山东省济宁市兖州实验中学2021-2022学年高三物理联考试卷含解析

山东省济宁市兖州实验中学2021-2022学年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. (多选)小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法正确的是
A.小球的角速度突然增大
B.小球的瞬时速度突然增大
C.小球的向心加速度突然增大
D.小球对悬线的拉力突然增大
参考答案：
ACD
2. （单选）如图所示，一个质量均匀分布的星球，绕其中心轴PQ自转，AB与PQ是互相垂直的直径。

星球在A点的重力加速度是P点的90%，星球自转的周期为，万有引力常量为，则星球的密度为
A. B. C. D.
参考答案：
D
本题主要考查万有引力与重力关系以及圆周运动；对于P点有,对于A点，联立解得,结合,可得，故选项D正确。

3. 如图所示，水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷，A板带正电荷，B板接地。

两板间有一正试探电荷固定在C点，以C表示电容器的电容，U表示两板间的电势差，表示C点的电势，W表示正电荷在C点的电势能.若将B板保持不动，将正极板A缓慢向下平移一小段距离L（仍然在C上方）的过程中，各物理量与正极板移动距离X的关系图像中，正确的是（）
参考答案：
CD
4. （单选）如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2（μ2＜μ1）．当它们从静止开始沿斜面加速下滑时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为（）
A．0 B．μ1mgcosθC．μ2mgcosθD．mgsinθ
参考答案：
考点：摩擦力的判断与计算．
专题：摩擦力专题．
分析：先对PQ整体受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后隔离出物体P，受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出间的静摩擦力．
解答：解：对PQ整体受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，如图
根据牛顿第二定律，有
（m+M）gsinθ﹣μ2（m+M）gcosθ=（M+m）a
解得
a=g（sinθ﹣μ2cosθ）①
再对P物体受力分析，受到重力mg、支持力和沿斜面向上的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有mgsinθ﹣F f=ma ②
由①②解得
F f=μ2mgcosθ
故选：C．
点评：本题关键是先对整体受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后再隔离出物体P，运用牛顿第二定律求解PQ间的内力．
5. 金属钙的逸出功为W0=4.310－10J，普朗克常量h＝
6.6×10－31J?s，光速c＝3.00×108m／s，以下说法正确的是
A. 用波长为400nm的单色光照射金属钙，其表面有光电子逸出
B. 用波长为400nm的单色光照射金属钙，不能产生光电效应现象
C. 若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，增大光的强度将会使光电子的最大初动能増大
D. 若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少
参考答案：
AD
【详解】波长为400nm的单色光的光子能量：
，故用波长为400nm的单色光照射金属钙，能产生光电效应现象，其表面有光电子逸出。

故A正确，B错误。

根据光电效应方程E km=hv-W0知，光电子的最大初动能与光的强度无关，故C错误；若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度，则单位时间内入射的光子的数目减小，将会使单位时间内发射的光电子数减小。

故D正确。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.
参考答案：
7. 质量为2．0 kg的物体，从离地面l6 m高处，由静止开始匀加速下落，经2 s落地，则物体下落的加速度的大小是 m/s2，下落过程中物体所受阻力的大小是 N．(g取l0m/s2)
参考答案：
8；4
物体下落做匀加速直线运动，根据位移时间关系得：x=at2，a== m/s2=8m/s2，根据牛顿第二定律得：a=，解得：f=4N。

8. 在距水平地面45m高处以水平向右的速度5m/s抛出一质量为1kg的石子(不计空气阻力)。

经时间s
，此时石子的速度大小为；重力对石子做功的瞬时功率P 为 W。

(g取10m/s2).
参考答案：
答案：15m/s ；100
W 或141.4W
9. 如图（a ）所示为某种灯泡的U －I 图像，现将两个这种小灯泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻
R 连成如图（b ）所示的电路，电源的电动势为E ＝6V ，电键S 闭合后，小灯泡L1与定值电阻R 的电功率均为P ，则P ＝______W ，电源的内阻r ＝_____Ω。

参考答案：
0.2，2.5
10. 已知地球半径为R ，地球自转周期为T ，同步卫星离地面的高度为H ，万有引力恒量为G ，则同步卫星绕地球运动的线速度为________，地球的质量为________。

参考答案：
，
11. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n ＝4能量状态，则氢原子最多辐射 种频率的光子。

辐射光子的最大能量为 。

参考答案：
12. 如图所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图.使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力
将
，涂料滚对墙壁的压力将 .（填：“增大”、“减小”或“不变”）
参考答案：
13. 欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星。

若该行星质量为M ，半径为R ，万有引力恒
量为G ，则绕该行星运动的卫星的第一宇宙速度是______________。

设其质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，在该行星表面附近沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则
为______________。

