2022年度辽宁省朝阳市第四高级中学高三物理联考试卷

2022年度辽宁省朝阳市第四高级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.如图所示，梯形物块静止于墙角附近的水平面上，现将一小球从图示位置由静止释放,

不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是（）

A.梯形物块的机械能守恒

B.小球与梯形物块之间的弹力不做功

C.梯形物块与小球组成的系统机械能守恒

D.小球重力势能的减少量等于梯形物块动能的增加量

参考答案：

C

【考点】功能关系；功的计算.

【分析】机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.小球和梯形物块组成的系统中，只有

重力势能和动能相互转化，机械能守恒；而小球和梯形物块各自的机械能都不守恒.

【解答】解：A、不计一切摩擦，梯形物块在小球压力作用下向右加速运动，梯形物块的

机械能增加，故A错误.

B、梯形物块由静到动，动能增加，只有弹力对斜劈做功，根据动能定理，小球对梯形物

块的压力对梯形物块做正功，斜劈对小球的弹力对小球做负功，故B错误；

C、小球和梯形物块组成的系统中，只有重力势能和动能相互转化，机械能守恒，故C正

确；

D、根据系统的机械能守恒知，小球重力势能减少量等于梯形物块的增加量和小球动能的

增加量之和，故D错误；

故选：C

2.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像

如图所示，下列说法中正确的是

A.交流电压的有效值为36及v

B.交流电压的最大值为360V,频率为().25Hz

C.2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大

D.1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快

参考答案：

BC

3.(单选)如图所示，质量为2kg的物体B和质量为1kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地

静置于水平地面上.再将一个质量为3kg的物体A轻放在B上的一瞬间，A与B之间的弹

力大小为(取g=10m/s2)()

A；30NB；0C；15ND；12N

参考答案：

D

开始弹簧的弹力等于B的重力，即F=mBg放上A的瞬间，弹簧弹力不变，

a_(mA4-mB)g-FmAg

对整体分析，根据牛顿第二定律得，mA+mB.

隔离对A分析，有mAg-N/A覆，则N=mA(g-a)=3x(l。-6)N=12N,故D正

确。

故选Do

4.如图所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上

的推力F作用.设物块与斜面之间的摩擦力大小为F1-,斜面与地面之间的摩擦力大

小为F2.增大推力F,斜面体始终保持静止，下列判断正确的是（）

A.若物块沿斜面向上滑动,则Fl、F2一定增大

B.若物块沿斜面向上滑动,则Fl、F2一定不变

C.若物块与斜面相对静止,则Fl、F2一定减小

D.若物块沿斜面相对静止，则Fl、F2一定不变

参考答案:

B

5.（多选）如图9所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面

上质量为m的物体接触而未连接，弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹

性限度内弹簧长度被压缩了xO,此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最

大距离为4x0o物体与水平面间的动摩擦因数处处相同为4重力加速度为go则

（）

/7777777777777777777A

图9。

A.撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B.物体做匀减速运动的时间为、‘总

C.撤去F后，物体刚开始向左运动时的加速度大小为-阕

D.物体从开始向左运动到速度达到最大的过程中摩擦力对物体做的功为

参考答案：

【知识点】牛顿第二定律.C2

【答案解析】BCD解析：A、撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，

滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小

于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小

后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离

开弹簧后做匀减速运动；故A错误.B、由题，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,

由牛顿第二定律得：匀减速运动的加速度大小为a=m=ng.将此运动看成向右的初速

瓦

度为零的匀加速运动，则3x0=2at2,得t=\'Mg.故B正确.C、撤去F后，根据牛顿

g-即tg=%

第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a=mm'，故C正确；D、由上

分析可知，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，此时弹簧的压

"mg

缩量为x=k,则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W叩mg

扭mg

(xO-x)=nmg(xO?k).故D正确.故选BCD

【思路点拨】本题通过分析物体的受力情况，来确定其运动情况：撤去F后，物体水平方

向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而

减小，可知加速度先减小后增大，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开

弹簧后做匀减速运动；撤去F后，根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小；物

体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律求得加速度，由运动学位移公式求

得时间；当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，可求得此时弹簧

的压缩量，即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功.

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6.某同学“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验装置如图甲所示。小车放在斜

面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小

车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，

重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重

物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动；重物落地后，小车会继续向上运动一段距

离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。某次实验打出的纸带如图乙所示，图

中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如图中箭头所示

（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（结果保留两位有效数字）。

（2）判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的两点之间。

参考答案：

（1）5.0（2）D4>D5

（5］均+$3）-曰乜+一）

：（1）根据匀变速直线运动的推论得：a==5.0m/s2.

（2）从纸带b上可发现：相邻的点距离先增大后减小，由于打点计时器打点的时

间间隔是相等的，所以b段纸带先加速后减速，所以最大速度可能出现在b段纸带

中长度为2.98cm的一段.

7.将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能EK随时间t变化的图线如图所

示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。根据图象信息可知，小球的质量

为

▲kg,小球的初速度为▲m/s,最初2s内重力对小球做功的平均功率

为

▲Wo

参考答案:

0.125kg4j5m/s12.5W

8.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0,则阴极材料的逸出功

等于；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反

向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为;若入射光频率为V

（v>vO）,则光电子的最大初动能为。

参考答案：

（1）hvO；ell；hv-hvO

9.如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，

若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱

内气压逐渐降低，航天服内气体内能减少（选填"增加"、"减少"或"不变"）.为使航

天服内气体保持恒温，应给内部气体加热（选填"制冷"或"加热"）

参考答案：

解：根据热力学第一定律△U=W+Q,Q=0,气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值,

可知4U为负值，即内能减小.

