江西省宜春市太平中学2021-2022学年高三物理联考试题含解析

江西省宜春市太平中学2021-2022学年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. （多选题）一带负电的粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）
A．x1处电场强度为零
B．在x1、x2、x3处的电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3
C．粒子在0～x2段做变速运动，在x2～x3段做匀速直线运动
D．在x2～x3段该带负电的粒子速度增大
参考答案：
AB
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】根据电势能与电势的关系：E p=qφ，场强与电势的关系：E=，结合分析图象斜率与场强的关系，即可求得x1处的电场强度；根据能量守恒判断速度的变化；由E p=qφ，分析电势的高低．由牛顿第二定律判断加速度的变化，即可分析粒子的运动性质．根据斜率读出场强的变化，由F=qE，分析电场力的变
【解答】A、根据电势能与电势的关系：E p=qφ，场强与电势的关系：E=，得：E=，由数
学知识可知E p﹣x图象切线的斜率等于，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A正确．B、根据电势能与电势的关系：E p=qφ，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：φ1＞φ2＞φ3．故B正确．
C、由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故C错误，
D、在x2～x3段该带负电的粒子电势能增大，动能减小，速度减小，故D错误．
故选：AB
2.
（单选）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图象中，哪个图象正确表示了司机从减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（）
．B．
参考答案：
解：汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；
功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动；
故选B．
3. 目前核电站利用的核反应是
A、裂变，核燃料为铀
B、聚变，核燃料为铀
C、裂变，核燃料为氘
D、聚变，核燃料为氘
参考答案：
A
4. （多选）在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0?t1时间内，导线框中（）
A．感应电流方向为顺时针
B．感应电流方向为逆时针
C．感应电流大小为
D．感应电流大小为
参考答案：
【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；法拉第电磁感应定律；楞次定律．
【专题】：带电粒子在复合场中的运动专题．
【分析】：根据楞次定律可知感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律，结合电源的串联特征，并依闭合电路欧姆定律，则可求解．
：解：A、B、根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是顺时针，而右边的导线框的感应电流，也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向顺时针，故A正确，B错误；
C、D、由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为E=2×，再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为
I==．故C正确，D错误．
故选：AC．【点评】：考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，注意磁场正方向的规定，及掌握两个感应电动势是相加还是相差是解题的关键．
5. 物体在x轴上做直线运动，则上下两图对应关系正确的是(图中F表示物体所受的合外力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度，x表示物体的位移，C、D图中曲线为抛物线)
（）
参考答案：
BD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值
U AB＝100V，R0＝40 ，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有
效值U CD
为 V，通过电阻R0的电流有效值为 A。

参考答案：
答案：200，5
解析：自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半。

理想变压器的变压比为，所以。

根据部分电路欧姆定律有。

7. 在《研究匀变速直线运动的规律》实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，处理时每隔4个点取一个记数点，测出的数据如图。

则打点计时器打下C点时小车的速度vC
= m/s，小车运动的加速度a= m/s2。

参考答案：
2 , 2.4
8.
如图所示，为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波的图象．经△t=0.1s，质点M第一次回到平衡位置，则这列波的波速为v=1m/s，周期T= 1.2s．
参考答案：
解：波沿x轴正方向传播，当x=0处的状态传到M点时，M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为△x=0.1m
则波速为v==m/s=1m/s
根据数学知识得：y=Asinωx=Asin x，
由题知：10=20sin×0.1
则波长为λ=1.2m
则周期T==s=1.2s
故答案为：1，1.2
9. 一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴▲方向传播（填“正”或“负”），波速为▲
m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是▲ m．参考答案：
10. 在用架空电缆进行高压输电时，为了增加电缆的抗拉能力，常常增加挂线的弧度，如图所示，在ABCD四点，若电缆线端切线与竖直方向的夹角都是60o，已知电缆线能承受的最大拉力为2000N，则AB或CD段电缆线承重不超过
A．1000N B．2000N
C．2000N D．N
参考答案：
B
11. 一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连，通过打点计时器打下一系列点，从打下的点中选取若干计数点，如图中A、B、C、D、E所示，纸带上相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。

