2021-2022学年湖南省长沙市师大附中高新实验中学高三物理联考试卷含解析

2021-2022学年湖南省长沙市师大附中高新实验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. 如图所示，质量为m的子弹水平飞行，击中一块原来静止在光滑水平面上的质量为M的物块，物块由上下两块不同硬度的木块粘合而成．如果子弹击中物块的上部，恰不能击穿物块；如果子弹击中物块的下部，恰能打进物块中央．若将子弹视为质点，以下说法中错误的是
A．物块在前一种情况受到的冲量与后一种情况受到的冲量相同
B．子弹前一种情况受到的冲量比后一种情况受到的冲量大
C．子弹前一种情况受到的阻力小于后一种情况受到的阻力
D．子弹和物块作为一个系统，系统的总动量守恒
参考答案：
B
由题意可知，子弹和物块作为一个系统，水平方向不受外力作用，系统的总动量守恒，选项ACD正确B错误。

2. （多选）如图10所示，将一个近似超导的圆环水平置于非匀强磁场中，圆环恰好能处于静态平衡。

则以下分析正确的是
A．俯视圆环，圆环中的电流方向为顺时针方向
B．若给圆环一个向下的扰动，俯视圆环，电流将变为逆时针方向
C．若增大圆环的微小阻值，圆环将缓慢下降
D．若增大磁场的磁感应强度，圆环将向下加速运动
参考答案：AC.。

这里的“置于非匀强磁场中”，应该理解为从正上方放下，当将环靠近磁铁时，由于越靠近磁铁，其磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中环会切割磁感线运动，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即没有电阻，所以此时环中的电流不会变小；同时据焦耳定律能看出，由于没有电阻，所以在B环上不会产生电热。

在Ａ选项中有：根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，
原磁通量向上增加，所以感应出顺时针方向（俯视）的电流以阻碍之，Ａ正确；在Ｂ选项中有：向下扰动使原磁通量继续向上增加，电流方向依然不变，Ｂ错；在Ｃ选项中有：如果存在电阻，那么环中电流会不断减少，这样，安培力减小，不足以平衡重力时，环就会下降（可以联想下现实中存在电阻的环的说，即Ｃ正确；若增大磁场的磁感应强度，则安培力增加，会排斥圆环即圆环向上运动。

Ｄ错；故选择ＡＣ答案。

3. （多选）如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。

现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。

在此过程中则下列说法正确的是（）
A．水平力F一定变大 B．斜面体所受地面的支持力可能变大
C．地面对斜面体的摩擦力一定变大 D．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
参考答案：
AC
4. 如图，在竖直向下的y轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强度均随位置坐标按
B= Bo+ ky（k为正常数）的规律变化．两个完全相同的正
方形线框甲和乙的上边均与y轴垂直，甲的初始位置高于
乙的初始位置，两线框平面均与磁场垂直．现同时分别给
两个线框一个竖直向下的初速度vl和v2，设磁场的范围
足够大，且仅考虑线框完全在磁场中的运动，则下列说法正
确的是
A．运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同
B．若，则开始时甲线框的感应电流一定大于乙线框的感应电流
C．若，则开始时甲线框所受磁场的作用力小于乙线框所受磁场的作用力
D．若，则最终达到各自稳定状态时甲线框的速度可能大于乙线框的速度
【必做题】
参考答案：
AB
5. （单选题）某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球（可看成质点），小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度．不计空气阻力，取向上为正方向，在下列v-t图象中，最能反映小铁球运动过程的速度一时间图线是( )
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. 在研究摩擦力特点的实验中，将质量为0.52 kg木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示．（g=10 m/s2）可测得木块与长木板间的动摩擦因数μ
=。

参考答案：
.0.6
7. 液体表面存在表面张力,因此具有相互作用的能量叫表面张力能.水泼到桌面上,我们看到水马上就会收缩.在收缩过程中,水的表面张力做______功(选填“正”或“负”),表面张力能_______(选填“增大”、“不变”或“减小”).
参考答案：
8. 如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c 相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。

棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。

在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。

整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。

现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。

若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为 W，此时电压表读数为 V。

参考答案：
9. 法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。

其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________；。

参考答案：
光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可
10. 一位同学受到“研究平抛运动”昀实验启示，他想用如图所示的装置来验证动量守恒定律：一光滑水平台上，等大的甲、乙两小球间有一根被压缩的轻质弹簧，弹簧的原长较短。

