湖南省湘潭市湘钢第二子弟中学2022年高三物理联考试题含解析

湖南省湘潭市湘钢第二子弟中学2022年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.（单选）如图所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，上端接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直导体棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导轨和导体棒的电阻可忽略。让导体棒沿导轨由静止开始下滑，导轨和导体棒接触良好，不计它们之间的摩擦。重力加速度为g。下列选项错误的是参考答案：B2.我国运动员刘翔在亚洲田径锦标赛男子110米栏决赛中，以13秒50顺利夺冠，这是刘翔第三次夺得该赛事的冠军，凭借此次夺冠，刘翔成为亚锦赛110米栏项目中第一个“三冠王”．刘翔之所以能够取得冠军，取决于他在110米中()A．某时刻的瞬时速度大

B．撞线时的瞬时速度大C．平均速度大

D．起跑时的加速度大参考答案：C3.（多选）如图所示，水平传送带AB距离地面的高度为h，以恒定速率v0顺时针运行。甲、乙两相同滑块（视为质点）之间夹着一个压缩轻弹簧（长度不计），在AB的正中间位置轻放它们时，弹簧立即弹开，两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断正确的是

A．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，且距释放点的水平距离可能相等B．甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定不相等C．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，且距释放点的水平距离不相等D．若甲、乙滑块能落在传送带的同一侧，则摩擦力对两物块做功一定相等参考答案：【知识点】功的计算；匀变速直线运动的位移与时间的关系．A2E1【答案解析】AD

解析：A、设v大于v0．弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a的匀减速运动．乙物体向向右做初速度为v，（若v大于v0），则乙也做加速度为a的匀减速运动．若甲乙都一直做匀减速运动，两个物体落地后，距释放点的水平距离相等，故A正确，B错误．C、若v小于v0．弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a的匀减速运动．速度为零后可以再向相反的方向运动．整个过程是做初速度为v，加速度和皮带运动方向相同的减速运动．乙物体做初速度为v，加速度为a的匀加速运动，运动方向和加速度的方向都和皮带轮的运动方向相同．甲乙到达B点时的速度相同．落地的位置在同一点，此过程摩擦力对甲乙做的功一定相等．故C错误，D正确．故选：AD【思路点拨】弹簧弹开后，两滑块以相同的速率分别向左、右运动．根据滑块的受力判断物体的运动，需讨论滑块弹簧后的速度与传送带的速度的大小．解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动，这是处理物体的运动的基础，需扎实掌握．4.如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2的小球，B处固定质量为的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（A）A球到达最低点时速度为零。（B）A球机械能减少量等于B球机械能增加量。（C）B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度。（D）当支架从左向右回摆动时，A球一定能回到起始高度。

参考答案：答案：BCD5.月球与地球质量之比约为1:80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为（

）A．

1:6400

B.

1:80

C.

80:1

D:

6400:1参考答案：C月球和地球绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等．且月球和地球和O始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期．因此有mω2r=Mω2R,又由于v=ωr，所以，即线速度和质量成反比；故选C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜π/4）。则F大小至少为

；若F＝mgtanθ，则质点机械能大小的变化情况是

。参考答案：答案：mgsinθ，增大、减小都有可能

解析：该质点受到重力和外力F从静止开始做直线运动，说明质点做匀加速直线运动，如图中显示当F力的方向为a方向（垂直于ON）时，F力最小为mgsinθ；若F＝mgtanθ，即F力可能为b方向或c方向，故F力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，除重力外的F力对质点做正功，也可能做负功，故质点机械能增加、减少都有可能。

7.2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接。神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度

（选填“大于”或“小于”）离地面200km处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则神舟八号的运行速度为

。参考答案：小于，8.如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且ac=ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】定量思想；方程法；比例法；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据题干中的信息，找出在虚线两侧运动时的半径，利用洛伦兹力提供向心力列式，即可解答正离子吸收的电子的个数．【解答】解：由a到b的过程，轨迹半径为：r1=…①此过程洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n个电子，因电子的质量不计，所以正离子的速度不变，电量变为q﹣ne，有b到c的过程中，轨迹半径为：r2==…③洛伦兹力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④联立①②③④得：n=选项B正确，ACD错误故选：B9..如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；10.如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮桑需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间

