浙江省衢州市衢县石梁镇中学2022年高三物理测试题含解析

浙江省衢州市衢县石梁镇中学2022年高三物理测试题含解析
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. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，副线圈接有一定值电阻R热敏电阻Rt（电阻随温度升高而减小），原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表示数为V
C．热敏电阻RT周围环境温度升高，电流表的示数减小
D．热敏电阻RT周围环境温度升高，变压器的输入功率增大
参考答案：
AD
2. （单选）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。

若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，两星总质量为M，两星之间的距离为r，两星质量分别为m1、m2，做圆周运动的轨道半径分别为r1、r2，则下列关系式中正确的是
参考答案：
C
3. （单选）如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在粗糙的竖直墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，则物体B ()A．只受一个重力B．受到重力、摩擦力各一个
C．受到重力、弹力、摩擦力各一个D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
参考答案：
A
4. （多选）如图，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图所示．由图可以判断正确的是（）
A.图线与纵轴的交点M的值．
B.图线与横轴的交点N的值．
C.图线的斜率等于物体的质量m．
D.图线的斜率等于物体质量的倒数1／m．
参考答案：
ABD
5. 下列说法不正确的
A.气体无孔不人，说明气体分子间存在分子力
B.液体很难被压缩，这是液体分子间存在斥力的宏观表现
C.一定质量的理想气体，温度不变，内能一定不变
D.一定质量的理想气体，体积增大，一定对外做功
参考答案：
A
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。

参考答案：
4:1 1:16
由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。

7. 完全相同的三块木块，固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入，子弹穿透第三块木块的速度恰好为零，设子弹在木块内做匀减速直线运动，则子弹先后射入三木块前的速度之比为
___________，穿过三木块所用的时间之比______________________。

参考答案：
8. 为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m 的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示.
B.第二步:保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和钩码，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示.
V
打出的纸带如下图：
试回答下列问题：
①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA=_____________,打点计时器打B点时滑块速度vB=___________. ②已知重锤质量m，当地的重加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式W 合=__________.
③测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，WA、WB、WC、WD、WE，以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k，则滑块质量M=_______.
参考答案：
①由时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度VA=OB/2⊿t=x1/2⊿t
VB=(x3- x1)/2⊿t
②整个系统按图甲运动，撤去重锤后，滑块下滑时所受合外力就是重锤的重力，由动能定理，只要知道滑块下滑的位移x，就可得到合力所做的功，合力功为mgx.
③由动能定理可得W=Mv2/2,若描点作出v2-W图像,是一条过坐标原点的倾斜直线,直线斜率为k,滑块质量M=2/k.
9. 光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。

一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球做_______（填“正功”、“负功”或“不做功”），小球的线速度_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

参考答案：
不做功；不变
解析：轨道支持力与运动方向垂直，轨道对小球不做功，小球的线速度不变。

10. 如图为氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时，可能发出个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV，若用此光照射到逸出功为3.06 eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为 V。

参考答案：
10, 13.06, 10
11. 一定质量的理想气体状态变化如图。

其中a→b是等温过程，气体对外界做功100J；b→c是绝热过程，外界时气体做功150J；c→a是等容过程。

则b→c的过程中气体温度_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)，a-→b→c→a的过程中气体放出的热量为_______J。

参考答案：
(1). 升高 (2). 50
【分析】
因为是一定质量的理想气体，所以温度怎么变化内能就怎么变化，利用热力学第一定律结合气体定律逐项分析，即可判断做功和吸放热情况；
【详解】过程，因为体积减小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有：，又因为绝热过程故，故，内能增加，温度升高；
a→b是等温过程，则，气体对外界做功100J，则，则根据热力学第一定律有：；
b→c是绝热过程，则，外界对气体做功150J，则，则根据热力学第一定律有：；
由于c→a是等容过程，外界对气体不做功，压强减小，则温度降低，放出热量，由于a→b 是等温过程，所以放出的热量等于b→c增加的内能，即，则根据热力学第一定律有：；
综上所述，a→b→c→a的过程中气体放出的热量为。

【点睛】本题考查气体定律与热力学第一定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负。

12. 在某一力学实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔是T。

测出纸带各计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4，为使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a= ；打下C点时的速度vc 。

