上海市民办东光明中学2021-2022学年高三物理联考试题含解析

上海市民办东光明中学2021-2022学年高三物理联考试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选题）研发卫星的成本高，提高卫星的使用寿命是节约成本的方法之一，如图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，从而延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，“轨道康复者”与同步卫星的轨道半径之比为1：4．若不考虑“轨道康复者”与同步卫星之间的万有引力，则下列说法正确的是（）A．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为6hB．在图示轨道上，“轨道康复者”加速度大小是同步卫星加速度大小的4倍C．在图示轨道上，“轨這康复者”的线速度大小是同步卫星线速度大小的2倍D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”可从图示轨道上进行加速后再与同步卫星对接参考答案：CD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、向心加速度、周期，然后分析答题；卫星加速会做离心运动．【解答】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=mr，解得：T=2π，则===，T轨道康复者=T同步卫星=×24=3h，故A错误；B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=ma，解得，加速度：a=，则：===，故B错误；C、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，解得，线速度：v=，===，故C正确；D、“轨道康复者”从图示轨道上进行加速做离心运动，然后与同伴卫星对接进行施救，故D正确；故选：CD2.如图示，是一质点从位移原点出发的V﹣T图象，下列说法正确的是（）A．1s末质点离开原点最远 B．2S末质点回到原点C．3s末质点离开原点最远 D．4s末质点回到原点参考答案：D解：A、C、图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负，所以前2s内物体离原点最远，2s后物体开始反方向运动，故AC错误．B、D、因为图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负，所以前4s内物体的总位移为零，即物体回到出发点，故B错误，D正确．故选D3.（多选）一只小船渡河，水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于岸边．小船相对于水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示．船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，且船在渡河过程中船头方向始终不变．由此可以确定船（）A．沿AD轨迹运动时，船相对于水做匀减速直线运动B．沿三条不同路径渡河的时间相同C．沿AC轨迹渡河所用的时间最短D．沿AC轨迹船到达对岸的速度最小参考答案：考点：运动的合成和分解．.专题：运动的合成和分解专题．分析：根据运动的合成，结合合成法则，即可确定各自运动轨迹，由运动学公式，从而确定运动的时间与速度大小．解答：解：A、当沿AD轨迹运动时，则加速度方向与船在静水中的速度方向相反，因此船相对于水做匀减速直线运动，故A正确；B、船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，因运动的性质不同，则渡河时间也不同，故B错误；C、沿AB轨迹，做匀速直线运动，则渡河所用的时间大于沿AC轨迹运动渡河时间，故C正确；D、沿AC轨迹，船是匀加速运动，则船到达对岸的速度最大，故D错误．故选：AC．点评：考查运动的合成与分解的应用，注意船运动的性质不同，是解题的关键．4.一台理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=10:1。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻，下列说法正确的是A．原线圈的输入电压与副线圈的输出电压之比为1:10B．原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为1:10C．该交流电的频率为50HzD．原线圈电流的有效值是22A参考答案：BC5.某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个可看作理想的小变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n匀速转动时，额定电压为U0的灯泡正常发光，电压表示数是U1。巳知线圈电阻是r，灯泡电阻是R，则有A.变压器输入电压的瞬时值是B.变压器的匝数比是U1:U0C.电流表的示数是D.线圈中产生的电动势最大值是参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为的小球在距地面高为处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间的夹角为。则小球落地时速度大小为

，小球落地时重力的功率为

。（不计空气阻力，重力加速度）参考答案：5

(2分)

40

(2分)（1）由平抛运动的规律可得，下落时间，落地瞬间竖直方向的分速度，落地时的实际速度，落地时重力的功率为，代入题给数据即可得答案。7.光线从折射率n=的玻璃进入真空中，当入射角为30°时，折射角为