参考答案：
，10/3
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％ 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H ）转化成一个氦核（He ）和两个正电子（e ）并放出能量.已知质子质量m P = 1.0073u ，α粒子的质量m α = 4.0015u ，电子的质量m e = 0.0005u ．1u 的质量相当于931.MeV 的能量．
①写出该热核反应方程；
②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV 的能量?（结果保留四位有效数字）
参考答案： 答案：
①4H →He +2e （2分）
②Δm = 4m P － m α－2m e = 4×1.0073u －4.0015u －2×0.0005u = 0.0267 u （2分） ΔE = Δ mc 2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.86 MeV （2分）
15. (2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900 J 的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？(简要说明理由)
参考答案：
一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．
一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，即900 J. 四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，水平放置的圆盘半径为R=1m ，在其边缘C 点固定一个高度不
计的小桶，在圆盘直径CD 的正上方放置一条水平滑道AB ，滑道AB 与CD 平行．滑道右端B 与圆盘圆心O 在同一竖直线上，其高度差为h=1.25m ．在滑道左端静止放置一质量为m=0.4kg 的物块（可视为质点），物块与滑道间的动摩擦因数为μ=0.2．当用一大小为F=4N 的水平向右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度ω=2πrad/s ，绕盘心O 在水平面内匀速转动，拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B 点水平抛出，恰好落入小桶内．重力加速度取10m/s 2
． （1）求拉力作用的最短时间；
（2）若拉力作用时间为0.5s ，滑块会落入小桶吗？若能，求所需滑道的长度．
（3）物块落入桶中后如果随圆盘一起以ω=nd/s 匀速转动，求小桶给物块的作用力大小．
参考答案：
解答： 解：（1）物块由B 点抛出后做平抛运动，在竖直方向有：
h=gt 2
物块离开滑到的速度：v==2m/s
拉动物块时的加速度，由牛顿第二定律：F ﹣μmg=ma 1 得：a 1=8m/s 2，
圆盘转过一周时落入，拉力作用时间最短；盘转过一圈的时间：
T==1s
物块在滑道导航先加速后减速：v=a 1t 1﹣a 2t 2
物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系：t 1+t 2+t=T 由上面两式联立得：t 1=0.3s
（3）物块加速获得速度：v 1=a 1t=4m/s
滑块撤去F 滑行时间为：t ′=
=1s
则板长为：L=x 1+x 2=a 1t 12+
=4m
（3）小桶水平方向给物块的作用力提供向心力，有：F x =m ω2R=0.4××1N=3N
竖直方向给物块的作用力与重力等大反向，即为：F y =4N ，
则小桶给物块的作用力：F==
N=5N ；
答：
（1）拉力作用的最短时间为0.3s ；
（2）若拉力作用时间为0.5s
，求所需滑道的长度为4m ． （3）小桶给物块的作用力大小5N ．
的动摩擦因数为μ，其余段光滑。

初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（A 、B 间距大于2r ）。

随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b ）所示。

A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。

（1）求A 脱离滑杆时的速度uo ，及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。

（2）如果AB 不能与弹簧相碰，设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t1，求ω得取值范围，及t1与ω的关系式。

（3）如果AB 能与弹簧相碰，但不能返回道P 点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep ，求ω的取值范围，及Ep 与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。

参考答案：
(1)由（b ）图可知当滑杆的速度最大且向外运动时小物块A 与滑杆分离，此时小物块的速度为
小物块A 与B 碰撞，由于水平面光滑则A 、B 系统动量守恒，则由动量守恒定律和能量守恒定律得：
解得：
(2)AB 进入PQ 段做匀减速运动，由牛顿第二定律有：
AB 做减速运动的时间为 解得：
欲使AB 不能与弹簧相碰，则滑块在PQ 段的位移有
而 解得：
(3) 若AB 能与弹簧相碰，则
若AB 压缩弹簧后恰能返回到P 点，由动能定理得
解得：
的取值范围是：
从AB 滑上PQ 到弹簧具有最大弹性势能的过程中，由能量守恒定律得：
解得：
18. 如图所示，质量分别为m 1＝1kg 和m 2＝2kg 的A 、B 两物块并排放在光滑水平面上，若对A 、B 分别施加大小随时间变化的水平外力F 1和F 2，若F 1＝（9-2t ）N ，F 2＝（3＋2t ）N ，设F 1、F 2的方向不变。

则：
（1）经多长时间t 0两物块开始分离?
（2）在同一坐标中画出A、B两物块的加速度a1和a2随时间变化的图像?
（3）速度的定义为V＝?s/t，“V-t”图像下的“面积”在数值上等于位移s；加速度的定义为a＝V/t，则“a-t”图像下的“面积”在数值上应等于什么?
参考答案：
①（4分）对A、B整体，有：F1+F2=（m1+m2）a
;当A、B间N ab=0时，对A，有：F1=m1a
即：9-2t0=4 ∴t0=2.5s 即：2.5s时开始分离。

②（4分）
对B：3+2t=m2a2，∴a2=（3+2t）/2=1.5+t；据此作图（图略）
③（2分）ΔV即速度的变化量。