山西省太原市古交河口中学2022-2023学年高三物理联考试卷含解析

山西省太原市古交河口中学2022-2023学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.（单选）如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是(

)A.甲的向心加速度比乙的小

B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙大

D.甲的线速度比乙大参考答案：A根据卫星运动的向心力由万有引力提供，有：A、由可知，甲的向心加速度小于乙的向心加速度，故A正确；B、由可知，甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，故B错误；C、由可知，甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，故C错误；D、由可知，甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，故D错误。2.一质量为2kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移的变化的关系图象.则根据以上信息可以精确得出或估算得出的物理量有(

)A.物体与水平面间的动摩擦因数

B.合外力对物体做的功C.物体匀速运动时的速度D.物体运动的时间参考答案：ABC3.在原子核的人工转变中，不仅发现了质子而且发现了中子。发现中子的核反应方程是

参考答案：

答案：B4.（单选题）如下图所示，三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O′是O在水平面上的射影点，且O′A∶AB∶BC＝1∶3∶5.若不计空气阻力，则下列说法正确的是

()A．v1∶v2∶v3＝1∶4∶9B．三个小球下落的时间C最长C．三个小球落地的速度相同

D．三个小球落地的动能相同参考答案：A5.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式。图示为

六人叠成的三层静态造型，假设每个人的重量均为G．下面五人的背部

均呈水平状态，则最底层中间人的一只脚对水平地面的压力约为

A．

B．

C．

D．参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，某人从高h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球飞到A处时恰竖直落入距击球点水平距离为L的洞内。已知洞深为h/3，直径略大于球。则水平风力的大小为______________；以地面为零势能面，小球触到洞底前瞬间的机械能为______________。参考答案：mgL/h，mgh7.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球质量为m，平衡时小球在A处，今用力压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为

。

参考答案：mg+kx8.从离地面高度为h处有自由下落的甲物体，同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛，要使两物体在空中相碰，则做竖直上抛运动物体的初速度v0应满足什么条件？________（不计空气阻力，两物体均看作质点）.若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰，则v0应满足什么条件？________参考答案：v0≥，≤v0≤9.如图所示，小车的顶棚上用绳线吊一小球，质量为m，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面匀加速向右运动时，小球悬线偏离竖直方向30°，木块和车厢保持相对静止，则小车运动的加速度为------____________，小球对悬线的拉力为_____________，木块受到的摩擦力为______________。参考答案：答案：，，10.如图为频率f=1Hz的波源产生的横波，图中虚线左侧为A介质，右侧为B介质。其中x=14m处的质点振动方向向上。则该波在A、B两种介质中传播的速度之比vA：vB=

。若图示时刻为0时刻，则经0．75s处于x=6m的质点位移为

cm。

参考答案：

2∶3（2分）

5（11.如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的＿＿＿＿＿点为振动加强的位置，图中的＿＿＿＿＿点为振动减弱的位置。参考答案：答案：b，a12.（4分）一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动直到停止。从汽车开始运动起计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度，从表中的数据可以得出：汽车匀加速运动经历的时间是

s，汽车通过的总路程是

米。

时刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0参考答案：

答案：4，9613.一段导体电阻是5Ω，1.5分钟内所通过的电量是45C．则导体两端的电压为

V。

参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。15.如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在平行金属板间的水平匀强电场中，有一长为L的轻质绝缘棒OA，其一端可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端A处有一带电量为－q且不计重力的小球，质量为m的绝缘小球固定在OA棒中点处，当变阻器滑片在P点处时，棒静止在与竖直方向成30°角的位置，如图所示。已知此时BP段的电阻为R，平行金属板间的水平距离为d。（1）求此时金属板间电场的场强大小E；（2）若金属板旋转△α＝30°（图中虚线表示），并移动滑片位置，欲使棒与竖直方向的夹角不变，BP段的电阻应调节为多大？（3）若金属板不转动，将BP段的电阻突然调节为R，带电小球初始位置视为零势能点，求带电小球电势能的最小值。

