2021-2022学年山东省滨州市纯化中学高三物理联考试卷含解析

2021-2022学年山东省滨州市纯化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.（单选）如图所示，甲、乙两小船分别从A、B两点开始过河，两船相对静水的速度均小于水流速度，方向分别与河岸成60°和30°角，两船恰能到达对岸同一位置．若甲乙两船渡河过程的位移大小分别为s甲、s乙，则（）A．s甲＞s乙B．s甲=s乙C．s甲＜s乙D．无法确定s甲和s乙的关系参考答案：解：根据题意可作出，两船运动的位移，如图所示，则有s甲＞s乙故A正确，BCD错误；故选A2.一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零，两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q，杆长为l，且l<d，现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于（设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变）

A．B．0

C．

D．参考答案：A3.目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所受为它的发电原理图。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的带正电和负电不计重力的微粒，从整体上来说呈中性）喷入磁感应强度为B的磁场，磁场中有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为A.I=，A

R

B

B.I=，B

R

A

C.I=，B

R

A

D.I=，A

R

B

参考答案：D由题意可知，,解得I=，由于A板带正电，相当于电源的正极，故电流方向为A

R

B，选项D正确。4.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系2mA=mB，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为-4kgm/s，则

A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10参考答案：A5.如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D．两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大

参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=

cm，小车此次运动经B点时的速度

m/s，小车的加速度a=

m/s2；（保留三位有效数字）

②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用

来测量出

；

③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是

A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量MC、定滑轮的轮轴要尽量光滑参考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小车总质量（或小车质量）③A。7.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm，

BC=9.17cm。已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为

m/s（保留三位有效数字）。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是

。参考答案：2.10，空气阻力、纸带与打点计时器摩擦。解:根据某点瞬时速度等于该点的相邻的两段位移内的平均速度得如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是下落过程中有存在阻力等.故答案为:,下落过程中有存在阻力等8.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（X）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（Y）的过程，中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，写出这种衰变的核反应方程式．生成的新核处于激发态，会向基态跃迁，辐射光子的频率为v，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，则此核反应过程中的质量亏损为．参考答案：解：核反应方程为：．根据爱因斯坦质能方程得：hv=△mc2，则质量亏损为：△m=．故答案为：，9.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=10.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】11.某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。如图为测定风力的实验装置图。其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质童为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=_______。(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因数有关，于是他们进行了实验后获得了如下数据：(下表中风速v的单位为m/s，电压U的单位为V，球半径r的单位为m)根据表中数据可知，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系是_______(比例系数用k表示)。参考答案：

(1).

(2).【详解】(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，设金属丝与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得，风力。金属丝与电阻丝交点与C点间长度为，电阻；由串联分压规律可知电压表示数。联立解得：。(2)由表中数据可得，在球半径一定的情况下，电压表示数与风速成正式，则风力大小与风速成正比，即与成正比。由球的体积公式、密度公式和可得，；在风速一定的情况下，球半径增大到原来的两倍，电压表示数减小为原来的，可得风速一定的条件下，风力与半径的关系为与成正比。综上，风力大小与风速大小和球半径的关系是。12.（1）．如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是:_________________________________________________________________________________________________________________________（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：（A）平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；（B）调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M．请问：①（2分）以上哪一个措施中有何重大错误?答：______________________________________________________________________②（2分）在改正了上述错误之后,保持小车及砝码质量M不变．反复改变沙的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（小桶及砂重量）与加速度的比值略大于小车及砝码质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么?

答：_________________________________________________________________________参考答案：（1）主要错误是：A长木板右端未垫高以平稳衡摩擦力；B电源应改用6V的交流电源；C牵引小车的细线没有与木板平行；D开始实验时，小车离打点计时器太远。点（2）①（A）中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动，应让小车拖着纸带下滑来平衡摩擦力。

②由于拉小车的合外力F<mg,而处理数据时又将F=mg处理，因此有：13.波速相等的两列简谐波在x轴上相遇，一列波（虚线）沿x轴正向传播，另一列波（实线）沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示，两列波引起的振动在x=8m处相互__________（填“加强”或“减弱”），在x=10m处相互__________（填“加强”或“减弱”）；在x=14m处质点的振幅为________cm。参考答案：

(1).加强

(2).减弱

(3).2【详解】两列波在x=8m处引起的振动都是方向向下，可知此位置的振动是加强的；在x=10m处是峰谷相遇，可知此位置振动减弱；在x=14m处也是峰谷相遇，振动减弱，则质点的振幅为。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条．细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=______mm．(2)下列实验要求中不必要一项是_________(请填写选项前对应的字母)．A．应使A位置与光电门间的距离适当大些B．应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力电传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系，处理实验数据时应作出的图象是_________(请填写选项前对应的字母)．A．作出“t-F图象”

B．作出“t2-F图象”C．作出“t2-图象”

D．作出“-F2图象”参考答案：

(1).（1）2.30

(2).（2）B

(3).（3）C【分析】（1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；

（2）从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤；

（3）根据运动学公式计算加速度，根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式，从而确定处理数据时应作什么图象．【详解】（1）由图知第6条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；

（2）应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故A是必要的；拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故B不必要；应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；本题选不必要的，故选B．

（3）根据牛顿第二定律得，

那么()2＝2()L

解得：

所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出?F图象或作出t2-图象，故C正确．故选C.【点睛】本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．要求能够根据实验原理分析操作的合理性．15.为测量一电源的电动势及内阻(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表A．量程为1V、内阻约为1kΩ的电压表V1B．量程为2V、内阻约为2kΩ的电压表V2C．量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表.(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时,电阻箱的阻值为15.0Ω;电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E＝________V,内阻r＝________Ω.参考答案：(1)V3或C6(2)见解析(3)7.510四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：(1)此时人对地面的压力的大小；

(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小．

参考答案：(1)因匀速提起重物，则FT＝mg，且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为：FN＝Mg－mg＝(50－30)×10N＝200N，又牛顿第三定律知，人对地面的压力也为200N方向竖直向上。(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，如图所示，由共点力平衡条件得：FAB＝2mgtan30°＝2×30×10×N＝200NFBC＝＝N＝400N.17.（计算）（2015?长沙模拟）U形管两臂粗细不等，左管开口向上，封闭的右管横截面积是开口的左管的3倍，管中装入水银，大气压为P0=76cmHg．开口管中水银面到管口距离为h1=22cm，且水银面比封闭管内高△h=4cm，封闭管内空气柱长为h2=11cm，如图所示．现用小活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：①右管中气体的最终压强②活塞推动的距离．参考答案：①右管中气体的最终压强88cmHg②活塞推动的距离6cm理想气体的状态方程；封闭气体压强．（3-3）解：①设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象，初状态的压强为p1=p0+△h=80cmHg

体积为V1=3Sh2末状态的压强为p2从初状态到末状态，设左管水银面下降△h1，设右管水银面上升△h2，则△h1+△h2=△h△h1S=3△h2S

故△h1=3△h2=0.75△h=3cm末状态的体积为V2=3S（h2﹣△h2）由等温变化有