2020年湖南省湘潭市锰矿中学高三物理联考试题带解析

2020年湖南省湘潭市锰矿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. 如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡飞重物，它们的质量均为M，由跨
过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．若电梯中乘客的质量为m，匀速上升的速度为v，在电梯即将到顶层前关闭电动机，靠惯性再经时间t停止运动卡住电梯，不计
空气阻力，则t为（）
A． B． C． D．
参考答案：
D
2. 电梯上升运动的v一t图如图所示，从图像可知电梯在9秒内上升的高度是（）
A．0 B．36m C．42m D．39m
参考答案：
D
3. （单选）如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片可将弹丸发射出去。

若橡皮条的弹力满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L（弹性限度内），则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为（）A． B C．D．
参考答案：
A
4. （单选）铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为(如图)，弯道处的回弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则( )
A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C.火车所受合力等于mg
D.火车所受合力为零
参考答案：
答案：A
解析：当火车速度小于时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压。

点评：本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．
5. 如图所示，甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动，在轨道的水平段AB上运动时，两小球的速度均为v0=5m/s，相距d=10m，轨道水平段AB和水平段CD的高度差为h=1．2m。

设两小球在斜坡段BC运动时未脱离轨道，关于两小球在轨道水平段CD上的运动情况，下列描述
中，正确的是
A．两小球在CD段运动时仍相距10m
B．两小球在CD段运动时相距小于
10m
C．两小球到达图示位置P点的时间差为2s
D．两小球到达图示位置P点的时间差约为1．4s
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. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。

已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c 是真空中的光速。

由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）
参考答案：
ΔE= 17.6 MeV.
7. 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50 Hz。

在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点A、B、D到零点的距离：xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.若无法再做实验，可由以上信息推知：
（1）相邻两计数点的时间间隔为___________s;
（2）打C点时物体的速度大小为___________m/s(取2位有效数字）；
（3）物体的加速度大小为_____________（用xA、xB、xD和f表示）.
参考答案：
(1)0.1(2)2.5(3)
8. （2分）分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的距离等于r0时，引力和斥力大小相等．则当r＞r0时，引力斥力；当r＜r0时，引力斥力．（填“大于”、“小于”或“等于”）
参考答案：
答案：大于；小于9. （1）用欧姆表测电阻时，两表笔短接时指针所指位置如图所示。

如果不调零就去测电阻，那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏 .
（2）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。

给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。

①如图（1）所示电路图中，电压表应接__________点（填a或b）。

②图（2）中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试作图像并求出电阻值R=__________________Ω。

（保留3位有效数字）
③待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图（3）、图（4）所示。

由图可知其长度为8.02mm，图（4）直径读数为
________mm。

④由以上数据可求出ρ=_______________Ω·m。

（保留3位有效数字）
参考答案：
（1）小（2分）
（2）① a （2分）
②作图为过原点的直线，其中第2个点舍弃（2分） 244 （242 ~ 246均可）（2分）
③1.92 （2分）
④
0.0882
10. 我校机器人协会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。

如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。

请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_______F1（选填“>”“=”“<”）。

水对铁球的浮力大小为_________，若____________________，就说明了作用力与反作用力大小相等。

参考答案：
（1）< （2）F1F3或F4F2 F1F3=F4F2
11. （9分）简易温度计构造如图所示。

两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。

在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。

（1）（单选题）此温度计的特点是 A ．刻度均匀，刻度值上小下大 B ．刻度均匀，刻度值上大下小 C ．刻度不均匀，刻度值上小下大 D ．刻度不均匀，刻度值上大下小
（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有
A ．液体密度
B ．玻璃泡大小
C ．左管内径粗细
D ．右管内径粗细
（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg 时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。

为测得准确的温度，在测量时需__________。

参考答案：
（1）A （2）BC （3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm ，然后读数
【考点定位】 气体的状态方程
12. 质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车，在水平冰面上以2m/s 的速度滑行．不计冰面摩擦，
若小孩突然以5m/s 的速度(对地)将冰车推出后，小孩的速度变为_______m/s ，这一过程中小孩对冰车所做的功为______J ．
参考答案：
M ，在某状态下氮气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA ，在该状态下体积为V1的氮气分子数为 ▲ ，该氮气变为液体后的体积为V2，则一个氮分子的体积约为 ▲ ．
参考答案：
气的质量为：
氮气的物质的量为：
；
故质量为m 的水所含的分子数为：；
该氮气变为液体后的体积为
，则一个氮分子的体积约为：。

