2022年山东省聊城市高唐第一中学高三物理联考试卷含解析

2022年山东省聊城市高唐第一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.（多选题）如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在地面上，圆锥筒的轴线竖直．一个小球贴着筒的内壁在水平面内做圆周运动，由于微弱的空气阻力作用，小球的运动轨迹由A轨道缓慢下降到B轨道，则在此过程中（）A．小球的向心加速度逐渐减小 B．小球运动的角速度逐渐减小C．小球运动的线速度逐渐减小 D．小球运动的周期逐渐减小参考答案：CD【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．【解答】解：A、以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示：由牛顿第二定律得：mgtanθ=ma==mrω2可知A、B的向心力大小相等，a=gtanθ，向心加速度不变，故A错误．B、角速度，由于半径减小，则角速度变大，故B错误．C、线速度，由于半径减小，线速度减小，故C正确D、周期T=，角速度增大，则周期减小，故D正确．故选：CD2.如图所示，楔形物块a固定在水平地面上，在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上，小物块b仍保持静止，如下图所示．则a、b之间的静摩擦力一定增大的是()．参考答案：A3.甲、乙两物体同时由同一地点沿同一方向做直线运动，它们的位移一时间图像如图所示，甲的图像为过坐标原点的倾斜直线，乙的图像为顶点在坐标原点的拋物线，则下列说法正确的是(

)A.甲、乙之间的距离先增大、后减小，然后再增大B.0～t1时间段内，乙的平均速度小于甲的平均速度C.

t1时刻，乙的速度等于甲的速度D.t1时刻两物体相遇参考答案：AD4.如图所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，沿电场线从A运动到B．则(

)A．电场强度的方向向左

B．A点场强一定大于B点场强C．电场力做负功

D．电势能增加参考答案：A5.（单选）一列水波穿过小孔发生衍射现象，衍射后水波能量减小表现为（）A．波长增大B．周期增大C．频率减小D．振幅减小参考答案：考点：波的干涉和衍射现象．分析：根据衍射原理，绕过阻碍物继续向前传播，则周期与频率不变，面，而波长与波速有关，因介质确定水波的速度，从而即可求解．解答：解：由题意可知，水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因衍射后振动能量的分散，导致振幅减小，故D正确，ABC错误．故选：D．点评：本题考查了发生衍射的原理，及衍射过程中的变化与不变化的量，注意振动能量与振幅有关．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振，该列波的周期T=______s，从t＝0时刻起到P点第一次到达波峰时止，O点相对平衡位置的位移y=____________cm.参考答案：0.2

－27.某种物质分子间作用力表达式，则该物质固体分子间的平均距离大约为

▲

；液体表面层的分子间的距离比

▲

（填“大”或“小“）。参考答案：（2分）

大8.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.若将一个电量为2.0×10－10C的正电荷，从零电势点移到电场中M点要克服电场力做功8.0×10－9J，则M点的电势是=

V；若再将该电荷从M点移到电场中的N点，电场力做功1.8×10－8J，则M、N两点间的电势差UMN＝

V。参考答案：

40；90。10.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：B11.（4分）绿光照射到某金属表面能产生光电效应现象，则采用

色光也可以产生（写出一种颜色的可见光）；若金属表面单位时间内单位面积内发出的光电子数目增加了，则入射光的

（填“频率”或“强度”）增大了。参考答案：蓝/靛/紫；强度12.如图所示，一竖直轻杆上端可以绕水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球，力F=mg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆由静止开始转动，若转动过程保持力F始终与轻杆垂直，当轻杆转过的角度θ=30°时，小球的速度最大；若轻杆转动过程中，力F的方向始终保持水平方向，其他条件不变，则轻杆能转过的最大角度θm=53°．参考答案：【考点】：动能定理的应用；向心力．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）由题意可知：F始终对杆做正功，重力始终做负功，随着角度的增加重力做的负功运来越多，当重力力矩等于F力矩时速度达到最大值，此后重力做的负功比F做的正功多，速度减小；（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于轻杆的中点，当轻杆转过的角度θ时，重力力矩等于F力矩，此时速度最大，则有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案为：30°；53°【点评】：本题主要考查了力矩和动能定理得直接应用，受力分析是解题的关键，难度适中．13.水平面上质量为m的滑块A以速度v碰撞质量为的静止滑块B，碰撞后AB的速度方向相同，它们的总动量为