为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热.

故答案为：减小，加热

10.（选修模块3-4）

描述简谐运动特征的公式是x=o自由下落的篮球缓地面反

弹后上升又落下,若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动

（填''是"或“不是"）简谐运动。

参考答案：

答案：Asincot；不是。

解析:

简谐运动的特征公式为X=Asincot,其中A是振幅；自由落体由反弹起来的过程

中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不是成正比的，不符合简谐运

动的规律。

11.如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=1.9kg

的木块，木块距小车左端6m(木块可视为质点)，车与木块一起以v=lm/s的速度水平向

右匀速行驶.一颗质量mo=O.lkg的子弹以v()=179m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木

块并留在其中，则木块获得的速度大小是,如果木块刚好不从车上掉下，小车

的速度大小是.

|

参考答案：

8m/s；0.8m/s

【考点】动量守恒定律；功能关系.

【分析】子弹与木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出木块的速度；子弹、

木块、小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求出它们的共同速度即可.

【解答】解：子弹击中木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，以子弹的初速度方

向为正方向，由动量守恒定律得：

movo-mv=(mo+m)v”

代入数据解得w=8m/s,

以子弹、木块、小车组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒

定律得：

(mo+m)V|-Mv=(m()+m+M)V2，

解得：V2=O.8m/s

故答案为：8m/s：O.8m/s

12.某同学做了如下的力学实验：一个质量为m的物体放在水平面上，物体受到向右的水

平拉力F的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如下图(a)所示，现测得物体的加

速度a与拉力F之间的关系如下图(b)所示，由图象可知，物体的质量

m=；物体与水平面间的动摩擦因数n=.

a/(n>s

a"J1.203040

（a）（b）

参考答案：

5kg0.4

氏

13.氢原子第n能级的能量为En=«J,其中El为基态能量.当氢原子由第5能级跃迁到

第3能级时;发出光子的频率为％;若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为

五

>2,则“=_。

参考答案：

（1）结合'&=E、，E=可解答。

（1）今（3分）

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14.如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置的横坐标刖=40cm,在第一象

限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R=10cm的圆形磁

场，磁感应强度大小B=0.4T,方向垂直加了平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。

在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0X10匕/kg

的带正电的粒子，已知粒子的发射速率玲=4.0X10%/$。不考虑粒子的重力粒子间的相互

作用。求

（D带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;

（2）若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值

参考答案：

（1）r=10cm（2）0b=4x10sv/m

【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即:

A=JW4—

r,

则

4x10®

m二0Im

10,x04

（2）由于r=R,所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的

粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，

粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上

x■=V二04n

竖直方向，

」at2-5-02nl

22M

联立解得最小强度为：

E4xl炉VZm；

15.（8分）在尸衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十

分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和

探测器组成的实验系统，利用中微子与水中;旧的核反应，间接地证实了中微子的

存在。

（1）中微子与水中的;打发生核反应，产生中子（。%）和正电子（：国），即

中微子可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是。

（填写选项前的字母）

A.0和0B.0和1C.1和

0D.1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整

体后，可以转变为两个光子(，)，即为+为一2y

已知正电子和电子的质量都为9.1X10Rkg,反应中产生的每个光子的能量约

为J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因

是O

参考答案：

(1)A；(2)8.2x10*；遵循动量守恒

解析：(1)发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中

微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确。

(2)产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为

5E

零，由£=&»/,故一个光子的能量为万，带入数据得万=82x10“1

正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，

故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16.某热水袋内水的体积约为400cm3,已知水的摩尔质量为18g/mol,阿伏伽德罗常数为

6xl023/mol,求它所包含的水分子数目约为多少？水的密度为lg/cm3(计算结果保留2

位有效数字)

参考答案：

、水的质量・=Pv.......

=400g.....

水的摩尔数......

=200/9JIIO1-

水分子数N=nNA........

=1.3义10*个”

17.（18分）如图所示，一根竖直杆穿过一个质量"3.0kg的带孔的物块A,

另一正方形金属线框B的质量m27kg、边长a=O.16%杆的右侧距杆LdOm处固

定有一定滑轮，一柔软绝缘的细绳跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连接。开始

时滑轮左侧的绳子处在水平方向上，让A、B同时由静止释放，B向上运动力=

0.5m便进入长度b=0.16m的指向纸内的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，经过磁

场过程线框做匀速运动；而后A沿竖直杆下滑。不计一切摩擦和空气阻力，g取

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,我p1.41.

⑴求线框B上边刚进入磁场时的速度；

⑵问线框B经过磁场过程中物块A向下做什么

运动？

⑶求线框B经过匀强磁场时获得的内能。

参考答案：

解析：

⑴设B上升了h时绳子与水平方向的夹角为0

cos9=L+卜=0.8,①（1分）

此时A、B的速度大小关系为

■②（1分）

A下降的高度为〃/=£婚，=L5m,③（1分）

A下降B上升过程中，A、B组成系统机械能守恒:

21j2

MgHi=mgh+ZMVA+1mvU@（2分）

将①②③代入④可得线框B上边刚进入磁场时的速度陛=2.0m/s。一一（1分）

⑵根据。=不》,当线框B匀速通过磁场的过程中，随着0的增大，物块A

做变减速运动。--------------------------（3分）

⑶当线框B下边刚离开磁场时，设绳子与水平方向的夹角为e

cos，，=L+h+<j+bm/