2021-2022学年安徽省宿州市权集中学高三物理联考试卷含解析

2021-2022学年安徽省宿州市权集中学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.如图所示，物体从静止的传送带顶端由静止开始下滑到底端所用的时间为t；若在物体下滑过程中，传送带开始顺时针转动，物体滑到底端所用时间为t′.则t和t′的关系一定是()A．t′＞t

B．t′＝t

C．t′＜t

D．不能确定参考答案：CB2.在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+（）A.在电场中的加速度之比为1：1B.在磁场中运动的半径之比为3：1C.在磁场中转过的角度之比为1：2D.离开电场区域时的动能之比为1：3参考答案：CD两个离子的质量相同，其带电量是1：3的关系，所以由a=可知其在电场中的加速度是1：3，故A错误．要想知道半径必须先知道进入磁场的速度，而速度的决定因素是加速电场，所以在离开电场时其速度表达式为：v=，可知其速度之比为1：．又由qvB=m知，r=，所以其半径之比为：1，故B错误．由B的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为：1，设磁场宽度为L，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有sinθ=，则可知角度的正弦值之比为1：，又P+的角度为30°，可知P3+角度为60°，即在磁场中转过的角度之比为1：2，故C正确．由电场加速后：qU=mv2可知，两离子离开电场的动能之比为1：3，故D正确．故选CD．3.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示。由图可知A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin25πt（V）B．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W参考答案：BD4.水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为A.2htan(arcsin)

B.2htan(arcsinn)C.2htan(arccos)

D.2hcot(arccosn)参考答案：答案：A解析：岸上的人看到水面被光照亮是因为光线从水面射出后进入人的眼睛。光线在水面上发生了折射。如图所示，设光线OA在界面上恰好发生全反射，则sinC＝，由几何关系可知：tanC=，所以r＝htan(arcsin)，故其直径d＝2r＝2htan(arcsin)。5.倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，在斜面上放着一只质量为m的A盆，A盆用轻质细绳跨过定滑轮和B盘相连，B盘内放着质量和A盆质量相等的物体，如图所示，如果把这个物体改放在A盆中，则A的加速度跟原的加速度等值反向，由此可知盘的质量为A. B. C. D.参考答案：【知识点】牛顿第二定律．C2【答案解析】A解析：当物体放在B盘中时，根据牛顿第二定律：（mg+m′g）-mgsin30°=（2m+m′）a当物体放在A盘中时，根据牛顿第二定律：m′g-（m+m′）gsin30°=（2m+m′）a′

由题意，a′=-a联立得：m′=故选：A．【思路点拨】以AB和物整体为研究对象，分别根据根据牛顿第二定律列方程表示出两次的加速度即可求解．本题考查整体法和牛顿第二定律的应用，当两个物体的加速度相等时可以看作一个整体．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．

(1)若测得两光电门之间距离为d=0．5m，运动时间t=0．5s，则a=

☆

m/s2；(2)依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．(3)由图象可得滑块质量m=

☆

kg，滑块和轨道间的动摩擦因数=☆

.g=10m／s2)参考答案：7.某实验小组在探究加速度与力、质量的关系的实验中，得到以下左图所示的实验图线a、b，其中描述加速度与质量关系的图线是

；描述加速度与力的关系图线是

。为了便于观察加速度与质量关系通常采用

关系图线．⑵．（6分）在研究匀变速直线运动的实验中，获得反映小车运动的一条打点纸带如右上图所示，从比较清晰的点开始起，每5个打点取一个计数点（交流电源频率为50HZ），分别标出0与A、B、C、D、E、F点的距离，则小车①做

运动，判断依据

；②小车的加速度为______m/s2参考答案：8.如图所示为氢原子的能级图，有一群处于n=4激发态的氢原子发生跃迁时能够发出多种频率的光子，让这些光子照射逸出功为2.75ev的光电管，有

中光子能使光电管能发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能为

ev。参考答案：3

109.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_______________________________________________________________________．(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取9.8m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.10.在圆轨道运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则卫星运动的加速度为

，卫星的动能为

。参考答案：g/4，mgR／411.

（选修3-4）（4分）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B是介质中的二个质点．已知波是向x轴正方向传播的，由此可以判断：质点A的振幅为

cm，质点B此刻向

运动.