参考答案：解：（1）轻杆力矩平衡：EqLcos30°＝mgLsin30°

场强大小E＝

（1分）（2）金属板间电势差U＝Ed＝

（1分）金属板旋转30°后平衡，E′qLcos60°＝mgLsin30°

E′＝

（1分）

板旋转后，板距d′＝dcos30°，U′＝E′d′＝

（2分）金属板间电势差与变阻器BP电阻成正比，＝

（1分）得R′＝R

（1分）（3）电阻调节为R后，E′′＝，F′′＝mg

（1分）

带电小球到达最右端时电势能最小，此时速度为零设小球速度为零时，杆与竖直角度为θ

根据动能定理，mgL（sinθ－sin30°）－mgL（cos30°－cosθ）＝0

（2分）

由题意可得，θ＝60°

（1分）

电场力做功的最大值Wm＝mgL（sin60°－sin30°）＝mgL

即电势能的最小值εm＝－mgL

17.(20分)如图所示，两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在绝缘板的两端，组成一带电框架，两平行金属板间的距离L＝1m，框架右端带负电的金属板上固定一根原长lo＝0.5m的绝缘轻弹簧，框架的总质量M＝9kg，由于带电，两金属板间产生了高电压U＝2×103V，现用一质量m＝1kg，带电量q＝＋5×10－2C的带电小球将弹簧压缩△l＝0.2m后用细线拴住，致使弹簧具有EP＝65J的弹性势能，现使整个装置在光滑水平面上以V0＝1m/s的速度向右运动，运动中拴小球的细线突然断裂致使小球被弹簧弹开，不计一切摩擦，且电势能的变化量等于电场力和相对于电场方向位移的乘积。问：(1)当小球刚好被弹簧弹开时，小球与框架的速度分别为多大？(2)在细线断裂以后的运动中，小球能否与左端金属板发生碰撞？参考答案：解析：(1)当弹簧刚好恢复原长时小球与弹簧分离，设此时小球的速度为v1,框架的速度为v2，根据动量守恒：mv1＋Mv2＝(m＋M)v0(2分)根据能量守恒：(3分)

(2分)代入数值后解得：v1＝－8/sv2＝2m/s(2分)(2)当小球与框架速度相等时，小球相对框架的位移最大，根据动量守恒，此时两者的共同速度仍为v0(2分)设从小球被弹开至两者速度再次相等小球对地的位移为s1，框架对地的位移为s2，根据动能定理有(3分)(3分)代入数值解得s1＝31.5cms2＝13.5cm(2分)因s1＋s2＝0.45m＜0.5m，故小球不会碰到左侧金属板(1分)18.一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．t=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t=1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离．参考答案：解：（1）规定向右为正方向．木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M．由牛顿第二定律有﹣μ1（m+M）g=（m+M）a1①由图可知，木板与墙壁碰前瞬间速度v1=4m/s，由运动学公式得

v1=v0+at②

③式中，t1=1s，s0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小木块和木板开始运动时的速度．联立①②③式和题给条件得

μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后，木板以﹣v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动．设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律有﹣μ2mg=ma2⑤由图可得

⑥式中，t2=2s，v2=0，联立⑤⑥式和题给条件得

μ2=0.4⑦（2）设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间△t，木板和小物块刚好具有共同速度v3．由牛顿第二定律及运动学公式得

μ2mg+μ1（M+m）g=Ma3⑧

v3=﹣v1+a3△t⑨

v3=v1+a2△t⑩碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为（11）小物块运动的位移为

（12）小物块相对木板的位移为△s=s2﹣s1（13）联立⑥⑧⑨⑩（11）（12）（13）式，并代入数值得△s=6.0m因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m．（14）（3）在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移s3．由牛顿第二定律及运动学公式得μ1（m+M）g=（m+M）a4

（15）（16）碰后木板运动的位移为

s=s1+s3（17）联立⑥⑧⑨⑩（11）（15）（16）（17）式，并代入数值得

s=﹣6.5m

（18）木板右端离墙壁的