现测出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打点计时器电源频率为50Hz。

①打D点时，小车的瞬时速度大小为___ ____m/s（保留两位有效数字）。

②小车运动的加速度大小为___ ____m/s2（保留两位有效数字）。

③在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某同学设计了如图所示的实验装置。

图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止，本探究实验可以通过比较两小车的位移来得到两小车加速度关系。

若测量得到两个小车的位移分别为x1和x2，设两个小车的加速度分别为a1和a2，上述四个物理量的关系式为______________________。

参考答案：
① 0.72 ② 2.0 ③
12. 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：
13. 由某门电路构成的一简单控制电路如图所示，其中
为光敏电阻，光照时电阻很小，
R 为变阻器，L 为小灯泡。

其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L 不亮，不受光照时，小灯L
亮。

①该门电路是
；②请在电路中虚线框内画出该门电路符号。

参考答案：
答案：非门；（图略）
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （12分）位于
处的声源从
时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中
传播的速度为340m/s ，则：
（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为 mm 。

（2）从声源振动开始经过 s ，位于x =68m 的观测者开始听到声音。

（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m ，高为2m ，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？ 参考答案：
答案：（1）（4分）
；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。

因为声波的
波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。

15. 将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求： A ．电路能改变电磁铁磁性的强弱； B ．使小磁针静止时如图所示。

参考答案：
（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A 经绝热过程到达状态B ，再经等容过程到达状态C ，此过程的P ﹣V 图象如图所示，图中虚线为等温线．在B→C 的过程中，气体吸收热量为12J ．则： ①试比较气体在A 和B 状态的内能E A 、E B 的大小； ②气体从A→B 过程中气体对外界做的功．
参考答案：
解：①AB过程绝热，Q=0，体积V增大，对外做功，内能减小．E A＞E B
②A→B→C过程中有：△U=W AB+W BC+Q AB+Q BC
AC温度相等，内能不变△U=0
AB绝热过程Q AB=0
BC等容变化不做功W BC=0
在B→C的过程中，气体吸收热量为12J
W AB=﹣12J
气体对外做功12J
答：①气体在A和B状态的内能E A、E B的大小为E A＞E B
②气体从A→B过程中气体对外界做的功为12J
【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律．
【分析】①根据热力学第一定律判断内能的变化，即可比较A和B状态的内能E A、E B的大小；
②对A→B→C过程，根据热力学第一定律即可求出气体从A→B过程中气体对外界做的功；
17. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距L＝0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表，电阻r＝2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，导轨及导线电阻均不计。

在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场，CE＝0.2 m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。

在t=0时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力F，从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变。

求：（1）t＝0.1 s时电压表的示数；
（2）恒力F的大小；
（3）从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q；
（4）求整个运动过程中通过电阻R2的电量q 参考答案：
解：（1）设磁场宽度为d=CE，在0--0.2s的时间内，有
, ……（2分）（表达式、结果各1分）此时，R1与金属棒r并联，再与R2串联
……………………………（2分）（表达式、结果各1分）（2）金属棒进入磁场后，有
…………………………………………… （1分）
……………………………………………（1分）
由于金属棒进入磁场后电压表示始终不变，所以金属棒作匀速运动，有
……………………………………………………（1分）
（3）金属棒在0~0.2s的运动时间内，有
………………………………………（1分）
金属棒进入磁场后，因电压表示数保持不变，故切割磁感线速度v不变
………………………………………（1分）
根据能量转化规律
……………………………………………（1分）
……………………………………………（1分）进入磁场后，
由，得[来源:学科网ZXXK]
……………………………………………………（1分）
…………………………………………………（1分）
………………………………………………（1分）
18. 如图,平行玻璃砖厚度为d,一射向玻砖的细光束与玻砖上表面的夹角为30°,光束射入玻砖后先射到其右侧面。

已知玻璃对该光的折射率为,光在真空中的传播速度为c。

(i)光束从上表面射入玻砖时的折射角;
(ii)光束从射入玻砖到第一次从玻砖射出所经历的时间。

参考答案：
（1）30°（2）
【详解】(1)光路图如图所示，设光在上表面折射时，入射角为i，折射角为r，则由折射定律有：
解得：；
(2)光线射到右侧面时，入射角
因
故光束在右侧面发生全反射，接着从下表面射出
由几何关系得光束在玻璃砖内传播的距离为：
光束在玻璃砖内传播的速度：
解得传播的时间为：。