2022-2023学年福建省莆田市新县中学高三物理联考试卷含解析

2022-2023学年福建省莆田市新县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.关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是

A．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率B．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同D．与地球自转周期相同的卫星一定是地球同步卫星参考答案：A2.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线？(

)Ks5uA.x=0处的质元

B.x=1m处的质元

C.x=2m处的质元

D.x=3m处的质元参考答案：A3.（单选）如图所示，一质量为M、表面为四分之一圆弧面的柱体放在水平面上，各接触面均光滑，将质量为m的滑块从柱体的顶端由静止开始释放，在滑块沿圆弧面下滑到底端的过程中，为了使柱体M保持静止，需在柱体上施加一水平力F，则该力大小（）A．先变大后变小B．先变小后变大C．逐渐变大D．逐渐变小参考答案：考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对小球分析，抓住小球垂直曲面方向平衡得出支持力的变化，抓住小球对曲面的压力在水平方向上的分力与F相等得出F的变化．解答：解：设小球与圆心O连线与竖直方向的夹角为θ，N为曲面对小球的支持力，根据垂直曲面方向平衡得：N=mgcosθ，则小球对曲面的压力为mgcosθ，因为柱体在水平面上平衡，有：F=Nsinθ=mgsinθcosθ=，θ从90°逐渐减小到零，可知F先变大后变小，故A正确，B、C、D错误．故选：A．点评：解决本题的关键抓住小球对柱体压力在水平方向上的分力与F相等，通过数学三角函数分析求解，难度中等．4.一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度v随时间t变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内对应面积均为S，设经过b时刻vb的大小为（）A． B．C．

D．参考答案：C【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】图象中面积表示位移，再根据位移时间关系列式求解即可【解答】解：设b点的速度为vb，加速度为a，根据得：…①…②vb=va﹣am…③①②③联立得：故选：C5.（单选）如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器．电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将（

）A．I变大，U变小 B．I变小，U变大C．I变大，U变大 D．I变小，U变小参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，某实验探究小组的实验装置如图13中甲所示．木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W．用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B1、B2……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象W—L，如图乙所示．（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系．

（2）W—L图线为什么不通过原点？

（3）弹簧被压缩的长度LOA为多少？

参考答案：（1）木块从O点到静止的运动过程中，由动能定理，知，由图线知W与L成线性变化，因此W与v0的平方也成线性变化。（2）未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功。Ks5u（3）在图线上取两点（6,1），（42,5）代入、得LOA=3cm7.在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有如图所示的装置，其中圆柱体质量为m，左侧竖直挡板和右侧斜面对圆柱体的合力大小为（g为重力加速度），则此时车的加速度大小为__________；若圆柱体与挡板及斜面间均无摩擦，当平板车的加速度突然增大时，斜面对圆柱体的弹力将__________（选填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）。参考答案：8.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A?B和C?D为等温过程，B?C为等压过程，D?A为等容过程.该循环过程中，内能增加的过程是

▲

(选填“A?B”、“B?C”、“C?D”或“D?A”).若气体在B?C过程中，内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量值为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为

▲

kJ.参考答案：B?C（2分）59.实图是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．参考答案：电阻1、2110.用M表示地球质量，R表示地球半径，T表示地球自转周期，G表示万有引力常量，则地面上物体的重力加速度为g=

，地球同步卫星的轨道高度为h=

．参考答案：；﹣R．【考点】同步卫星．【分析】根据已知量，地球表面的物体受到的重力等于万有引力可求出近地轨道处的重力加速度；地球的同步卫星的万有引力提供向心力，可以求出地球同步卫星的高度．【解答】解：地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：=mg

解得：g=，地球的同步卫星的万有引力提供向心力：=m解得：r=那么地球同步卫星的轨道高度为：h=﹣R；故答案为：；﹣R．11.参考答案：

6

12.一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器．让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图像如图所示，则小球振动的周期为

▲

s，此单摆的摆长为

▲

m（重力加速度g取10m/s2，取π2≈10）．参考答案：4

4

13.如图为部分电路，Uab恒定，电阻为R时，电压表读数为U0，电阻调为时，电压表读数为3U0，那么Uab=

，电阻前后二种情况下消耗的功率=

。参考答案：

答案：9u0，4：9

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。实验中，将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上，实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开钩码，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度a；改变钩码的个数，重复实验。

①实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.30cm，CD的长度为6.60cm，DF的长度为6.90cm，则小车运动的加速度a=_____________.

