湖南省怀化市新晃县第二中学2022年高三物理联考试题含解析

湖南省怀化市新晃县第二中学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.如图所示，在水平绝缘面上三点分别固定A、B、C三个带电量完全相同的小球，三小球连线构成一个边长为L的正三角形。在距离三角形ABC中心O上方某高处由静止释放一质量为m的带电小球D。当小球D向下运动到离地高为h处速度最大。已知小球D的电量为。整个装置处于真空中，四个小球均可视为点电荷。以下说法中正确的是

A．小球D向下运动的过程中，电势能先减小后增大

B．A球的电量为 C．A、B、C三球在h处的电场强度为

D．A、B、C三球均带正电参考答案：BD由“小球D向下运动到离地高为h处速度最大”可知此时小球D受到的电场力与重力是一对平衡力，即mg=qE,解得E=,故A、B、C三球均带正电，小球D向下运动的过程中，电场力做负功，电势能一直增大，故选项A、C错误D正确；由几何关系可知A球在h处与D球的距离为，且此处A的电场强度为，解得A球的电量为，选项B正确。2.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。若此人所受重力为G，则椅子各个部分对他作用力的合力大小为（

）A．Gtanθ

B．Gsinθ

C．Gcosθ

D．G参考答案：D3.如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则

A．升降机停止前在向上运动

B．O—tl时间内小球处于失重状态，t1—t2时间内小球处于超重状态

C．tl—t3时间内小球向下运动，动能先增大后减小

D．t3—t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量参考答案：AD升降机停止前，弹簧处于伸长状态且弹力大小等于重力，O—tl时间内，弹簧弹力由mg减小为0，说明弹簧逐渐恢复原长，升降机停止前在向上运动，小球由于惯性在继续向上运动，故A正确；开始小球受重力和弹簧弹力处于平衡，小球继续上升的过程中，导致合力的方向向下，大小逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度的大小逐渐增大，加速度的方向向下，与速度反向，则速度逐渐减小．tl—t3时间内小球向上做减速运动，动能一直减小直至为0，O—t3时间内加速度方向一直向下，小球处于失重状态，B、C错误；t3—t4时间内弹簧由压缩状态逐渐恢复原长，由动能定理可知，弹性势能减小量与小球重力势能减小量之和等于小球动能增加量，故D正确。【答案】【解析】4.（单选）如图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置电荷量为＋Q和－Q的点电荷，下列说法正确的是:(

)A．C、D两点的电场强度相同B．C、D两点的电势相同C．将一带正电的点电荷沿直线CD从C点移到D点电势能增大D．一带正电的点电荷在直线AOB上，O点受到的电场力最大参考答案：A5.（单选）地面附近处的电场的电场线如图所示，其中一条方向竖直向下的电场线上有a、b两点，高度差为h。质量为m、电荷量为-q的带电微粒（其所带电荷不影响原电场的分布），从a点由静止开始沿电场线运动，到b点时速度为。下列说法正确的是A．微粒从a点开始运动到b点的过程中加速度一直增大B．微粒从a点开始运动到b点的过程中一定一直做加速运动C．若换成质量为m、电荷量为-2q的带电微粒，从a点由静止释放，微粒将沿电场线在a、b两点间来回运动D．若换成质量为m、电荷量为+2q的带电微粒，从a点由静止起沿电场线运动到b点时的速度为参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用如图12所示的装置来探究动能定理。①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小近似相等，钩码的总质量应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

。②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动，用打点计时器在纸带上记录其运动情况。图13是实验时得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点。本实验能测出的物理量有：小车的质量M，钩码的总质量m，各计数点间的距离，已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g。则打点计时器打出B点时小车的速度为

，实验中小车所受合外力做的功与动能变化间的关系式为

。（用题中及图中所给字母表示）参考答案：①钩码的总质量远小于小车的质量(1分)

平衡摩擦力(1分)②vB＝(2分)mg(Δx3＋Δx4)＝M()2－M()2等均可7.如图3－3－10所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．图3－3－10(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度．

