2022年广西壮族自治区贵港市桂平实验中学高三物理联考试题含解析

2022年广西壮族自治区贵港市桂平实验中学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）空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势j随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x轴上的点，|OA|＜|OB|，|OM|=|ON|。一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是(

)A．粒子一定带正电B．粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大C．粒子一定能通过N点D．粒子从M向O运动过程电势能逐渐增加参考答案：C2.如图，电源内阻不能忽略，电流表和电压表为理想电表，下列说法正确的是A．若R1断路，表的读数均减小B．若R2断路，表的读数均减小C．若R3断路，电流表读数为0，电压表读数变大D．若R4断路，表的读数均变大参考答案：CD解析：R1断路，总电阻增大，总电流减小，外电压增大，故电流表电压表读数都增大，A错；R2、R3、R4断路分析与R1一样。此题考查电路的有关知识，尤其要注意断路相当于电阻变为无穷大。3.某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则A．

B．C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率参考答案：AD解析：根据变压器工作原理可知，，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。考点：变压器工作原理、远距离输电提示：理想变压器的两个基本公式是：⑴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。⑵，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有。远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。4.一个物体从某一高度做自由落体运动，它在第1s内的位移恰好等于它最后1s内位移的1/4，则它开始下落时距地面的高度为（取g=10m/s2）A.5m

B.11.25m

C.20m

D.31.25m参考答案：D5.在力的分解中，如果已知一个分力的大小和另一个分力的方向，那么它的解是（

）A．在任何情况下只有唯一解

B．可能有唯一解C．可能无解

D．可能有两组解参考答案：BCD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

种，其中最短波长为m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-87.（6分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

。

参考答案：，解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；8.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：619.如图所示，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在磁场力作用下以速度v在磁感强度为B的匀强磁场中沿顺时针方向作匀速圆周运动，则磁场方向垂直于纸面向_____（选填“里”或“外”），电荷A作圆周运动的半径r=__________。参考答案：答案：里，10.B.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB=1:2，它们的角速度之比=

，质量之比mA:mB=

.参考答案：；1：2两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。【考点】匀速圆周运动的描述、万有引力定律的应用

11.右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图．在烧瓶A中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐．（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将气压计右侧管_____（填“向上”或“向下”）缓慢移动，直至________．（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Dt表示气体升高的温度，用Dh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量．则根据测量数据作出的图线应是：_______参考答案：（1）向上（2分），气压计左管液面回到原来的位置（2分）（2）A（2分）12.如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，PB⊥AC，AB=BC=15cm，B是AC的中点．电荷量为+q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处以速度v=1m/s开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a=4m/s2．则小球运动到C处速度大小为2m/s，加速度大小为6m/s2．参考答案：考点：电势差与电场强度的关系；牛顿第二定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）从A到C的过程中，因AC两点处于同一等势面上，故电场力做功为零，只有重力做功，根据动能定理即可求的速度；（2）根据受力分析，利用牛顿第二定律即可求的加速度解答：解：（1）根据动能定理可得mg代入数据解得vC=2m/s（2）在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的；当在C处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的，即为a′=g﹣a=10﹣4m/s2=6m/s2．故答案为：2；6点评：考查点电荷的电场强度公式，掌握矢量的合成法则，利用动能定理求解，理解牛顿第二定律与力的平行四边形定则的综合应用13.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体