▲

（填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：11.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：12.如图所示，金属棒AB的电阻R=2.0Ω，在拉力F=2N的水平力作用下以速度v=0.2m/s沿金属棒导轨匀速滑动，磁场方向与金属导轨所在平面垂直，设电流表与导轨的电阻不计，且金属棒在滑动过程中80%的机械能转化成电能，那么电流表读数为

。参考答案：

答案：0.4A13.在X轴上运动的质点的坐标X随时间t的变化关系为x=3t2+2t-4，则其加速度a=_________,t=0时，速度为

。（X的单位是米，t的单位是秒）参考答案：6m/s2

2m/s三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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。15.（选修3—4）（7分）如图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，求该波的传播速度的大小，并判断该波的传播方向。

参考答案：解析：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.中心均开有小孔的金属板C、D与半径为d的圆形单匝金属线圈连接，圆形框内有垂直纸面的匀强磁场，大小随时间变化的关系为(k未知且k>0)，E、F为磁场边界，且与C、D板平行。D板右方分布磁场大小均为B0，方向如图所示的匀强磁场。区域Ⅰ的磁场宽度为d，区域Ⅱ的磁场宽度足够大。在C板小孔附近有质量为m、电量为q的负离子由静止开始加速后，经D板小孔垂直进入磁场区域Ⅰ，不计离子重力。（1）判断圆形线框内的磁场方向；（2）若离子从C板出发，运动一段时间后又恰能回到C板出发点，求离子在磁场中运动的总时间；（3）若改变圆形框内的磁感强度变化率k，离子可从距D板小孔为2d的点穿过E边界离开磁场，求圆形框内磁感强度的变化率k是多少？ks5u参考答案：（1）圆形线框内的磁场方向垂直纸面向里（画在图上同样给分）

(2分)（2）离子在Ⅰ、Ⅱ区域内作圆周运动，半径均为R，有：①（1分）ks5u运动周期均为T，有：②

（1分）解①②得：

③

（1分）由题意知粒子运动轨迹如图（甲），离子在磁场中运动的总时间为：

④（3分）解③④得：

⑤

（1分）评分说明：只有③式，无①②式扣2分（3）单匹圆形线框产生的电动势为U，由法拉第电磁感应定律得：

⑥

（1分）离子从D板小孔射出速度为V，有动能定理得：

⑦

（1分）解①⑥⑦得：

⑧

（1分）离子进入磁场从E边界射出的运动轨迹有两种情况（Ⅰ）如果离子从小孔下面离开磁场，运动轨迹与F相切，如图（乙）所示由几何关系知：

⑨

（2分）解⑧⑨得：

⑩

（1分）（Ⅱ）如果离子从小孔上面离开磁场，如图（丙）所示由几何关系知：

（11）

（2分）解⑧（11）得：

（12）

（1分）ks5u评分说明：无⑧式，答案对不扣分，无甲乙丙图不扣分。17.如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放—个质量为m的木块，车的右端固定一个轻质弹簧。现给木块—个水平向右的瞬时冲量I，木块便沿小车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的左端。试求：

(I)木块返回到小车左端时小车的动能。(Ⅱ)弹簧获得的最大弹性势能。参考答案：18.（18分）如图，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为300的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为mA＝0.80kg、mB＝0.64kg、mC＝0.50kg，其中A不带电，B、C均带正电，且qC＝2.0×10-5C，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用，B、C间相距L＝1.0m．如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为．现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度a＝1.5m/s2的匀加速直线运动，假定斜面足够长．已知静电力常量k＝9.0×109N·m2／C2，g＝10m/s2．求：（1）B物块的带电量qB．（2）A、B运动多长距离后开始分离．（3）从开始施力到A、B分离，力F对A物块做的功．参考答案：解析：（1）A、B、C处于静止状态时，设B物块的带电量为qB，则C对B的库仑斥力

①

以A、B为研究对象，根据力的平衡

②

联立解得

qB＝4.0×10-5C

③

（2）给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小．设经过时间t，B、C间距离变为L'，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离．则t时刻C对B的库仑斥力为