2021年山西省吕梁市交城第一中学高三物理联考试卷含解析

2021年山西省吕梁市交城第一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.如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体P以速度v0向右运动并压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现将弹簧一端连接另一质量为m的物体Q，物体P以3v0的速度向右运动并压缩弹簧（如图乙所示），测得弹簧的最大压缩量仍为x，则A.图乙中，在弹簧压缩过程中，弹簧的弹力对P、Q做的功相等B.P的质量为8mC.弹簧压缩量最大时弹性势能为4mv02D.图乙中，在弹簧压缩过程中，P、Q组成的系统动量改变量为8mv0参考答案：BC【详解】图乙中，在弹簧压缩过程中，弹簧的弹力对P、Q的作用力相等，但是由于P的位移大于Q的位移，则弹簧的弹力对P、Q做的功不相等，选项A错误；当弹簧固定时，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，A的动能转化为弹簧的弹性势能，根据系统的机械能守恒得：弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于P的初动能，设P的质量为mP，即有：Epm=mPv02；

当弹簧一端连接另一质量为m的物体Q时，P与弹簧相互作用的过程中Q将向右运动，P、Q速度相等时，弹簧的弹性势能最大，选取P的初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得：mP?3v0=（m+mP）v；由机械能守恒定律得：Epm＝；联立得：mP=8m

，选项B正确；联立得：Epm=4mv02，故C正确；图乙中，在弹簧压缩过程中，P、Q组成的系统动量守恒，则D错误。故选BC。2.（多选）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则

(

)A．C点的电场强度大小为零 B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向沿x轴正方向D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功参考答案：AD解析：A、C点电势的拐点，若正点电荷从D到N点，电势能先增大后减小．则电场强度为零，故A正确；B、由图知A点的电势为零，则O点的点电荷的电量比M点的点电荷的电量大，且O点的电荷带正电，M点电荷带负电．故B错误；C、由图可知：OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向．故C错误；D、因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功．故D正确；故选：AD3.在如图多事的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正（

）A．升压变压器的输出电压增大B．输电线上损耗的功率增大C．降压变压器的输出电压增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大参考答案：BD4.如图所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动.现将质量为m的某物块无初速地放在传送带的左端，经过时间f物块保持与传送带相对静止.设物块与传送带间的动摩擦因数为，对于这一过程，下列说法正确的是A.摩擦力对物块做的功为B.传送带克服摩擦力做的功为C.系统摩擦生热为D.电动机多做的功为参考答案：ACD5.（单选）如图所示，作用于O点的三个力平衡。其中一个力为F1，沿-y方向，另一个大小未知的力F2与+x方向夹角θ，下列说法正确的是A．力F3的最小值为F1cosθ

B．力F3只可能在第二象限C．力F3可能在第三象限的任意区D．力F3与F2夹角越小，则力F3与F2越小参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点。现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是

；经过O点时速度大小为

。参考答案：先减小后增大；7.某一单摆在小角度自由摆动时的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为

△△m，摆动的最大偏角正弦值约为

。参考答案：1

0.048.如图所示，把电量为-6×10C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势为=16V，B点的电势为=10V，则此过程中电场力做的功为___________J。参考答案：答案：增大：-3.6

9.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是A．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度参考答案：D10.如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为________s；在这段时间内汽船顺着河道向下游漂行的距离为________m。参考答案：10；50。11.某同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、……；c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……；d．用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；e．求出B、C、D、……各点的速度大小，分别记为υ1、υ2、υ3、……，再求出它们的平方υ12、υ22、υ32、……；f．用纵坐标表示速度的平方υ2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出υ2－W图象，并在图象中描出（Wi，υi2）坐标点，再连成图线；(重力加速度g=9.80m/s2，以下计算保留到小数点后两位）①

该同学得到的υ2－W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度υ0=_________m/s；②

小车的质量M=

kg。参考答案：12.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：①某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中的两点即可）：

，

。②改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为

m/s2。（结果取两位有效数字）参考答案：）打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车初始位置离打点计时器太远（只要答出其中的两点即可）2）0.19~0.20内均正确13.卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：_____________参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.小明同学在实验室探究弹力和弹簧伸长的关系的探究过程是：【猜想与假设】弹簧弹力和弹簧伸长成正比例关系.【设计与进行实验】⑴设计如图所示的实验装置进行实验；⑵在弹簧下端挂上钩码，当分别悬挂10g、20g钩码时，记下指针所指的标尺刻度；⑶将实验数据记录在表格中.高考资源网⑷整理器材，进行实验数据分析并得出结论.【交流与评估】小明同学将实验数据记录在到下表中(重力加速度g=9.8m/s2)钩码质量m/g01020标尺刻度x/10－2m6.008.0010.00他根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图像如图所示,根据图像于是小明得出结论：弹簧弹力和弹簧伸长不是正比例关系而是一次函数关系，自己先前的猜想是错误的.⑴请说明小明结论错误的原因：___________________________________________________.⑵这个实验小明同学在【设计与进行实验】中的设计方案上还存在的不足之处是：____________________________________________________________________________.参考答案：（1）x-m图像的纵坐标不是弹簧伸长量；（2）以三组测量数据不能得出普遍性物理规律，实验方案中应设计多测几组数据，并换用另外的弹簧多进行几次实验.15.小明同学要粗测一长木板与小滑块之间的动摩擦因数，除了长木板和小滑块外手边只有一个手机，手机里面带有计时和测倾斜角并可得其三角函数值的APP，他采用了如下的测量步骤（1）将长木板一端抬高，倾斜一个较大的角度，并固定好（2）将小滑块以一定初速度从底端沿斜面推出，到最高点后又沿板滑下（3）为了使小滑块能沿长木板下滑，动摩擦因数和倾角应满足_______（4）在这个过程中小明同学需分别测出____________（用文字描述并表示出相应符号）；（5）动摩擦因数可表示为_______参考答案：

(1).；

(2).滑块上滑时间t1，滑块下滑时间t2，长木板倾角斜角

(3).【分析】根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma，由此可知需要测量的物理量，根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式。【详解】(3)手机在倾斜木板上受重力，支持力，摩擦力，要使手机下滑，则，解得：；(4)由于手机可以测量时间，所以可以让手机以一定的初速度向上滑并测出上滑到速度为0的时间，再让手机从静止沿木板下滑并测出下滑到底端的时间，同时手机还可以测木板的倾角即可；(5)根据手机上滑和下滑过程的位移相同，即有：上滑：，其中下滑：，其中联立解得：。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.

如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试求：

①x=4m处质点的振动函数表达式

②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程S.参考答案：①s（1分）

（1分）

m

（或者m）（4分）

②

（1分）

（3分）

17.一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时质点P振动方向为y轴正方向，6s后P第一次处于波谷，求简谐波传播方向和传播速度大小。参考答案：见解析（1），，解得=45°；=m/s.18.如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域.不考虑粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;(2)当加速电压变为4U0时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.射入方向y-yz-z受力大小请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.参考答案：（1）设粒子射出加速器的速度为，动能定理由题意得，