2022年江苏省常州市儒林中学高三物理联考试卷含解析

2022年江苏省常州市儒林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.下列关于原子和原子核的说法正确的是

A.。衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B.a粒子散射实验揭示了原子具有核式结构

C.氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高

D.氢原子核外电子轨道半径越小，其能量越高

参考答案：

BC

2.（单选）卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通

话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕

地球运动的轨道半径约为3.8xl05m/s,运行周期约为27天，地球半径约为6400km,无

线电信号的传播速度为3X1（/冽/$）

A.0.IsB..25sC.0.5sD.Is

参考答案：

B

3.物理学家通过艰辛的实验和理论研究探究自然规律，为人类的科学做出了巨大贡

献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是（）

A.开普勒发现了行星运动三定律，从而提出了日心学说

B.牛顿发现了万有引力定律但并未测定出引力常量G

C.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说

D.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律

参考答案：

B

4.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的

3/4,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥

顶的速度应为（g=l（）m/s2）

A.15m/s

B.20m/s

C.25m/s

D.30m/s

参考答案：

B

5.一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v=2+t（各物理量均选用国际单位制

中单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（）

A.质点可能做匀减速直线运动B.5s内质点的位移为35m

C.质点运动的加速度为1m4D.质点3s末的速度为5m/s

参考答案：

B

【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系.

【分析】根据平均速度和时间的关系式得出位移与时间的关系式，从而结合位移时间公式

得出物体的初速度和加速度，结合速度时间公式求出质点的速度.

【解答】解：A、根据平均速度F知，x=vt=2t+t2,根据*=丫0亡+了小2=21+12知，质点

的初速度vo=2m/s,加速度a=2m/§2,质点做匀加速直线运动，故A错误，C错误.

Vt4at2=2X2X25m

B、5sx=°7=35m,故B正确.

D、质点在3s末的速度v=vo+at=2+2x3m/s=8m/s,故D错误.

故选：B.

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有

关.为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度3的关系，可采用下述方法：先让砂轮由

动力带动匀速转动，测得其角速度3,然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，

砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n.测得几组不同的3和n如下

表所示

U)0.51234

(rad/s)

n52080180320

Ek(J)

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力为10/HN.

(1)试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；

(2)试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度3的关系式Ek=U^;

(3)若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s,则它转过45圈后角速度3=2rad/s.

参考答案:

考线速度、角速度和周期、转速.

点:

专匀速圆周运动专题.

题：

分(1)砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?nD,f是转轴间的摩擦力大小，n是

析：砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径.根据动能定理得知，砂轮

克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能.

（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度3的关系式：当砂轮的角速

度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原

来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与3?成正比，则有关系式

Ek=k32.将任一组数据代入求出比例系数k,得到砂轮的转动动能Ek与角速度3的

关系式.

（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转

过45圈后的角速度.

解解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?nD,代入计算得到数据如下表所示.

答：

3/rad?s」°.51234

n5.02080180320

Ek/J0.5281832

（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能

Ek是原来的4倍，得到关系Ek=k32.当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转

动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与3?成正比，则有关系式Ek=k32.k是比例系

数.将任一组数据比如：3=lrad/s,Ek=2J,代入得到k=2J?s/rad,所以砂轮的转动

动能Ek与角速度3的关系式是Ek=23?

（3）根据动能定理得

f?n?nD=2u）22-2u）i2

代入解得32=2rad/s

故答案为：

（1）如表格所示；

(2)2。

(3)2.

点本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；

评：注意摩擦力做功与路程有关.