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图3－3－11所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是

()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大参考答案：(1)小车的总质量(或：小车的质量)小车所受外力(或：外力、合外力)(2)①在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比②C8.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量9.用多用电表欧姆档的“×l0”倍率，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为

Ω。参考答案：欧姆表表盘读数为22Ω，由于选择的是“×l0”倍率，故待测电阻的阻值是220Ω。10.某同学用如图所示的装置测定重力加速度，打点计时器使用交流电频率为50Hz，打出的纸带如图所示，由纸带所示数据可算出实验时打下点5时重物的速率为

m/s，加速度为

m/s2.参考答案：11.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银．两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启顶部连通左右水银的阀门，右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h．（i）试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为

，左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为

：（ii）若初始状态温度为T0，大气压强为P0，关闭阀门A，则当温度升至

时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）．参考答案：（1）L0，2h；（2）【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度．（2）以左管内气体为研究对象，列出初末的状态，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度．【解答】解：（1）根据连通器的原理以及液体产生的压强可知，右侧的气体的压强：P1=P0﹣h则左侧气体的压强：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为是2h．左侧空气柱的长度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）关闭阀门A，温度升高的过程中，右侧的空气柱的压强增大，体积增大，由图可知，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平时的空气柱的长度：L1=L0+h压强：P1′=P0设空气柱的横截面积是S，由理想气体的状态方程得：得：T1=故答案为：（1）L0，2h；（2）12.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能13.光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．⑴该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是

；⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量

，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=

；⑶某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像．组别1234567M/kg0.580.580.580.580.580.580.58F/N0.100.150.200.250.300.350.40a/m·s-20.130.170.260.340.430.510.59⑷由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：

．参考答案：⑴小车所受合外力大小等于(或约等于)mg……(1分)⑵两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间”）…(1分)

（或“”）………(2分)⑶如右图…………(2分)⑷木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）……………(2分)三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；

（2）xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此

④由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

⑥15.（8分）在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，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），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0

B.0和1

C.1和0

D.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+2

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，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

。参考答案：（1）A；(2)；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，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。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.如图所示，在平面内水平和竖直的虚线L1、L2将平面分为四个区域，L2的左侧有一随时间变化的匀强电场，电场的变化情况如图所示(图象中场强大小E0为已知量，其他量均为未知)，电场强度方向与L1平行且水平向右。L2的右侧为匀强磁场，方向垂直纸面向外。现将一绝缘挡板放在第一个区域内，其与L1、L2的交点M、N到O点的距离均为2b。在图中距L1为b、L2为4b的A点有一粒子源，可以发射质量为m，电荷量为+q的粒子（粒子的初速度近似为零，不计重力），粒子与挡板碰后电荷量不变，速度大小不变，方向变为平行于L2，当粒子第一次到达理想边界L2时电场消失，粒子再次与挡板碰撞的同时匀强电场恢复且粒子源发射下一个粒子，如此重复。（1）求粒子第一次到达边界L2时的速度大小及速度方向与虚线L1的夹角；（2）若粒子源在t=0时刻发射一粒子，粒子进入右面磁感应强度为B0的匀强磁场中，恰好打在挡板M处。求坐标轴中的T1、T2的值分别是多少？参考答案：（1）方法一：设粒子与板作用前的瞬间，速率为v0，由动能定理有．．．．．．．．2分（这个方程也可以用下面两个方程代替，，每个方程1分；或写作每个方程1分）得粒子与挡板碰后在电场中做类平抛运动．．．．．．．．2分（其中只列出给1分）

粒子到达L2时垂直于L2的速度大小．．．．．．．．１分（方程也可写作）粒子到达L2时的速度大小为．．．．．．．．１分粒子第一次达到L2的速度与L1方向的夹角．．．．．．．．１分

．．．．．．．．１分方法二：

根据动能定理．．．．．．．．3分

．．．．．．．．１分．．．．．．．．2分（这个方程也可以用下面两个方程代替，，每个方程