参考答案：答案：0.4；y轴正方向．（每空2分）12.模块3-4试题一列简谐横波，沿x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图1所示。①该振动的振幅是

______cm；②振动的周期是_______s；③在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是________cm。图2为该波在某一时刻的波形图，A点位于x=0.5m处。④该波的传播速度为_______m/s；⑤经过周期后，A点离开平衡位置的位移是_______cm。

参考答案：答案：①8②0.2③0④10⑤－8解析：振幅是质点偏离平衡位置的最大距离。所以可以得出振幅为。质点完成一个全振动的时间叫做一个周期。从图中可以看出周期为。当t等于周期时，坐标原点的质点处在平衡位置向下运动。所以位移为0。从图2中可以看出波长等于，所以有经过半个周期后，A点走过的路为振幅的2倍，所以处在负的最大位移处，为。13.一列简谐横波沿+x方向传播，波长为λ，周期为T．在t=0时刻该波的波形图如图甲所示，O、a、b是波上的三个质点．则图乙可能表示

（选填“O”、“a”或“b”）质点的振动图象；t=时刻质点a的加速度比质点b的加速度

（选填“大”或“小”）参考答案：b，小【分析】根据振动图象读出t=0时刻质点的位移和速度方向，再确定图乙可能表示哪个质点的振动图象．根据质点的位移分析加速度的大小．【解答】解：由图乙知，t=0时刻质点的位移y=0，速度沿y轴正方向．根据波形平移法知，甲图中b点的振动方向沿y轴正方向，且位移y=0，则图乙可能表示b质点的振动图象．t=时刻质点a到平衡位置，b到波峰，由a=﹣知，a的加速度比质点b的加速度小．故答案为：b，小．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率为50Hz，让重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），打下图中D点时纸带的速度vD＝

▲

m/s

(保留三位有效数字)，该同学处理纸带后得数据如下表，请在坐标纸上作出其速度v—时间t图象。若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重力加速度，试分析可能的原因：

▲

。

位

置ABCDE

速度v/(ms-1)0.9551.912.86▲4.27

参考答案：⑶3.56

（2分）如图（2分）

受到摩擦阻力和空气阻力的作用（2分）15.利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t．改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示．s（m）0.5000.6000.7000.8000.9000.950t（ms）292.9371.5452.3552.8673.8776.4s/t（m/s）1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是___▲____；（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线；（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=_____▲_______m/s2（保留2位有效数字）．参考答案：（1）=-at+vt(2分)（2）图线如图所示。(2分)（3）2.0(2分)解析：设滑块经过光电门甲的速度为v0，由匀变速直线运动规律，s=(v0+vt)t/2，vt=v0+at联立解得=-at+vt。图线的斜率等于a，由图线可知，其斜率等于1.0，所以滑块加速度的大小为a=2.0m/s2。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.两惯性系S′与S初始时刻完全重合，前者相对后者沿z轴正向以速度v高速运动。作为光源的自由质点静止于S′系中，以恒定功率P向四周辐射（各向同性）光子。在S系中观察，辐射偏向于光源前部（即所谓的前灯效应）。1．在S系中观察，S′系中向前的那一半辐射将集中于光源前部以x轴为轴线的圆锥内。求该圆锥的半顶角α。已知相对论速度变换关系为

式中ux与ux′分别为S与S′系中测得的速度x分量，c为光速。2．求S系中测得的单位时间内光源辐射的全部光子的总动量与总能量。参考答案：1．先求两惯性系中光子速度方向的变换关系．根据光速不变原理，两系中光速的大小都是．以和分别表示光子速度方向在和系中与和轴的夹角，则光速的分量为

，

．

再利用相对论速度变换关系，得

．

系中光源各向同性辐射，表明有一半辐射分布于的方向角范围内，系中，此范围对应．由上式求得

．

可以看出，光源的速度v越大，圆锥的顶角越小．2．系中，质点静止，在时间内辐射光子的能量来自质点静能的减少，即

，

式中为时间内质点减少的质量．系中，质点以速度v匀速运动，由于辐射，其动质量减少，故动量与能量亦减少．转化为光子的总动量为，即

；

转化为光子的总能量为，即

．

系中光源静止，测得的辐射时间为本征时，在系中膨胀为

，

由以上各式可得在S系中单位时间内辐射的全部光子的总动量与总能量分别为

，

．17.（计算）近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一．目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）氡核（Rn）发生衰变后变为钋（Po），其衰变方程为，若氡（Rn）经过一系列衰变后的最终产物为铅（Pb），则共经过次α衰变，次β衰变．（3）静止的氡核（Rn）放出一个速度为v0的α粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：（1）BD；（2）；4；4；（3）释放的核能考点： 原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．.专题： 衰变和半衰期专题．分析： α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．解答： 解：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误B、原子核内的中子转化为质子