三、 实验题：本题共2小题，每小题11
分，共计22分
14.
（
14
分）光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其面板结构如图
(甲)所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可
以显示物体的挡光时间．现用图(乙)所示装置做“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验，图中1为小钢球，2和3是固定在铁架台适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．让小钢球从两个光电门正上方某高度处自由落下，光电门2和3各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10—2s和2．0×10-2s．用游标卡尺测量小钢球的直径d，此时卡尺游标部分如图(丙)所示
①读出小钢球的直径d=____________________cm．
②小钢球经过光电门这段时间可看作匀速运动，则
小钢球通过光电门2中心的速度v1=_______________m/s，
小钢球通过光电门3中心的速度v2=_______________m/s．(保留两位有效数字)
③为了验证机械能守恒定律，除了计算小钢球通过光电门的速度外，还需要用工具直接测量的物理量有_____________(选填下列选项)．
A．小钢球的质量m
B．重力加速度g
C．光电门2中心到3中心的高度h
D．小钢球通过光电门2中心到3中心的时间△t
④要验证的表达式______________________________________________________.参考答案：
①5.015 (4分)②1.0 2.5(每空各2分) ③C(3分)④ (3分)
15. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源．在小车自身质量未知的情况下，某同学设计了一种通过多次改变小车中砝码质量的方法来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．
（1）有关实验操作，下列说法中不正确的是A
A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C．此实验只需平衡一次摩擦力
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车
（2）如图2为实验中获得的某一条纸带，设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3．根据纸带上计数点的情况，求得加速度的大小a= 1.15（1.13～1.19）m/s2（结果保留3位有效数字）．
（3）以小车上放置的砝码的总质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出﹣m关系图线．图3为按照正确的实验步骤所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为．
参考答案：
解答：
解：（1）平衡摩擦力时，小车不能连接砝码，故A 错误；
故选：A ．
（2）设纸带上三个相邻计数点的间距为s 1、s 2、s 3． 由匀变速直线运动的推论得：△x=aT 2
a= 图2为用米尺测量某一纸带上的s 1、s 3的情况，由图可读出s 1=24.2mm ，s 3=47.2mm ．
由此求得加速度的大小a=
=1.15m/s 2．
（3）设小车质量为M ，小车受到外力为F ，由牛顿第二定律有F=（m+M ）a ； 所以=+，
所以，﹣m 图象的斜率为，故F=，
纵轴截距为b==kM ， 所以，M=
故答案为：（1）A ；（2）1.15（1.13～1.19）（3），．
16. 如图所示，两根等高光滑的 圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L 、质量为m 、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab 处由静止开始下滑，到达轨道底端cd 时受到轨道的支持力为2mg ．整个过程中金属棒与导轨电接触良好，求： （1）棒到达最低点时的速度大小和通过电阻R 的电流．
（2）棒从ab 下滑到cd 过程中回路中产生的焦耳热和通过R 的电荷量．
（3）若棒在拉力作用下，从cd 开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab 的过程中拉力做的功为多少？
参考答案：
解：（1）到达最低点时，设棒的速度为v ，产生的感应电动势为E ，感应电流为I ，则
（2分）
（1分）
（1分）
解得
（2分）
（2）设产生的焦耳热为Q ，由能量守恒定律有
（2分）
解得（1分）
设产生的平均感应电动势为，平均感应电流为，通过R的电荷量为q，则
（1分）
解得（1分）
（3）金属棒在运动过程中水平方向的分速度
金属棒切割磁感线产生正弦交变电流的有效值（1分）
在四分之一周期内产生的热量（1分）
设拉力做的功为，由功能关系有（1分）
解得（1分）
17. （16分）如图所示，在光滑水平长直轨道上有A、B两个绝缘体，它们之间有一根长为l的轻质软线相连接，其中A的质量为m，B的质量为M=4m，A为带有电荷量为q的正电荷，B不带电，空间存在着方向水平向右的匀强电场，场强大小为E。

开始用外力把A与B靠在一起并保持静止，某时刻撤去外力，A开始向右运动，直到细线绷紧，当细线被绷紧时，两物体将有极短时间的相互作用，而后B
开始运动，且细线再次松弛。

已知B开始运动时的速度等于线刚绷紧前瞬间A的速度的。

设整个过程中，A的电荷量都保持不变。

求细线第二次被绷紧的瞬间B对地的位移。

参考答案：
解析：设细线第一次绷紧前瞬间A的速度为v0。

由动能定理得
（3分）
设细线第一次绷紧后的瞬间A的速度为v1,B的速度为v2，因细线绷紧过程所用时间极短，电场力的冲量极小，可以忽略不计，根据动量守恒定律有
（3分）
负号表示速度的方向水平向左
第一次绷紧后A的速度为
∴A又回到第一次绷紧的位置历时
∴不会相碰（2分）
两者速度相同时，，（1分）此后再运动t′绷紧：
（2分）
解得：
（2分）
∴（2分）
18. 如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S1＝20 cm2、S2＝10 cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M＝2 kg的重物C连接，静止时气缸中气体的温度T1＝600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0＝1×105 Pa，g取10 m/s2，缸内气体可看作理想气体．
(1)求活塞静止时气缸内气体的压强；
(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动L时，求气缸内气体的温度．
参考答案：
（1）1.2×105Pa；（2）500K．解析： (1)设活塞静止时气缸内气体的压强为p1，活塞受力平衡，则p1S1＋ p0S2＝ p0S1＋ p1S2＋Mg 代入数据解得压强p1＝1.2×105 Pa.
(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体的压强没有变化，由盖·吕萨克定律得
＝代入数据解得T2＝500 K.。