山西省忻州市阳明堡镇大茹解中学2021年高三物理联考试卷含解析

山西省忻州市阳明堡镇大茹解中学2021年高三物理联考试卷含解析一、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.如图甲所示，匝数n1：n2=1：2的理想变压器原线圈与水平放置的间距l=1m的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，副线圈接有电阻值R=2Ω的电阻，与导轨接触良好的电阻r=1Ω，质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间如图乙所示（正弦图线）规律变化，则（）A．电压表的示数为3VB．电路中的电流方向每秒钟改变5次C．电阻R实际消耗的功率为2WD．在0﹣0.05s的时间内克服安培力做功0.48J参考答案：C【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；变压器的构造和原理．【分析】导体棒的速度按正弦规律变化，故产生正弦式交变电流，由E=BLv可推导出感应电动势瞬时值的表达式，进一步求出感应电动势的最大值和有效值，根据闭合电路欧姆定律、欧姆定律、理想变压器的电压、电流关系可求出原副线圈中感应电流的有效值．根据功率的计算公式、功能关系可求得电阻R消耗的实际功率和在0﹣0.05s的时间内克服安培力做的功【解答】解：A、由图乙可知，速度v随时间变化的周期为0.2s，rad/s，瞬时速度v与t满足关系式：，导体棒切割磁感线产生的感应电动势V，则感应电动势的有效值，设原、副线圈两端电压分别为U1、U2，原、副线圈中的电流分别为I1、I2由闭合电路欧姆定律可得：U1=E﹣I1r…①由欧姆定律可得：U2=I2R…②由理想变压器电压关系得：…③由理想变压器电流关系得：…④由①②③④解得：I1=2A、I2=1A将I1=2A代入①式得U1=1V，故A错误B、交变电流每个周期电流方向改变2次，因为T=0.2s，所以每秒钟有5个周期，故每秒钟电流的方向改变10次，故B错误C、电阻R实际消耗的功率P=I22R，代入数据得P=2W，故C正确D、根据功能关系可得：在0﹣0.05s内克服安培力所做功在数值上等于电路中产生的电热Q=EIIt=0.30J，故D错误故选：C2.（多选）“蹦极”是一项刺激的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中，弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示，其中、时刻图线切线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。下列说法中正确的是

(

)A.时刻运动员的加速度为零B．～时间内运动员的机械能先减小后增大C．～时间内运动员处于超重状态D．时刻运动员具有向上的最大速度参考答案：BC解析：A、由图象可知，t3时刻弹力最大，运动员受到的合力最大，由牛顿第二定律可知，此时运动员的加速度最大，不为零，故A错误；B、取运动员与橡皮筋为一系统，只有重力与弹力做功，故系统机械能守恒，～时间内橡皮筋先伸长后缩短，弹性势能先增大后减小，所以运动员的机械能先减小后增大，故B正确；C、～时间内运动员处于超重状态拉力大于重力，合力向上。加速度向上，处于超重状态，故C正确；D、时刻弹簧弹力达到最大值，运动员运动动最低点，速度为零，故D错误，故选BC3.由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步通信卫星，这些卫星的A．速率可以不同

B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同

D．质量可以不同参考答案：D4.如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成角的拉力，作用下加速向前运动，已知物体与桌面间的动摩擦因数为，则下列判断正确的是A．物体受到的摩擦力为B．物体受到的摩擦力为C．物体对地面的压力为mgD．物体受到地面的支持力为参考答案：D5.2004年9月18日，欧盟和中国草签了中国参与伽利略项目的协议，我国和欧盟合作的建国以来最大的国际科技合作计划—伽利略计划将进入全面实施阶段。这标志着欧洲和我们都将拥有自己的卫星导航定位系统，并结束美国全球卫星定位系统（GPS）在世界独占熬头的局面。伽利略系统将由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，预计于2008年投入使用。卫星的轨道高度为km，倾角为，分布在3个轨道上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨预备卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作。若某颗预备卫星处在略低于工作卫星的轨道上，以下说法中正确的是A．预备卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度B．预备卫星的周期小于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度C．为了使该颗预备卫星进入工作卫星的轨道上，应考虑启动火箭发动机向后喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星加速D．为了使该颗预备卫星进入工作卫星的轨道上，应考虑启动火箭发动机向前喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星减速参考答案：答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为

。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）参考答案：7.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10，40/38.如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为θ，一物块沿斜面从左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，此物体在斜面上运动的加速度大小为

；入射初速度v的大小为

．参考答案：a=gsinθ,v0=a 9.如图所示，光滑斜面的倾角为q，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向。挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为_______，斜面受到两个小球压力大小之比为__________。参考答案：1/cosq，1/cos2q10.已知地球和月球的质量分别为M和m，半径分别为R和r。在地球上和月球上周期相等的单摆摆长之比为________，摆长相等的单摆在地球上和月球上周期之比为________。参考答案：根据可知，所以;根据，解得,所以；。11.一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

