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河北省廊坊市董村中学2022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.(多选)甲、乙、丙三个小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲乙在同一条竖直线上,甲丙在同一条水平线上,水平面的P点在丙的正下方,在同一时刻,甲乙丙开始运动,甲以水平速度v0做平抛运动,乙以水平速度v0沿水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动,则()A.若甲、乙、丙三球同时相遇,则一定发生在P点B.若只有甲、丙两球在空中相遇,此时乙球一定在P点C.若只有甲、乙两球在水平面上相遇,此时丙球还未着地D.无论初速度v0大小如何,甲、乙、丙三球一定会同时在P点相遇参考答案:考点:平抛运动;匀速直线运动及其公式、图像..专题:平抛运动专题.分析:平抛运动在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动,两个分运动具有等时性.解答:解:甲做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,所以在在未落地前任何时刻,两球都在一竖直线上,最后在地面上相遇,可能在P点前,也可能在P点后;甲在竖直方向上做自由落体运动,所以在未落地前的任何时刻,两球在同一水平线上,两球相遇点可能在空中,可能在P点.所以,若三球同时相遇,则一定在P点,若甲丙两球在空中相遇,乙球一定在P点,若甲乙两球在水平面上相遇,丙球一定落地.故A、B正确,C、D错误.故选AB.点评:解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.2.放射性同位素Na的半衰期是2小时。400ɡ的Na样品经过4小时,还没有发生衰变的样品有(
)
A.400ɡ
B.300ɡ
C.200ɡD.100ɡ参考答案:D3.如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端(B与小车间的动摩擦因数为)。某时刻观察到细线偏离竖直方向角,则此刻小车对物块B产生作用力的大小和方向为(
)A.,竖直向上B.,斜向左上方C.,水平向右D.,斜向右上方参考答案:D4.如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源(在加速电场上方,未画出)产生的带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是(
)A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷()越大D.粒子所带电荷量相同时,打在胶片上的位置越靠近狭缝P,表明其质量越大参考答案:C假设粒子带正电,则受电场力向右,由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外,故A错误;由qE=qvB,得v=,此时离子受力平衡,可沿直线穿过选择器,故B错误;由,知R越小,荷质比越大,故C正确;由知粒子所带电荷量相同时,打在胶片上的位置越靠近狭缝P,表明其质量越小,D错误。故选C。5.斜面体B放在水平地面上,木块A放在斜面体B上,用一个沿斜面向上的力F拉木块A,在力F的作用下物体A与斜面体B一起水平匀速向右移动,已知斜面倾角为θ,则
A.B对A的摩擦力方向沿斜面向下B.地在对B的摩擦力大小f=FcosθC.A、B间的动摩擦因数一定不为0D.地面对B的支持力一定大于B的重力参考答案:B二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.如图所示,将两根完全相同的磁铁分别固定在质量相等的长木板甲和乙上,然后放于光滑的水平桌面上.开始时使甲获得水平向右、大小为3m/s的速度,乙同时获得水平向左、大小为2m/s的速度.当乙的速度减为零时,甲的速度为1m/s,方向水平向右.参考答案::解:设水平向右为正,磁铁与长木板的总质量为m,根据动量守恒定律得:mv1+mv2=mv33m﹣2m=mv3代入数据得:v3=1m/s,方向水平向右.故答案为:1m/s,水平向右.7.(4分)在下面括号内列举的科学家中,对发现和完善万有引力定律有贡献的是
。(安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第)参考答案:第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许解析:第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数8.据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。其中“人造太阳”的核反应方程式是,则X为__________,已知的质量为的质量为的质量为,X的质量为,真空中的光速为c,则在此核反应过程中释放的核能为______________。参考答案:由核反应质量数和电荷数守恒可知X为中子,即,由可得核反应过程中释放的核能。9.第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为,根据能量子定义,的单位是______,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为______。参考答案:
(1).