当弹簧突然释放
后，两个小球被弹簧弹射，分别落在水平地面上的P、Q两点，然后该同学进行了下列物理量的测量：
A．用天平测出甲、乙两个小球的质量分别是m1、m2
B．用米尺测出甲、乙两个小球的落地点与平台边缘的水平距离分别为s1、s2
C．用米尺测出平台离地面的高度h
(1)上面的三个步骤中，你认为不必要的步骤有____（填序号）。

(2)根据需要选用上面A、B、C三个步骤中的物理量来表示，只要满足关系式_________,则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。

参考答案：
(1). C (2). m1s1 ? m2s2
【详解】（1）两球均做平抛运动，因高度相同，则时间相同；要验证的表达式：m1v1-m2v2=0，即
，即m1s1 ? m2s2，故不需要测量平台离地面的高度h，即不必要的步骤有C；
（2）只要满足关系式m1s1 ? m2s2，则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。

11. 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。

如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。

开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。

用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。

测出H=1m，h=0.3m，x=0.5m。

（空气阻力对本实验的影响可以忽略,g取10m／s2）。

①物体下滑的加速度表达式为，计算得a= m/s2。

②滑块与斜面间的动摩擦因数表达式为__________________，
计算得动摩擦因数等于。

参考答案：
12. 用M表示地球质量，R表示地球半径，T表示地球自转周期，G表示万有引力常量，则地面上物体的重力加速度为g=，地球同步卫星的轨道高度为h=．
参考答案：
；﹣R．
【考点】同步卫星．
【分析】根据已知量，地球表面的物体受到的重力等于万有引力可求出近地轨道处的重力加速度；地球的同步卫星的万有引力提供向心力，可以求出地球同步卫星的高度．
【解答】解：地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：
=mg
解得：g=，
地球的同步卫星的万有引力提供向心力：
=m
解得：r=
那么地球同步卫星的轨道高度为：h=﹣R；
故答案为：；﹣R．
13. （6分）地球上的海水的总质量达1.4×1021kg。

如果把这些海水的温度减低1 0C，放出的热量就达9×1018KW·h，足够全世界使用4000年。

这个设想不违
背
，但是不能实现，所以叫
永动机，
它违背了。

参考答案：
答案：能量守恒定律第二类热力学第二定律（各2分）
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. 直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，，∠ASD＝15°.求：
①玻璃砖的折射率；
②S、D两点间的距离．
参考答案：
(1) (2)d
试题分析：①由几何关系可知入射角i=45°，折射角r=30°
可得
②在玻璃砖中光速
光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有
可得 SD = d
考点：光的折射定律。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一个半径为R的绝缘光滑半圆环，竖直放在场强为E的匀强电场中，电场方向竖直向下．在环壁边缘处有一质量为m，带有正电荷q的小球，由静止开始下滑，求小球经过最低点时对环的压力.参考答案：
解：由动能定理得：（qE+mg）R=mv2/2 (4分)
在最低点由牛顿第二定律得：
N-mg-qE= mv2/R (4分)
N=3(mg+qE) (2分)
由牛顿第三定律得小球在最低点对环的压力
F N=3(mg+qE） (2分)
17. 如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。

在t=0时刻，一位于ad边中点o的粒子源在abcd平面内发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与od边的夹角分布在0～180°范围内。

已知沿od方向发射的
粒子在时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长L，粒子重力不计，求：
（1）粒子的比荷q／m；
（2）假设粒子源发射的粒子在0～180°范围内均匀分布，时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比
（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。

参考答案：
18. 如图所示，水平放置一个长方体的封闭气缸，用无摩擦活塞将内部封闭
气体分为完全相同的A 、B 两部分．初始时两部分气体压强均为p 、热力学温度均为T ．使A 的温度升高△T 而保持B 部分气体温度不变．则A 部分气体的压强增加量为多少？
参考答案：
解答： 解：设温度升高后，AB 压强增加量都为△p ，升高温度后体积V A ，
由理想气体状态方程得：
，
对B 部分气体，升高温度后体积V B ， 由玻意耳定律得：pV=（p+△p ）V B ， 两部分气体总体积不变：2V=V A +V B ，
解得：；
答：A 部分气体的压强增加量为．。