②根据实验测得的数据，以小车运动的加速度a为纵轴，钩码的质量m为横轴，得到如图所示的a一m图像，已知重力加速度g=10.a、由图像求出实验小车的质量为_____kg；b、平衡摩擦力时，长木板与水平实验台倾角

的正切值约为_________.参考答案：15.如图甲为“用DIS（位移传感器、数据采集、计算机）验证牛顿第二定律”的实验装置．（1）在该实验中应该采用的研究方法是控制变量法，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS测小车的加速度．（2）保持质量一定改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线，如图乙所示；①分析此图线的OA段可得出的实验结论是加速度与外力成正比．②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C．A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大（3）图丙为研究“在外力一定条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，直线在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为．参考答案：考点：验证牛顿第二运动定律．版权所有专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．分析：（1）首先知道该实验在探究三物理量关系时，采用控制变量法；（2）根据图象的斜率即为小车质量的倒数，及知道本实验的注意事项分析即可求解．（3）根据牛顿第二定律写出与小车上砝码质量m的表达式，然后结合斜率与截距概念求解即可．解答：解：（1）在探究小车的加速度、质量和合外力的关系时，采用控制变量法，即保持小车的总质量不变，探究钩码所受的重力作为小车所受外力和加速度的关系．（2）①分析此图线的OA段可得出的实验结论是：加速度与外力成正比；②本实验需注意两点：一是需要平衡摩擦力，即使长木板倾斜一定角度，使重力沿斜面的分力等于摩擦力；二是需保证小车的质量远大于钩码的质量，这样钩码的重力近似等于小车的拉力．由图看出，AB段明显偏离直线是由于拉力太大，没有满足小车的质量远大于钩码的质量，故ABD错误，C正确．（3）设小车的质量为m'，则有F=（m+m'）a，变形得=m+所以﹣m图线的斜率表示，则k=，解得F=；纵轴截距=b，解得小车质量m′=．故答案为：（1）控制变量法；（2）①加速度与外力成正比；②C．（3），．点评：遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，在倾角为θ=37°的足够长固定斜面底端，一质量m=1kg的小物块以某一初速度沿斜面上滑，一段时间后返回出发点．物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2大小之比为t1：t2=1：，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）物块由斜面底端上滑时的初速度v1与下滑到底端时的速度v2的大小之比；（2）物块和斜面之间的动摩擦因数；（3）若给物块施加一大小为5N、方向与斜面成适当角度的力，使物块沿斜面向上加速运动，求加速度的最大值．参考答案：：解：（1）设物块上滑的最大位移为L，根据运动学公式上滑过程：L=下滑过程：L=整理得：（2）设上滑时加速度为a1，下滑时加速度为a2，根据牛顿第二定律，得上滑时：mgsinθ+μmgcosθ=ma1下滑时：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2由位移时间公式得：L==联立三式代入数据得：μ=0.5（3）设F与斜面的夹角为α，加速度为a，由牛顿第二定律得：Fcosα﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ﹣Fsinα）=ma即：F（cosα+μsinα）﹣mg（sinθ+μcosθ）=ma整理得：F令tanβ=，则：Fsin（α+β）的最大值为1，设加速度最大值为am，得：F﹣mg（sinθ+μcosθ）=mam代入数据得：答：（1）物块由斜面底端上滑时的初速度v1与下滑到底端时的速度v2的大小之比为：1；（2）物块和斜面之间的动摩擦因数为0.5；（3）加速度的最大值为2.5m/s2．17.（9分）汤姆生曾采用电场、磁场偏转法测定电子的比荷，具体方法如下：Ⅰ．使电子以初速度v1垂直通过宽为L的匀强电场区域，测出偏向角θ，已知匀强电场的场强大小为E，方向如图（a）所示Ⅱ．使电子以同样的速度v1垂直射入磁感应强度大小为B、方向如图（b）所示的匀强磁场，使它刚好经过路程长度为L的圆弧之后射出磁场，测出偏向角φ，请继续完成以下三个问题：

（1）电子通过匀强电场和匀强磁场的时间分别为多少？（2）若结果不用v1表达，那么电子在匀强磁场中做圆弧运动对应的圆半径R为多少？（3）若结果不用v1表达，那么电子的比荷为多少？参考答案：解析：（1）电子通过匀强电场和匀强磁场的时间相等，分别都是：t=L/v1

①（2分）（2）电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动有：R=L/φ

②（2分）（3）沿电场力方向有：vy=at=eEL/mv1

③（1分）电子射出电场时的速度偏向角满足：tanθ=vy/v1

④（1分）由牛顿第二定律，有：ev1B