（填“吸收”或“放出”）的热量是

J。此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了

J。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度为v0沿x轴正方向开始运动．当它经过图中虚线上的M（2a，a）点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点．已知磁场方向垂直xOy平面（纸面）向里，磁感应强度大小为B，不计粒子的重力．试求：（1）电场强度的大小；（2）粒子在匀强磁场中的运动时间；（3）N点的坐标；（4）矩形匀强磁场区域的最小面积．参考答案：解：粒子运动轨迹如图所示：（1）粒子从O到M做类平抛运动，设时间为t，则有：2a=v0t，a=t2，解得：E=，t=；（2）设粒子运动到M点时速度为v，与x方向的夹角为α，则：vy=at=t=v0，速度：v==v0，则：tanα==，解得：α=30°，由几何知识可知，粒子转过的圆心角：θ=360°﹣2×（90°﹣30°）=240°，粒子在磁场中的运动时间：t=T=×=；（3）由题意知，粒子从P点进入磁场，从N点离开磁场，粒子在磁场中以O′点为圆心做匀速圆周运动，设半径为R，由牛顿第二定律得：qvB=m，代入数据得粒子做圆周运动的半径为：R=由几何关系知：β=∠PMN=30°，所以N点的纵坐标为：yN=+a=+a，横坐标为：xN=2a，故N点坐标为：（2a，+a）；（4）当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小．则矩形的两个边长分别为：L1=2R=，L2=R+Rsinβ=，所以矩形磁场的最小面积为：Smin=L1L2=；答：（1）电场强度的大小为：；（2）粒子在匀强磁场中的运动时间为：；（3）N点的坐标为：（2a，+a）；（4）矩形匀强磁场区域的最小面积为：．【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．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，由平抛规律就可得到电场强度；（2）根据粒子做圆周运动的周期公式求出粒子的运动时间．（2）射出电场后做匀速直线运动，进入在磁场中做匀速圆周运动，利用类平抛运动的规从电场中射出速度方向的垂线一，垂足为P，则P点为粒子射入磁场的入射点，N为从磁场中射出的初射点．以O′为圆心，ON为半径做圆如下图；该圆即是粒子运动的轨迹；做NP的平行线与圆相切，再做MO′的两条平行线与圆相切，可做出运动轨迹．（4）做NP的平行线与圆相切，再做MO′的两条平行线与圆相切，则这三条切线和MN围成的面积即是最小面积．17.如图所示，两垂直纸面向里的匀强磁场以MN为边界，MN边界上方磁场的磁感应强度大小B1大于下方磁场的磁感应强度大小B2（未知）．有一长为l的绝缘平直挡板与MN重合，一个质量为m，电量为q的带正电粒子，从挡板的中点O处沿垂直挡板方向以速度v=（k为偶数）进入上方磁场中，假设粒子与挡板发生碰撞并反弹过程没有能量损失，且粒子在下方磁场中运动时不会与挡板发生碰撞，粒子最终能回到出发点O，不计粒子重力．若k=4，则粒子从挡板边缘进入下方磁场中．求：（1）若k=4，粒子在MN边界上方磁场中运动的轨迹半径．（2）试画出k=10时粒子的运动轨迹．（3）求两磁场的磁感应强度大小的比值．参考答案：解：（1）粒子在MN边界上方磁场中运动时，粒子只受洛伦兹力，所以有，洛伦兹力作为向心力，即有：，所以，粒子在MN边界上方磁场中做圆周运动的半径为：；（2）由（1）可知，粒子在MN边界上方磁场中做圆周运动的半径为：；挡板O点左端长=，所以，粒子与挡板碰撞两次后进入下方，进入下方磁场的入射点距离挡板左端；粒子在下方磁场中运动时不会与挡板发生碰撞，所以在下方磁场粒子运动半径有：；因为粒子最终能回到出发点O，所以有：，所以粒子的运动轨迹如图所示，（3）由，且k为偶数，根据粒子的运动轨迹可知，分两种情况①当k为4的倍数时，粒子从挡板边缘进入下方磁场，此时，所以；②当k不是4的倍数时，粒子从距挡板边缘R1处进入下方磁场，此时，所以．答：（1）若k=4，粒子在MN边界上方磁场中运动的轨迹半径为；（3）当k为4的倍数时，两磁场的磁感应强度大小的比值为；当k不是4的倍数时，两磁场的磁感应强度大小的比值为．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）由洛伦兹力作向心力求解半径即可；（2）由粒子回到O点、粒子运动与挡板的关系及挡板长度与粒子运动半径的关系得到上下磁场运动半径的关系，进而得到运动轨迹；（3）由R1的表达式可知要分为奇数、偶数两种情况讨论即可由（2）的半径关系得到磁感应强度之比．18.如图所示，内壁粗糙、半径R=0.4m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切．质量m2=0.2kg的小球b左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m1=0.2kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍．忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求（1）小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功Wf；（2）小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；（3）小球a通过弹簧与小球