▲

方向传播（填“正”或“负”），波速为

▲

m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是

▲

m．参考答案：12.如图所示，实线为一列简谐波在t＝0时刻的波形，虚线表示经过Dt＝0.2s后它的波形图，已知T＜Dt＜2T（T表示周期），则这列波传播速度可能值v＝_____；这列波的频率可能值f＝_______。参考答案：13.氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下：①这个核反应称为_______________.②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中_____________（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量____________（选填“增加”或“减少”）了__________kg.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.测电池的电动势E和内阻r．①首先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表盘面如图a所示，其示数为V．②然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻（R0=5Ω）、开关S、若干导线和该电池连成电路，进一步测定该电池电动势和内阻．（ⅰ）在图b中，根据电路图，用笔画线代替导线，完成实物图连接．（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U．记录多组R、U数据，并计算出相应的与的值，做出-图线如图c所示．分析该图线斜率k的物理意义知k=

．（用E、r、R0表示）（ⅲ）从图线中可求得待测电池电动势E=V，内阻r=Ω．（计算结果均保留到小数点后两位）（ⅳ）若考虑电压表为非理想表，则电池电动势E测量值相对真实值（填“偏大”，“偏小”或“不变”）．参考答案：①1.55；②（i）如图所示；（ii）（ⅲ）1.54；0.57（iv）偏小．：解：①由图可知，所选量程为2.5V，则最小分度为：0.05，故读数为：1.55V②（ⅰ）根据原理图分析，采用的是一般的串联接法，电压表量程选择3V；故得出实物图如图所示（ⅱ）由闭合电路欧姆定律可得：U=R，变形得：=+，由数学知识可知，图象中的斜率为：k=（iii）截距为：b=；由图可知，b=0.65，所以E===1.54V；==1.35解得：r=0.57Ω（ⅳ）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理E=U+（+）r，=（1+）+?，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示（1+），所以E测小于E真，r测小于r真．故答案为：①1.55；②（i）如图所示；（ii）（ⅲ）1.54；0.57（iv）偏小．15.在“用单摆测重力加速度”的实验中，甲同学的操作步骤：a．取一根细线，下端系住一金属小球，上端固定在铁架台上b．用刻度尺量得细线长度Lc．在摆线偏离竖直方向50位置释放小球d．在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，记录小球完成n次全振动的总时间t，得到得到周期T=e．用公式g=计算重力加速度按上述方法得出的重力加速度僮与实际值相比

（选填“偏大”“相同”或“偏小”）．乙同学则在完成甲同学的操作步骤中的a、b、c、d四个步骤后，又改变摆线长L，测出对应的周期T，然后以摆线长L为横坐标，以周期T的二次方为纵坐标，作出了T2﹣L图象，求出图象的斜率K，然后由g=10m/s2，求出重力加速度g．乙同学得出的重力加速度与实际值相比

（选填“偏大”“相同”或“偏小”）．参考答案：偏小，相同【考点】用单摆测定重力加速度．【分析】根据公式g=，来求解加速度，L为摆长，T为周期；摆长实际值为：线长加小球的半径．通过摆长的分析判断误差．由重力加速度的表达式，根据数学知识分析T2﹣l图线斜率的意义【解答】解：根据公式g=，来求解加速度，摆长实际值为：线长加小球的半径．而在计算时我们把线的长度当做摆长进行计算，所以l值小了，故计算出的重力加速度偏小．根据重力加速度的表达式g=，可知，T2﹣l图线斜率k=，则g=；从g的表达式可知：g与摆长无关，所以因此失误对由图象求得的重力加速度的g的值无影响．故答案为：偏小，相同四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个带正电的质点，电量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移到b点，在这一过程中，除电场力外，其他力做功为6.0×l0-5J，质点的动能增加了8.0×l0-5J。求：(1)此过程中电场力做的功。(2)电荷电势能如何变化，变化了多少。(3)a、b两点间的电势差。参考答案：(1)W电=2×10-5J

(2)电势能减小2×10-5J

(3)Uab=10000V17.（14分）如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间匀强磁场的磁感应强度为B1。一束电荷量相同的带正电粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为。设粒子带电量为q，且不计粒子所受重力。求：打在a、b两点的粒子质量之差。

参考答案：解析：18.（28分）太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×106m，地球质量m＝6.0×1024kg，日地中心的距离r＝1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g＝10m/s2，1年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量M。（2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27kg，质量mα＝6.6458×10－27kg，电子质量me＝0.9×10－30kg，光速c＝3×108m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）参考答案：解析：（1）估算太阳的质量M设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知

①

地球表面处的重力加速度