2020-2021学年福建省南平市茶平中学高三物理联考试题带解析

2020-2021学年福建省南平市茶平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. 如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的P点，已知物体的质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数μ，弹簧的劲度系数k。

现用力拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始缓慢向左移动一段距离，这时弹簧具有弹性势能Ep。

撤去外力后，物体在O点两侧往复运动的过程中（）
A.在整个运动过程中，物体第一次回到O点时速度不是最大
B.在整个运动过程中，物体第一次回到O点时速度最大
C.物体最终停止时，运动的总路程为
D.在物体第一次向右运动的过程中，速度相等的位置有2个
参考答案：
AD
在第一次向右运动过程中，当摩擦力与弹簧弹力大小相等、方向相反时，物体的速度最大，此时物体的位置应该在O点左侧，第一次回到O点时速度不是最大，所以在第一次向右运动的过程中，速度先由0变为最大后由最大减小为0，速度相等的位置有2个；由于摩擦力的影响，最终静止时弹簧的弹性势能不可能全部用来做功转化成热，运动的总路程为应该小于
，故选项AD正确。

2. (单选)下列说法正确的是（）
A．原子的核式结构模型是汤姆孙建立起来的
B．在α粒子散射实验中，绝大多数粒子发生了大角度偏转
C．玻尔模型能够解释所有原子的光谱现象
D．玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的
参考答案：
D 解：A、汤姆孙首先发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，原子的核式结构模型是卢瑟福建立起来的，故A错误；
B、卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转，故B错误；
C、玻尔模型只能够解释氢原子的光谱现象，故C错误；
D、玻尔理论，提出假设：电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，故D正确；
故选：D．
3. （多选）如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（）
4. 如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。

关于此过程绳上拉力大小变化，下列说法中正确的是
A．不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．可能不变，也可能增大
参考答案：
B
5. 如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一质量为2kg的物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移X的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是
A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B.弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C.弹簧的劲度系数为5N/cm
D.物体的加速度大小为5m/s2
参考答案：
CD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在测定金属丝电阻率的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，一次的测量结果如图所示．图中读数为_________mm。

参考答案：
螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×35.6=0.356mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=0.5mm+0.356mm=0.856mm.
7. 质量为50kg的物体放在光滑的水平面上，某人用绳子沿着与水平面成45°角的方向拉物体前进，绳子的拉力为200N，物体的加速度大小为。

在拉的过程中突然松手瞬间，物体的加速度大小为。

参考答案：
m/s2，0
8. 如图所示为皮带传动装置，两轮半径之比R1：R2=2：1。

A、B为轮边缘上的两个点。

假设在传动过程中皮带不打滑，则A、B两点的角速度之比=_________，向心加速度之比a1：a2=_________。

参考答案：
1：2 1：2
9. 如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为 s，x=1.0m处质点的振动方向沿 (填“y轴正方向”或“y 轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为 cm．
参考答案：
10. 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。

实验步骤如下：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G ；
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。

在A 端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，将读数记作F ；
③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：
重物P 连接，保持滑块静止，测量重物P 离地面的高度h ；
⑤滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上D 点（未与滑轮碰撞），测量C 、D 间距离S 。

完成下列作图和填空：
（1）根据表中数据在给定的坐标纸（见答题卡）上作出F —G 图线。

（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数
＝____________（保留2位有效数字）
（3）滑块最大速度的大小＝__________________ （用h 、s 、
和重力加速度g 表示。

）
参考答案：
（
1
）如右图所示
（
2）0.40（
0.38、0.39、0.41、0.42均正确）
（3）
解析：（1）根据描点法在F-G 图象上描出各点，再连接起来，如图所示；
（2）由图甲可知F=μG ，则F-G 图象上的直线的斜率代表μ值的大小．由F-G 图象可知μ=
≈0.40；
（3）当重物P 刚好下落到地面时，滑块的速度v 最大，此时滑块的位移为h ，此后滑块做加速度为μg 的匀减速运动，由公式v2-v02=2as 知：滑块的最大速度vmax 满足：vmax2=2μg （S-h ），则vmax=
11. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：
(1)照片的闪光频率为________Hz. .
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_____m/s
参考答案：
(1)10 (2)0.75
12. 我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h 。