7.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可

得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。滑块和位移传感

器发射部分的总质量m=kg；滑块和轨道间的动摩擦因数R=o(重力加速度

g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

参考答案：

0.50.2

8.一定质量的理想气体，等压膨胀，压强恒为2X1()5帕，体积增大02升，内

能增大了1()焦耳，则该气体(吸收、放出)焦耳的热量。

参考答案：

答案：吸收，50

9.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示。在波的传播方向有A、B两

点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔1.0s。由此

可知

①波长2=m；

②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是cm„

参考答案：

①20②-6

1().如图所示，两木块力和6叠放在光滑水平面上，质量分别为R和必力与6之间

的最大静摩擦力为F,8与劲度系数为A的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使力和

8在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大

于，它们的最大加速度不能大

于_______________________________

参考答案：

W+叩/

kmm

略

11.某同学的质量为60kg,在一次野营中，他从岸上以2m/s的速度，跳到一条以

（）.5m/s的速度正对着他飘来的小船上，跳上船后他又走了几步，最终停在船上。己

知小船的质量为140kg,则人与小船共同运动的速度大小为m/s,运动方向

为。（填“向左”或“向右”）

参考答案:

0.25；向右

12.完全相同的三块木块并排的固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入。若

子弹在木块中做匀减速运动，穿透第三块木块的速度恰好为零，则子弹依次射入每

块时的速度比为,穿过每块木块所用的时间之比为。

参考答案：

73:72:1,（布-、②:（淄-1）:1

13.如图所示，质量为m带电量为+q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入宽度为d

百

vc=一%

的AB绝缘水平面。当滑块运动至中点C时，速度大小为-2,从此刻起在AB区

域内加上一个水平向左的强度不变的有界匀强电场（区域外不存在电场）。若小滑块受到

的电场力与滑动摩擦力大小相等，则滑块离开AB区域时的速度，要使小滑

块在AB区域内运动的时间达到最长，电场强度应为。（设最大静摩擦力大

小等于滑动摩擦力）

r*---------------d----------------*1

AB

参考答案：

1mvj

2V°,而

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14.）图a中螺旋测微器读数为mm。图b中游标卡尺（游标尺上有5（）个

等分刻度）读数为cm。

参考答案：

1.996-1.9991.094

15.某同学用图1所示的装置验证牛顿第二定律.

(1)实验中，补偿打点计时器对小车的阻力和其它阻力的具体做法是：将小车放在木板

上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使

小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做运动.

(2)实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示.

①纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出.打点

计时器接在频率为50Hz的交流电源上.则打点计时器打B点时，小车的速度

VB=m/s；

j,...........Jimi,.................................I,........................

(3456789101121314cm15)

图2

②如图3所示，在v-t坐标系中已标出5个计数点对应的坐标点.其中，t=0.10s时的坐

标点对应于图2中的A点.请你将①中计算出的VB标在图3所示的坐标系中，作出小车

运动的v-t图线，并利用图线求出小车此次运动的加速度a=m/s2.

晒m钊

ffis

（3）“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力mg”是有条件的.若把实验装置

设想成如图4所示的模型：水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的砂桶相

连.已知小车的质量为M,砂和桶的总质量为m,重力加速度为g,不计摩擦阻力与空气

的阻力，根据牛顿第二定律可得F=；由此可知，当满足条件时，可认为细

线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力mg.

（4）在研究a与M的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力.若以小

11

车加速度的倒数a为纵轴、小车和车上祛码的总质量M为横轴，可作出a-M图象.请

J

在图5所示的坐标系中画出a-M图象的示意图.

参考答案：

解：（1）平衡摩擦力时，把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力

时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；

（2）根据匀变速直线运动的推论，平均速度等于中间时刻的瞬时速度

13.3clem-4.5clem

-2X0.1su44cm/s=0.44m/s

（3）作图

ty（ms-1）

—△v_0.64-0-44/22

1rl

v-t图象的斜率等于加速度，"At=0.4-0.2/s=10m/s

(3)以小车与砂和桶组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mg=(M+m)a,系统

mg

的加速度以小车为研究对象，由牛顿第二定律得细线作用于小车的拉力为：

mg

邂1+A

F=Ma=M+m=M,当m<<M时，，F-mg,可以认为小车受到的拉力等于砂和桶的总重

力.

mg1^1„11

(4)保持外力一定时，根据牛顿第二定律得：a=M+m,则-mgg,则以a为纵轴，

以总质量M为横轴，作出的图象为一倾斜直线，且纵坐标不为0图象如图所示：

图5

Mmg

故答案为：(1)匀速；(2)①0.44；②作图如图4,1.0；(3)M+m,m<<M；(4)

图象见上图5

【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

【分析】根据实验目的明确实验步骤和所要测量的物理量，即可知道实验所需要的实验器

材，根据匀变速直线运动的推论平均速度等于中间时刻的瞬时速度求B点速度，由v-l

图线的斜率求加速度；根据牛顿第二定律得出加速度的倒数与小车质量的关系以及加速度

倒数与钩码的总质量m的倒数的关系，从而选择图象.

