2021-2022学年河南省新乡市金桥中学高三物理联考试题含解析

2021-2022学年河南省新乡市金桥中学高三物理联考试题含解析一、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，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是A.小球受重力、细绳的拉力和向心力作用

B.细绳拉力在水平方向的分力提供了向心力C.θ越大，小球运动的周期越大

D.θ越大，小球运动的线速度越大参考答案：BD2.某物体做直线运动，位移遵循的方程为x＝6t－t2（其中，x的单位为m，t的单位为s）。则该物体在0～4s时间内通过的路程为（

）A．8m

B．9m

C．10m

D．11m参考答案：C对比公式可知，该物体做匀变速直线运动，初速度=6m/s，加速度a=-2，故3s末物体速度减为零，而后反向运动，故0～4s时间内通过的路程为0-3s与3-4s的位移大小之和，计算可知选项C正确。3.著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图所示．当线圈接通直流电源后，线圈中的电流方向如图中箭头所示，圆盘会发生转动．几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测，你认为合理的是（）A．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）B．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）C．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）D．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）参考答案：C【考点】楞次定律；洛仑兹力．【分析】由题，在线圈接通电源的瞬间，线圈中的电流是增大的，产生的磁场是逐渐增强的，逐渐增强的磁场会产生电场（麦克斯韦电磁理论）．在小球所在圆周处相当于有一个环形电场，小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动．根据小球的带电性，判定圆板的转动方向．【解答】解：A、小球在静止时不受洛伦兹力，故圆盘不会发生转动；故AB错误；C、若金属小球带正电且线圈中电流突然增大，根据电磁场理论可知，电场力顺时针方向，则圆盘转动方向与电流流向相反；故圆盘沿顺时针转动；故C正确；D错误；故选：C．4.（单选）如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态．则（）A．斜面体对水平面的压力等于（M+m）gB．水平面对斜面体有向左的摩擦力作用C．当滑块缓慢向右移动时，斜面对小球的支持力变大D．当滑块缓慢向右移动时，细线对小球的拉力先变小后变大参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，根据平衡条件求斜面体受到的支持力和摩擦力．隔离小球分析，抓住重力不变，支持力的方向不变，结合绳子拉力的方向变化得出支持力和拉力的大小变化．解答：解：A、以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，水平方向：f=Tcosθ，方向水平向右，竖直方向：N=（m+M）g﹣Tsinθ，可见N＜（M+m）g，根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力N′=N＜（M+m）g，故A、B错误．C、当滑块缓慢向右移动，则绳子与水平方向的夹角减小，隔离对小球分析，通过矢量三角形知，斜面对小球的支持力变大，拉力变大．故C正确，D错误．故选：C．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，难度中等．5.如图所示的闭合电路，当开关闭合后，将滑动变阻器的滑动头Ｐ向下移动时，下列说法正确的是：（

）A．电流表的读数变大

B．电流表的读数变小C．电压表的读数变大

D．电压表的读数变小参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，OB杆长L，质量不计，在竖直平面内绕O轴转动。杆上每隔处依次固定A、B两个小球，每个小球的质量均为m。已知重力加速度为g。使棒从图示的水平位置静止释放，当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为_____________，小球A的机械能的变化量为___________。参考答案：，7.⑵空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体放出热量为5.0×104J。在此过程中，该气体的内能(选填“增加”或“减少”)了

J。参考答案：增加，1.5×105

解析：根据热力学第一定律△U=Q+W，活塞对气缸中的气体做功为W=2.0×105

J，气体放出热量为Q=-5.0×104J可知，△U=1.5×105

J，即内能增加了1.5×105J8.若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

；参考答案：9.一定质量的理想气体处于标准状态下时体积为V0，分别经过如下两个不同的过程使体积都增大到2V0：①等温膨胀变为2V0，再等容升压使其恢复成一个标准大气压，总共吸收的热量为Q1，内能的变化为；②等压膨胀到2V0，吸收的热量为Q2，内能的变化为．则Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）参考答案：小于