▲

参考答案：8.在实验室中用螺旋测量金属丝的直径时，如图所示，由图可知金属丝的直径是

mm．参考答案：5.615解：螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为11.5×0.01mm=0.115mm，所以最终读数为5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案为：5.6159.一个理想的单摆，已知其周期为T。由于某种原因，自由落体加速度变为原来的，振幅变为原来的，摆长变为原来的，摆球质量变为原来的，则它的周期变为原来的

。参考答案：10.（2）“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用光电门传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为__________m/s。参考答案：1011.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角=60°．已知这种玻璃的折射率n=，则：①这条光线在AB面上的的入射角为

；②图中光线ab

（填“能”或“不能”）从AC面折射出去．参考答案：①45°(2分)

②不能12.

（4分）如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，封闭有一定质量的理想气体，若用力缓慢向下推动活塞，使活塞向下移一段距离，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变．由此可以判断，被封闭气体的内能-

（填不变或改变），体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体

热（填吸或放）．

参考答案：答案：不变；放．（每空2分）13.质量为m，速度为v0的子弹，水平射入一固定的地面上质量为M的木块中，深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑的水平面上，欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L，则其水平速度应为__________。

参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.从一定高度的气球上自由落下两个物体，第一个物体下落1s后，第二物体开始下落，两物体用长93.1m的绳连接在一起，求第二个物体下落多少时间绳被拉紧（g=10m/s2）参考答案：：8.8117.如图所示为一种电磁装置，由粒子源、加速电场、偏转电场、匀强磁场组成．在S点有一粒子源，能不断释放电量为q，质量为m的静止带电粒子，被加速电压为U，极板间距离为d的匀强电场加速后，从正中央垂直射入电压为U的匀强偏转电场（偏转电场中电压正负极随时间做周期性变化），偏转极板长度和极板距离均为L，带电粒子在偏转电场中一次偏转后即进入一个垂直纸面方向的匀强磁场，其磁感应强度为B．若不计重力影响，欲使带电粒子通过某路径返回S点，求：（1）粒子进入磁场时速度大小．（2）匀强磁场的宽度D至少为多少？（3）该带电粒子周期性运动的周期T是多少？偏转电压正负极多长时间变换一次方向？参考答案：解：（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理得：，解得：…①由于粒子在电场加速过程中做匀加速直线运动，则加速的时间t1为：t1==…②粒子在偏转电场中做类似平抛运动，其加速度a为：，粒子通过偏转电场的时间t2为：…③粒子在偏转电场中的侧移距离y为：…④侧向速度vy为：则粒子射出偏转电场时的速度v为：…⑤（2）以速度v进入磁场后做匀速度圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：…⑥则磁场宽度为：…⑦（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T'为：，tanθ==2，则：θ=arctan2，所以粒子在磁场中运动的时间t3为：…⑧粒子从S出发到回到S的周期T为：T=2t1+2t2+t3=4d+2L+；偏转电压正负极换向时间t为：t==2d+L+；答：（1）粒子进入磁场时速度大小为．（2）匀强磁场的宽度D至少为+．（3）该带电粒子周期性运动的周期T是4d+2L+；偏转电压正负极经2d+L+变换一次方向．18.随着科学技术水平的不断进步，相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此，科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动，人们生活在空间站的环形管道中，管道内部截面为圆形，直径可达几千米，如图(a)所示。已知地球质量为M，地球半径为R，空间站总质量为m，G为引力常量。(1)空问站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R，求空间站在轨道上运行的线速度大小;(2)为解决长期太空生活的失重问题，科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转，使在空问站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1、r2，环形管道壁厚度忽略不计，如图(b)所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴睁止)，则该空间站的自转周期应为多大:(3)为进行某项科学实验，空间站需将运行轨道进行调整，先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时，再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响，且每次调速持续的时间很短。①请说明空间站在这两次调速过程中，速度大小是如何变化的；②若以无穷远为引力势能零点，空间站与地球间的引力势能为，式中r表示空间站到地心的距离，求空