fā)熱器。圖中虛線框中應(yīng)接入的是_______門邏輯電路；為將發(fā)熱器開啟的水溫調(diào)高一些，應(yīng)使可變電阻的阻值_______。參考答案：

答案：與、

減小9.長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球，桿的下端用鉸鏈固接于水平地面上的O點(diǎn)，斜靠在質(zhì)量為M的正方體上，在外力作用下保持靜止，如圖所示。忽略一切摩擦，現(xiàn)撤去外力，使桿向右傾倒，當(dāng)正方體和小球剛脫離瞬間，桿與水平面的夾角為θ，小球速度大小為v，此時(shí)正方體M的速度大小為__________，小球m落地時(shí)的速度大小為__________。參考答案：，（或） 10.(4分)某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長(zhǎng)5cm后由靜止釋放，滑塊開始振動(dòng)。他們分析位移—時(shí)間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，滑塊從最右端運(yùn)動(dòng)到最左端所用時(shí)間為1s，則彈簧振子的振動(dòng)頻率為

Hz；以釋放的瞬時(shí)為初始時(shí)刻、向右為正方向，則滑塊運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）11.氦4核的產(chǎn)生可以有多種方式，其中一種是由氦3核與氘核結(jié)合而成，其核反應(yīng)方程式是_________；若質(zhì)子、氘核與氦3核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，該核反應(yīng)產(chǎn)生核能為E，且以射線的形式釋放，真空中光速用c表示，普朗克常量為h，則氦4核的質(zhì)量m4=________，射線的頻率為________。參考答案：

12.某行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，萬(wàn)有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為___________，太陽(yáng)的質(zhì)量可表示為__________。參考答案：13.如圖所示的實(shí)線和虛線分別表示同一個(gè)單擺在A、B兩個(gè)星球半徑大小相同的星球表面上的振動(dòng)圖象，其中實(shí)線是A星球上的，虛線是B星球上的，那么兩個(gè)星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。參考答案：4：1三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時(shí)刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動(dòng)能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動(dòng)。A、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個(gè)先停止？該物塊剛停止時(shí)A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過(guò)程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會(huì)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計(jì)算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問(wèn)結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動(dòng)停下來(lái)之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過(guò)計(jì)算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動(dòng)量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動(dòng)時(shí)加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個(gè)物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時(shí)間為t，B向左運(yùn)動(dòng)的路程為sB。，則有④⑤⑥在時(shí)間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動(dòng)，碰撞并不改變A的速度大小，所以無(wú)論此碰撞是否發(fā)生，A在時(shí)間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時(shí)間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒(méi)有與B發(fā)生碰撞，此時(shí)A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時(shí)刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時(shí)速度的大小為vA′，由動(dòng)能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動(dòng)距離為sA′時(shí)停止，B向左運(yùn)動(dòng)距離為sB′時(shí)停止，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.（8分）（1）美國(guó)科研人員正在研制一種新型鎳銅長(zhǎng)效電池，它是采用銅和放射性同位素鎳63(Ni)兩種金屬作為長(zhǎng)壽命電池的材料，利用鎳63(Ni)發(fā)生一次β衰變成銅（Cu），同時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63(Ni)和銅片做電池兩極，鎳63(Ni)的衰變方程為 。（2）一靜止的質(zhì)量為M的鎳核63(Ni)發(fā)生β衰變，放出一個(gè)速度為v0，質(zhì)量為m的β粒子和一個(gè)反沖銅核，若鎳核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為β粒子和銅核的動(dòng)能。求此衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損（虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比可忽略不計(jì)）。參考答案：解析：（1）；（2）設(shè)衰變后銅核的速度為v，由動(dòng)量守恒

①由能量方程

②由質(zhì)能方程

③解得

④點(diǎn)評(píng)：本題考查了衰變方程、動(dòng)量守恒、能量方程、質(zhì)能方程等知識(shí)點(diǎn)。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.某透明物體的橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形，AB為直角邊，長(zhǎng)度為2L，ABC=45°，ADC為一圓弧，其圓心在AC邊的中點(diǎn)。此透明物體的折射率為n=2.0。若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入透明物體，試由光路圖畫出光線從ADC圓弧射出的區(qū)域，并求此區(qū)域的圓弧長(zhǎng)度s。（不考慮經(jīng)ADC圓弧反射后的光線）參考答案：：如右圖，作出兩條邊緣光線，所求光線射出的區(qū)域?yàn)镋DF。（3分） 如圖，從圓弧ADC射出的邊緣光線對(duì)應(yīng)的入射角等于材料的臨界角， 因（1分），故（1分）。 由幾何關(guān)系得：圓弧EDF長(zhǎng)度為（2分） 故所求（2分）17.(10分)如圖所示，在xOy平面內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，一帶正電荷量Q的粒子，質(zhì)量為m，從O點(diǎn)以某一初速度垂直射入磁場(chǎng)，其軌跡與x、y軸的交點(diǎn)A、B到O點(diǎn)的距離分別為a、b，試求：(1)初速度方向與x軸夾角θ；(2)初速度