等于

10.在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中我们采用的中学物理常用的实验方法是

，在研究加速度与力的关系时我们得到了如图所示的图像，图像不过原点原因是

。参考答案：控制变量法

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够11.我国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中不正确的是

▲

.（填写选项前的字母）

A．温度越高，PM2.5的运动越激烈

B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度参考答案：B12.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示.B.第二步:保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示.打出的纸带如图：试回答下列问题：①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA=________,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.②已知重锤质量m，当地的重加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式W合=__________.③测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，WA、WB、WC、WD、WE，以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k，则滑块质量M=_______.参考答案：①VA=x1/2⊿t、VB=(x3-x1)/2⊿t②x，mgx.

③M=2/k.13.公交车在平直公路上匀速行驶，前方黄灯亮起后，司机立即采取制动措施，使汽车开始做匀减速运动直到汽车停下。已知开始制动后的第1s内和第2s内汽车的位移大小依次为8m和4m。则汽车的加速度大小为_______m/s2；开始制动时汽车的速度大小为_______m/s；开始制动后的3s内，汽车的位移大小为________m。参考答案：4，10，12.5（提示：汽车匀减速运动只经历了2.5s。）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。图1图2钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36（1）某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s2）。由表1数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧2的劲度系数。参考答案：（1）16.00（2）12.4（12.3—12.5）（3）能15.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图13（甲）所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图（乙）是在白纸上根据实验结果画出的图。如果没有操作失误，图（乙）中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。本实验采用的科学方法是______

A．理想实验法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．建立物理模型法参考答案：1）

F′

（2）

B

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.轻质弹簧原长为2r，将弹簧竖直放置在地面上，如图甲所示，在其顶端将一质量为4m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为r，现将该弹簧水平放置，如图乙所示，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5r的水平轨道，B端与半径为r的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5．用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r后，撤去外力，P由静止开始沿轨道运动，重力加速度大小为g，弹簧处于弹性限度内．（1）若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求物块P质量的取值范围．参考答案：解：（1）当弹簧竖直放置时，长度被压缩至r时，由机械能守恒定律知，弹簧的弹性势能Ep=4mgr设P到达B点时速度的大小为vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+联立解得vB=2（2）设P的质量为M，为使P能滑上圆轨道，它到达B点的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圆弧轨道滑回，P在圆轨道上上升的高度不能超过半圆弧的中点C．P从B沿圆弧上滑的过程，由机械能守恒定律知≤MgrP从释放到B的过程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+联立解得M≥m所以P质量范围为m≤M＜2m答：（1）若P的质量为m，P到达B点时速度的大小是2；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，物块P质量的取值范围为m≤M＜2m．【考点】功能关系；动能定理的应用．【分析】（1）先研究弹簧竖直放置时弹簧的弹性势能，即可得到用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r时弹簧的弹性势能．P从释放到B的过程，由能量守恒定律求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，则物块P到达B点的速度不能等于零．沿圆弧上升的最大高度不能超过C点，由能量守恒定律求P质量的取值范围．17.如图所示，某透明材料制成的半球形光学元件直立放置，其直径与水平光屏垂直接触于M点，球心O与M间的距离为10cm。一束激光与该元件的竖直圆面成30角射向圆心O，结果在光屏上出现间距为d=40cm的两个光斑，请完成光路图并求该透明材料的折射率。参考答案：光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成，其光路图如图所示（2分）依题意，令，据反射规律与几何关系知，反射光线形成光斑与点的距离为（1分）激光束的入射角=60°，设其折射角为，由几何关系可知折射光线形成光斑与点间距为（1分）据题意有（1分）联立各式并代入数据解得即（2分）据折射规律得（2分）18.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.5m的圆环，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离h=2.4m。用质量m1=1.0kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.4，CB=0.5m，BD=2.5m，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。现用同种材料、质量为m2=0.1kg的物块仍将弹簧