山西省阳泉市黄统岭中学2021年高三物理联考试卷含解析

山西省阳泉市黄统岭中学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.（单选）如图所示，两个倾角分别为30°和60°的足够长光滑斜面同定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．两个质量均为m、带电荷量为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端南静止释放，运动一段时间后．两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（）A．甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B．甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C．甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同D．两滑块在斜面上运动的过程中（从释放到离开斜面），重力的平均功率相等参考答案：考点：动能定理的应用；洛仑兹力．专题：动能定理的应用专题．分析：小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力减小，当支持力减到0时，离开斜面．解答：解：A、小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，故：mgcosθ=qvmB解得：vm=所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，故A正确，B、由受力分析得加速度a=gsinθ，所以甲的加速度小于乙的加速度，因为甲的最大速度大于乙的最大速度，由vm=at得，甲的时间大于乙的时间，故B错误；C、由AB的分析和x=得，甲的位移大于乙的位移，故C错误；D、由平均功率的公式P=F=mgsinθ=，所以D正确故选：AD点评：解决本题的关键知道洛伦兹力的方向和洛伦兹力的大小以及能够正确的受力分析，理清物体的运动状况．2.（单选）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A.U=110V,

I=0.2A

B.U=110V,

I=0.05AC.U=V,

I=0.2A

D.U=V,

I=A参考答案：A3.如图所示，在粗糙的斜面上，物块用劲度系数为100N/m的轻质弹簧平行于斜面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止，在其他位置不能静止．测得ab=22cm，oa=8cm．则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为（

）A．14N

B．10N

C．8N

D.6N参考答案：D4.（多选）劳伦斯和利文斯顿设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，初速可忽略，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．下列说法中正确的是（

）A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子加速参考答案：AC5.（多选）一列波源在x=0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02s，t0时刻的波形如图所示．此时x=12cm处的质点P恰好开始振动．则下列说法正确的是（）A．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B．波源开始振动时的方向沿y轴负方向C．此后一个周期内，质点P通过的路程为8cmD．这列波的波速为4m/s参考答案：：解：A、根据质点的振动与波的传播的关系知，质点P处于上坡，向下振动，故A错误B、波传到质点P时向下振动，故波源开始振动时的方向沿y轴负方向，故B正确C、一个周期内质点P通过的路程4A=4*5=20cm，故C错误D、波速，故D正确故选：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN，现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧的A点，并使金属板接地。已知A点离金属板MN的距离为d，C点在A点和板MN之间，AC⊥MN，且AC长恰为。金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比______________（选填“等量同种电荷”、“等量异种电荷”）之间的电场分布；在C点处的电场强度EC=______________。参考答案：（1）等量异种电荷

(2)

7.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按右上图接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系．当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右下图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路．S闭合后，将线圈A插入线圈B的过程中,电流表的指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(2)线圈A放在B中不动时,指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将

（填：左偏、右偏或者不偏）．

参考答案：（1）右偏，（2）不偏，（3）右偏，（4）左偏8.在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为

s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为

m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是

m。参考答案：16；2；169.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止开始先加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（N-t）图像，如图所示，则电梯在启动阶段经历了_______s加速上升过程；电梯的最大加速度是______m/s2。（g=10m/s）

参考答案：

答案：4，

6.7

10.水平面中的平行导轨相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图，直导线ab放在导轨上并与其垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现电容器上极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填向“左”或向“右”)；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=_________参考答案：左

Q／BLC由题意可知，电容器极板上带负电荷，因此因棒的切割，从而产生由a到b的感应电流，根据右手定则可知，只有当棒向左滑动时，才会产生由a到b的感应电流；根据电容器的电容公式，而棒切割磁感线产生感应电动势大小为：E=BLv，此时U=E，所以ab滑动的速度为：，11.如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大于

，它们的最大加速度不能大于

参考答案：

略12.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为（此处k为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．俯视观察，圆环中的感应电流方向为（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为．参考答案：顺时针

;13.光滑水平面上两物体b、b用不可伸长的松弛细绳相连，A质量为2kg，B质量为1kg；现使两物体同时沿直线背向而行(=4m/s，

=2m/s)，直至绳被拉紧，然后两物体一起运动，它们的总动量大小为

kg·m/s，两物体共同运动的速度大小为

m/s．参考答案：6

2三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极。参考答案：N、S极1分电源+、-极四、计算题：本题共3小题，共计47分16.泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流．泥石流流动的全过程虽然只有很短时间，但由于其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大．某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，他们设计了如图1的模型：在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移变化如图2所示，已知物体与地面的间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2．则：（1）物体在运动过程中的最大加速度为多少？（2）在距出发点多远处，物体的速度达到最大？（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？参考答案：：解：（1）当推力F最大时，加速度最大，由牛顿第二定律，得：Fm﹣μmg=mam可解得：am=15m/s2（2）由图象可知：F随x变化的函数方程为F=80﹣20x速度最大时，合力为0，即F=μmg所以x=3m（3）位移最大时，末速度一定为0由动能定理可得：WF﹣μmgs=0由图象可知，力F做的功为WF=Fmxm=×80×4=160J所以s=8m答：（1）物体在运动过程中的最大加速度为15m/s2；（2）在距出发点3m时，物体的速度达到最大．（3）物体在水平面上运动的最大位移是8m．17.在光滑的水平面上，一质量为mA=0.1kg的小球A，以8m/s的初速度向右运动，与质量为mB=0.2kg的静止小球B发生正碰。碰后小球B滑向与水平面相切、半径为R=0.5m的竖直放置的光滑半圆形轨道，且恰好能通过最高点N后水平抛出。g=10m/s2求：（1）碰撞后小球B的速度大小（2）小球B从轨道最低点M运动到最高点N的过程中所受合外力的冲量（3）碰撞过程中系统的机械能损失参考答案：见解析(1)小球B恰好能通过圆形轨道最高点，有…………①解得m/s 方向向左…………②

小球B从轨道最低点M运动到最高点N的过程中机械能守恒，

有…………③

联立①②解得m/s…………④

(2)设向右为正方向，合外力对小球B的冲量为=－（）N?s，方向向左…………⑤(3)碰撞过程中动量守恒，有…………⑥水平面光滑，所以式中解得－2m/s…………⑦碰撞过程中损失的机械能为=0.5J…………⑧18.如图所示，真空中两细束平行单色光a和b从一透明半球的左侧以相同速率沿半球的平面方向向右移动，光始终与透明半球的平面垂直．当b光移动到某一位置时，两束光都恰好从透明半球的左侧球面射出（不考虑光在透明介质中的多次反射后再射出球面）．此时a和b都停止运动，在与透明半球的平面平行的足够大的光屏M上形成两个小光点，已知透明半球的半径为R，对单色光a和b的折射率分别为n1=和n2=2，光屏M到透明半球的平面的距离为L=（）R，不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为c，求：（1）两细束单色光a和b的距离d；（2）两束光从透明半球的平面入射直至到达光屏传播的时间差△t．参考答案：解：（1）设a、b两光束的临界角分别为C1和C2．则sinC1=，sinC2=代入解得C1=60°，C2=30°所以两细束单色光a和b的距离d=RsinC1﹣RsinC2=R（2）a光在半球中传播速度v1=a光在半球中传播的时间t1=a光射出半球到射到光屏的距