交通部门提供下列资料：
资料一：驾驶员的反应时间：0.3～0.6s
资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数（见右表）
根据以上资料，通过计算判断汽车在高速公路上行驶时的安全距离最接近
A．100m B．200m C．300m D．400m
参考答案：
B
13. 如图所示，是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时的质点正向轴正方向振动，由此可知：这列波正在沿轴 (填“正”或“负”)方向传播，波速大小为 m/s.
参考答案：
负，10
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室可供选择的器材如下：
A．待测小灯泡(6V 500mA)
B．电流表A(0-0.6A 内阻约0.5Ω)
C．电压表V(0-3V 内阻5kΩ)
D．滑动变阻器R1(0-lkΩ 100mA)
E．滑动变阻器R2(0-5Ω 1.5A)
F．电阻箱R3(0-9999.9Ω)
G．直流电源E(约6V，内阻不计)
H．开关S，导线若干
(1)将电压表量程扩大为6V，与它串联的电阻箱的阻值应调为kΩ.
(2)图甲中画出了实验的部分电路，请你补全电路图；滑动变阻器应选用(选填"Rl"或"R2").(3)实验中，变阻器滑动触头P在ab间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化，则电路中出现的故障可能是
(4)排除故障后，测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．若电压表V的实际阻值大于5kΩ，则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的(选填"上方"或"下方").
参考答案：
15. 在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两测脚间距离，主尺和游标的位置如图所示，此时卡尺两脚间狭缝宽度为_____mm；
如图所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是_________mm．
参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （19分）如图，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，
固定在水平面上。

整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向
下。

一电荷量为q（q＞0）、质量为m的小球P在球面上做水平的
匀速圆周运动，圆心为O’。

球心O到该圆周上任一点的连线与
竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜。

为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。

重力加速度为g。

参考答案：
解析：
据题意，小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为O’。

P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力
f＝qvB ①
式中v为小球运动的速率。

洛仑兹力f的方向指向O’。

根据牛顿第二定律
②
③
由①②③式得
④
由于v是实数，必须满足
≥0 ⑤
由此得B≥⑥
可见，为了使小球能够在该圆周上运动，磁感应强度大小的最小值为
⑦
此时，带电小球做匀速圆周运动的速率为
⑧
由⑦⑧式得
⑨
17. 如图所示，一个板长为L，板间距离也是L的平行板容器上极板带正电，下极板带负电。

有一对质量均为m，重力不计，带电量分别为+q和-q的粒子从极板正中水平射入（忽略两粒子间相互作用），初速度均为v0。

若-q粒子恰能从上极板边缘飞出，求
⑴两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向
⑵-q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向
⑶在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，为使得+q粒子与-q粒子在磁场中对心正碰（碰撞时速度方向相反），则磁感应强度B应为多少？并画出运动轨迹图。

参考答案：
解：（1）（4分）板间电场强度方向竖直向下（1分）
-q粒子在水平方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动
（1分）
=（1分）
由①②得，（1分）
（2）（4分）设粒子飞出板时水平速度为vx，竖直速度为vy，水平偏转角为
（1分）
（1分）
（1分）
解得，（1分）（3）（4分）由于+q粒子在电场中向下偏转，且运动轨迹与-q粒子对称，它飞出下极板时速度大小与偏转角和-q粒子相同，进入磁场后它们均做圆周运动，为了使它们正碰，只须
，轨迹如图所示（正确画出轨迹图可得1分）
由几何关系易知．（1分）
洛伦兹力提供向心力（1分）
由得⑨⑩⑾（1分）
18. 如图所示，传送带以一定速度沿水平方向匀速运动，将质量m＝1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平，轨道最低点为O，已知圆弧对应圆心角θ＝106°，圆弧半径R＝1.0m，A点距水平面的高度h＝0.8m，小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动，经过0.8s小物块经过D点，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝.(取sin53°＝0.8，g＝10m/s2)求：
(1)小物块离开A点时的水平速度大小；
(2)小物块经过O点时，轨道对它的支持力大小；
(3)斜面上C、D间的距离．
参考答案：
(1)对于小物块，由A到B做平抛运动，在竖直方向上有v＝2gh①
在B点时有tan＝②
由①②解得vA＝3m/s
(2)小物块在B点的速度为vB＝＝5m/s
由B到O由动能定理(或机械能守恒定律)得
mgR(1－sin37°)＝mv－mv
由牛顿第二定律得FN－mg＝m
解得FN＝43N
(3)物块沿斜面上滑时，有mgsin53°＋μmgcos53°＝ma1
vC＝vB＝5m/s
小物块由C上升到最高点的时间为t1＝＝0.5s 则小物块由斜面最高点回到D点历时
t2＝0.8s－0.5s＝0.3s
小物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律得mgsin53°－μmgcos53°＝ma2
C、D间的距离为xCD＝t1－a2t＝0.98m.。