▲

；如果碰撞后滑块B获得的速度为v0，则碰撞后滑块A的速度为

▲

．参考答案：（2）mv

v–

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(16分)如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道，倾斜直轨CD长为L=6m且表面粗糙，动摩擦因数为μ=，其余部分表面光滑，AB、CD与两圆形轨道相切．现有甲、乙两个质量均为m=2kg的小球穿在滑轨上，甲球静止在B点，乙球正以v0

=10m/s的初速度水平向左运动如图所示．两球碰撞无能量损失。已知θ=37°，（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)求乙球与甲球相碰后，甲球的速度；(2)甲球第一次通过圆O2的最低点F处时对轨道的压力大小；(3)判断甲球是否能再一次与乙球相撞，若能则求相撞前甲球的速度。参考答案：(1)甲乙两球在发生碰撞过程由动量守恒和能量守恒可得：

可得：

或

（舍去）

(2)即交换速度。甲球从B点滑到F点的过程中，根据机械能守恒得：

在F点对滑环分析受力，得

由上面二式得：N

根据牛顿第三定律得滑环第一次通过⊙O2的最低点F处时对轨道的压力为N

(3)由几何关系可得倾斜直轨CD的倾角为37°，甲球或乙球每通过一次克服摩擦力做功为：

，得J

17.(13分)如图所示，固定的竖直光滑金属导轨间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平、垂直导轨平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与下端固定的竖直轻质弹簧相连且始终保持与导轨接触良好，导轨与导体棒的电阻均可忽略，弹簧的劲度系数为k。初始时刻，弹簧恰好处于自然长度，使导体棒以初动能Ek沿导轨竖直向下运动，且导体棒在往复运动过程中，始终与导轨垂直。(1)求初始时刻导体棒所受安培力的大小F；(2)导体棒往复运动一段时间后，最终将静止。设静止时弹簧的弹性势能为Ep，则从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？参考答案：解析：(1)设导体棒的初速度为v0，由动能的定义式

得

…………1分

设初始时刻产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得：

………………2分

设初始时刻回路中产生的电流为I，由闭合电路的欧姆定律得：

………………2分

设初始时刻导体棒受到的安培力为F，由安培力公式得：

………………2分

(2)从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能，因在电路中只有电阻，电能最终全部转化为电阻上产生的焦耳热Q。……1分

当导体棒静止时，棒受力平衡，此时导体棒的位置比初始时刻降低了h，

则

………………2分

由能的转化和守恒定律得：

…………2分

…………2分18.某次足球比赛中，攻方使用“边路突破，下底传中”的战术。如图，足球场长90m、宽60m.前锋甲在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做匀减速直线运动，其初速度v0＝12m/s，加速度大小a0＝2m/s2.(1)甲踢出足球的同时沿边线向前追赶足球，设他做初速为零、加速度a1＝2m/s2的匀加速直线运动，能达到的最大速度vm＝8m/s.求他追上足球的最短时间.(2)若甲追上足球的瞬间将足球以某速度v沿边线向前踢出，足球仍以a0在地面上做匀减速直线运动；同时，甲的速度瞬间变为v1＝6m/s，紧接着他做匀速直线运动向前追赶足球，恰能在底线处追上足球传中，求v的大小.参考答案：(1)t＝6.5s

(2)v＝7.5m/s【分析】(1)根据速度时间公式求出运动员达到最大速度的时间和位移，然后运动员做匀速直线运动，结合位移关系求出追及的时间.(2)结合运动员和足球的位移关系，运用运动学公式求出前锋队员在底线追上足球时的速度