(写出表达式)
参考答案：
（2分）
13. 如图，半径为和的圆柱体靠摩擦传动，已知，分别在小圆柱与大圆柱的边缘上，是圆柱体上的一点，，如图所示，若两圆柱之间没有打滑现象，则∶∶
= ；ωA ∶ωB ∶ωc=。

参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求
①说明光能从MN平面上射出的理由?
②能从MN射出的光束的宽度d为多少?
参考答案：
解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。

光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。

光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。

（1分）
最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。

故光线c将垂直MN 射出（1分）
②由折射定律知（1分）
则r=45°（1分）
所以在MN面上射出的光束宽度应是
（1分）15. （4分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。

阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。

（结果保留一位有效数字）。

参考答案：
设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
解析：
微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。

设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 质量m=1.5kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离
s=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大．（g=10m/s2）．
参考答案：
设撤去力F前物块的位移为s1，撤去力F 时物块速度为v．
物块受到的滑动摩擦力F1=μmg 撤去力F后，由动量定理得－F1t=－mv
由运动学公式得s－s1=vt/2 全过程应用动能定理得Fs1－F1s=0
由以上各式得=15N
17. 如图所示,在竖直平面内有一倾角的传送带,两皮带轮轴心之间的距离,沿顺时针方向以匀速运动。

一质量的物块从传送带顶端无初速度释放,物块与传送带间的动摩
擦因数。

物块离开传送带后在点沿切线方向无能量损失地进入半径为的光滑圆弧形轨道,并沿轨道运动至最低点,与位于圆弧轨道最低点的物块发生碰撞,碰撞时间极短,物块Q的质量,物块和均可视为质点,重力加速度,。

求：
(1)物块P从传送带离开时的动量；
(2)传送带对物块P做功为多少；
(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间,物块P对圆弧轨道压力大小的取值范围。

参考答案：
(1) ，方向与水平方向成斜向右下 (2) (3)
试题分析：
物块在未到达与传送带共速之前,所受摩擦力方向沿传送带向下，由牛顿第二定律解得加速度，共速后物块P所受摩擦力方向沿传送带向上，由牛顿第定律求出加速度，再由运动学公式求出速度，根据P=mv求出动量；物块从顶端到底端，根据动能定理求出加速度；若物块与物块发生完全弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒求出速度，由牛顿第二定律得对圆弧轨道压力大小的取值范围。

解：(1)物块在未到达与传送带共速之前,所受摩擦力方向沿传送带向下，由牛顿第二定律得：
解得：
所需时间
沿斜面向下运动的位移
当物块的速度与传送带共速后，由于，所以物块所受摩擦力方向沿传送带向上,由牛顿第定律得：
解得：a2=2m/s2
物块以加速度以运动的距离为：
设物块运动到传送带底端的速度为,由运动学公式得v12=v02+2a2x2
解得
则动量为P=mv1=，方向与水平方向成斜向右下
(2)物块从顶端到底端,根据动能定理：
可知传送带对物块做功为：W=
(3)设物块运动到点的速度为,由动能定理得
解得：
若物块与物块发生完全弹性碰撞，并设物块碰撞后的速度为,物块Q碰撞后的速度为,则两物块的碰撞过程动量守恒，碰撞前后动能之和不变；
根据能量守恒：
解得：
若物块与物块发生完全非弹性碰撞则
解得
所以物块的速度范围为：
在点由牛顿第二定律得：
解得：
物块碰撞后间对圆弧轨道的压力为,由牛顿第三定律可得：
【点睛】本题主要考查了传送带问题，应用牛顿第二定律，动能定理及动量守恒定律结合即可解题。

18. 左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。

右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ＝30°。

一根不可伸长、不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1＞m2。

开始时m1恰在碗口水平直径右端A处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。

当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。

（1）m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时m1和m2的速度大小之比
（2）求小球m2沿斜面上升的最大距离s；
（3）若已知细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为，求两球质量之比。

参考答案：
（1）（2）（3）
（1）设重力加速度为g，小球m1到达最低点B时m1、m2速度大小分别为v1、v2，由运动合成与
分解得①
（2）对m1、m2组成的系统由功能关系得：
②
根据几何关系得：h＝Rsin 30°③ks5u
设细绳断后m2沿斜面上升的距离为s′，对m2由机械能守恒定律得
④
根据几何关系得：小球沿斜面上升的最大距离s＝R＋s′⑤联立①②③④⑤解得⑥（3）对m1由机械能守恒定律得：⑦联立①②③⑦得。