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16.伽利略曾设计过一种温度计，其结构为：一根麦秆粗细的玻璃管，一端与鸡蛋大小的

玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱，根据管内水柱的高度

的变化，可测出相应的环境温度.为了探究“伽利略温度计”的工作过程，同学们按照资

料中的描述自制了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与

A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温

度，并可由B管上的刻度直接读出(B管的体积与A泡的体积相比可略去不计).

(i)细管B的刻度线是在1标准大气压下制作的(1标准大气压相当于76cm水银柱的压

强).已知温度t=27℃时的刻度线在x=16cm处，问t=17℃的刻度线在多少厘米处？

(ii)若大气压已变为74cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为

27问此时实际温度为多少？

参考答案:

P21

：解：(i)A中气体做等容变化，有丁T1

其中：P,=(76-16)cmHg、T.=(273+27)K=300K

T=(273+17)=290K

解得：P=58cmHg

x=76-58=18cm

(ii)此时A泡内气体压强为P'=74-16=58cmHg

p,二

由查理定律：「T1

解得「=17℃

答：(i)t=17℃的刻度线在18厘米处

(ii)若大气压已变为74cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为

27°C,此时实际温度为17℃

17.如图，在xOy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁

场.一质量为m、带电量为+q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处，以沿x正

L

向的初速度V。进入第一象限，小球恰好做匀速圆周运动，并从x轴上距坐标原点五的C

点离开磁场.求：

(1)匀强电场电场强度E的大小和方向；

(2)磁感应强度B的大小和方向；

(3)如果撤去磁场，并且将电场反向，带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象

限，求带电小球到达x轴时的坐标.

参考答案:

解：(1)由带电小球做匀速圆周运动可知重力与电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力,

则：mg=qE

E反

解得：Q,方向竖直向上.

(2)做匀速圆周运动的轨迹如图,

A

L

、R

C

Ox

由圆周运动轨迹分析得：（L-R）2+（，）2=R2

整理可以得到:

2

v0

带电小球做匀速圆周运动时，洛仑兹力提供向心力，有：QV°

8IDVQ

解得：B-5qL,方向垂直纸面向外.

（3）电场反向后受到合力竖直向下，根据牛顿第二定律有：qE+mg=ma

解得：a=2g

小球做类平抛运动，则有：

X=Vot

解得：X-V点,即坐标为“汇‘°）

答：（1）匀强电场电场强度E的大小q,方向竖直向上；

8mv0

（2）磁感应强度B的大小a5qL,方向垂直纸面向外；

（3）如果撤去磁场，并且将电场反向，带电小球仍以相同的初速度从点进入第一象

限，带电小球到达x轴时的坐标为

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动;CM：带电粒子

在混合场中的运动.

【分析】（1）由带电小球做匀速圆周运动判断出小球受到的重力等于电场力，洛伦兹力

提供向心力，进而得到电场强度；

（2）根据洛伦兹力提供向心力，得到磁感应强度；

（3）撤去磁场，电场反向过后电场力的方向向下，根据牛顿第二定律求得小球的加速

度，然后根据小球做类平抛运动，将运动分解即可求得小球到达x轴的坐标；

18.如图a所示，竖直平面内固定间距为L的光滑金属导轨，虚线下方存在垂直于导轨平

面的匀强磁场，磁感应强度B.两根质量相同、电阻均为R的完全相同金属杆水平放置在

导轨上，与导轨接触良好.在磁场外固定杆I,在磁场内静止释放杆H,其v-t关系如图b

阿a国。

（1）单根金属杆质量m.

（2）若以竖直向下的初速度2Vo释放杆II,释放后其加速度大小随时间的变化关系与静

止释放后相同，试在图b中画出t0时间内的v-t图.