(2).【详解】由,能量的单位为,频率的单位为,故h的单位为,又因能量的单位换成力学基本单位可表示为,则h的单位为10.在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为2×10-8C,相距20cm,则它们之间的相互作用力为_________________N。在两者连线的中点处,电场强度大小为_________________N/C。参考答案:F,
F/C
11.将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴,则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的直径是_________m(保留一位有效数字)。参考答案:0.005ml
m12.质量为100kg的小船静止在水面上,船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙,当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后,小船的速度大小为0.6m/s,方向是向左.参考答案:考点:运动的合成和分解.专题:运动的合成和分解专题.分析:根据动量守恒定律分析,甲乙船三者组成的系统动量守恒.解答:解:甲乙船三者组成的系统动量守恒.规定向左为正方向.设小船的速度大小为v,由动量守恒定律有:0=m甲v甲+m乙v乙+mv
0=40×3﹣60×3+100v解得:v=0.6m/s.速度v为正值,说明方向向左.故答案为:0.6,向左.点评:解决本题的关键熟练运用动量守恒定律,注意动量的失量性,与速度的正负是解题的关键.13.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V,UB=3V,UC=-3V,由此可知D点电势UD=_________V;若该正方形的边长为a=2cm,且电场方向与正方形所在平面平行,则场强为E=_________V/m。
参考答案:9V
三、实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):时刻t2t3t4t5速度(m/s)5.595.084.58
①由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=
m/s.②从t2到t5时间内,重力势能增量ΔEp=
J,动能减少量ΔEk=
J.③在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔEp
ΔEk(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是
参考答案:①
4.18m/s②
1.42j
1.46j③
<
由于空气阻力的存在15.某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系.将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止,记下传感器的最大示数F0,以此表示小车所受摩擦力的大小.再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1.(1)接通频率为50Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车的加速度a=0.16m/s2.(2)改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F1﹣F0)的关系图象.不计纸带与计时器间的摩擦.下列图象中可能正确的是AB.(3)同一次实验中,小车释放前传感器示数F1与小车加速运动时传感器示数F2的关系是F1>F2(选填“<”、“=”或“>”).(4)关于该实验,下列说法中正确的是AD.A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量B.实验中需要将长木板右端垫高C.实验中需要测出小车和传感器的总质量D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据.参考答案:考点:探究加速度与物体质量、物体受力的关系.专题:实验题;牛顿运动定律综合专题.分析:根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小;解答:解:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:a==0.16m/s2,(2)改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F1﹣F0)的关系图象.由于已经平衡摩擦力,所以图象应该过原点.故AB正确,CD错误;故选:AB.(3)对小桶受力分析,设小桶重力为mg,木板释放前弹簧秤的示数F1,所以F1=mg,设小车的重力为Mg,小车在加速运动时弹簧秤的示数F2,根据牛顿第二定律得:mg﹣F2=ma所以F1>F2,(4)A、在该实验中实际是:mg=(M+m)a,要满足mg=Ma,应该使小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量,故A正确;B、实验中不需要将长木板右端垫高,因为已经测量了小车所受摩擦力的大小,故B错误;C、实验中不需要测出小车和传感器的总质量,只需要保证小车和传感器的总质量不变,故C错误;D、用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据,故D正确;故选:AD.故答案为:(1)0.16(2)AB(3)>(4)AD点评:本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚.四、计算题:本题共3小题,共计47分16.在光滑的水平轨道上有两个的小球A和B(均可看作质点),质量分别为m和2m,当两球心间的距离大于L时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F。设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动,如图12所示.欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?参考答案:解法1:利用牛顿第二定律和运动学公式求解不接触的条件是v1=v2,L+x2-x1>0.17.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时刻,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:(1)这列波可能的波速____________;(2)若波速为280m/s,那么波的传播方向向左还是向右.参考答案:解:(1)若波向右传播,则传播速度:向右传若波向左传播,则
传播速度:向右传
(2)当波速为时,传播的距离:
所以波向左传18.(20分)在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=1/2E1,匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷=102C/kg的带正电的粒子(可视为质点),该粒子以v0=4m/s的速度从-x
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