2021年广东省东莞市启明学校中学部高三物理联考试题带解析

2021年广东省东莞市启明学校中学部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. （单选）物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知kg，kg，A、B 间动摩擦因数，如图所示。

现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，则下列说法中正确的是（）（m/s2）
A．当拉力F<12N时，A静止不动
B．当拉力F=16N时，A对B的摩擦力等于4N
C．当拉力F>16N时，A一定相对B滑动
D．无论拉力F多大，A相对B始终静止
参考答案：
B
2. （单选）A、B两辆汽车在平直公路上朝同一方向运动，如图所示为两车运动的v-t图象，下面对阴影部分的说法正确的是（）
A．若两车从同一点出发，它表示两车再次相遇前的最大距离
B．若两车从同一点出发，它表示两车再次相遇前的最小距离
C．若两车从同一点出发，它表示两车再次相遇时离出发点的距离
D．表示两车出发时相隔的距离
参考答案：
A 解析在v-t图象中，图象与时间轴所包围的图形的“面积”表示位移，两条线的交点为二者速度相等的时刻，若两车从同一点出发，则题图中阴影部分的“面积”就表示两车再次相遇前的最大距离，故A正确，BCD错误．故选A 3. 质量为m的小球放在光滑水平面上，在竖直线MN的左方受到水平恒力F1作用(m可视为质点)，在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2作用，现设小球由A点静止开始运动，如图a所示，小球运动的v-t图象如图b所示。

由图可知，下列说法错误的是
A．小球在MN的右方加速度大小为
B．F2的大小为
C．小球在MN右方运动的时间为t3-t1
D．小球在t=0到t=t4这段时间最大位移为v1t2
参考答案：
BD
4. 把质量为m的石块从高h的地方以θ角斜向上方抛出，初速度为v0，与石块落地时的速度大小有关的物理量是（不计空气阻力）
①石块的质量m②石块抛出时的高度h
③石块初速度v0的大小④石块初速度的仰角θ
A．①③ B．②③C．②③④D．①③④
参考答案：
B
5. （多选）（2014秋?崂山区校级期中）在研究下列问题时，可以把火车看作质点的是（）A．研究火车从上海开往青岛的时间
B．研究比较A、B两火车的速度大小
C．研究人在火车上的相对位置
D．研究火车通过风口地区时有无被吹翻的风险
参考答案：
AB
解：A、计算汽车运行的时间时，车的大小相对路程来说可以忽略不计；可以看作质点；故A正确；
B、研究比较A、B两火车的速度大小时，能够看做质点．故B错误．
C、研究人在火车上的相对位置时，车的大小和形状不能忽略；不能看作质点；故C错误；
D、研究火车通过风口地区时有无被吹翻的风险时，车的形状不能忽略，D错误；
故选：AB．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。

其中“人造太阳”的核反应方程式是，则X为__________，已
知的质量为的质量为的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，则在此核反应过程中释放的核能为______________。

参考答案：
由核反应质量数和电荷数守恒可知X为中子，即，由可得核反应过程中释放的核能。

7. 有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。

参考答案：
①1：3 ②4：1
8. 如图所示，用质量为m的活塞密封住质量为M的气缸，气缸有内一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩擦不计，大气压为p0，活塞横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上．当封闭气体的热力学温度为T时，活塞与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的压强为__________．当温度升高到某一值时，发现气缸虽与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的温度为______________．
参考答案：
9. (12分) 飞船降落过程中，在离地面高度为h处速度为，此时开动反冲火箭，使船开始做减速运动，最后落地时的速度减为若把这一过程当为匀减速运动来计算，则其加速度
的大小等于。

已知地球表面的重力加速度为g，航天员的质量为
m，在这过程中对坐椅的压力等于。

参考答案：
答案：
10. 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻（t=0）波的图像如图所示，此刻A、B两质点的位移相同，此后A和B分别经过最短时间0.1s和0.8s回到图示位置，该波沿x轴方向传播（填“正”或“负”)，该波在18s内传播的距离为 m。

参考答案：
负，40
11. （4分）利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成，具有一定的结构特征。

则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是
(1)_____________________________________________________________________； (2)_____________________________________________________________________。

参考答案：
答案：在确定方向上原子有规律地排列 在不同方向上原子的排列规律一般不同 原子排列具有一定对称性等
12. 有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103
N/C ，在电场内作一半径为10cm 的圆，圆周上取A 、B 两点，如图所示，连线AO 沿E 方向，BO ⊥AO ，另在圆心O 处放一电量为10﹣
8C 的正点电荷，
则A 处的场强大小为 0 N/C ；B 处的场强大小为 1.27×104
N/C ．
参考答案：
分析：
根据公式E=k
求出点电荷在A 、B 两点处产生的场强大小，判断出场强方向，A 、
B 两点的
场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解AB 两点处的场强大小．
解答：
解：点电荷在A 点处产生的场强大小为E=k
=9×109×
N/C=9×103N/C ，方向从O →A ；
而匀强电场方向向右，大小9×103N/C ，叠加后，合电场强度为零．
同理，点电荷在B 点处产生的场强大小也为E=k
=9×109×N/C=9×103N/C ，方向从
O →B ；
根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，A 点的场强大小为：
E A =E 点﹣E 匀=9×103N/C ﹣9×103N/C=0； 同理，B 点的场强大小为： E B =
E=1.27×104N/C
与水平方向成45°角斜向右下方； 故答案为：0，1.27×104， 点评：
本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k ；二要能根据据平行四边形定则进
行合成．
如图所示，两个已知质量分别为m1和m2的物块A 和B ，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中除了记录物块B 通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________．
(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________．
参考答案：
(1)，两光电门之间的距离h
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。

核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能
（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。

假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。

参考答案：
解析：
(1)
(2)反应堆每年提供的核
能①其中T表示1年的时间
以M表示每年消耗的的质量，得：②
解得:
代入数据得：M=1.10×103
（kg）③
15. （10分）一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加
速度随时间变化如图所示，设向A的加速度方向为正方向，
若从出发开始计时，则：
（1）物体的运动情况是___________________。

（2）4S末物体的速度是______，0-4S内物体的平均速
度是________。

（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图像。

参考答案：
（1）一直向A运动（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如图（4分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 质量m=2．0×10-4kg、电荷量q=1．0×10-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1．在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=4．0×103N/C，场强方向保持不变．到t=0．20s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变．取
g=10m/s2．求：
（1）原来电场强度E1的大小？
（2）t=0．20s时刻带电微粒的速度大小？
（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？
参考答案：
（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以mg=E1q（2分）
所以（1分）
（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，设0．20s后的速度为v，由牛顿第二定律：E2q-mg=ma（2分）由运动学公式 v=at=2m/s（1分）
（3）把电场E2改为水平向右后，带电微粒在竖直方向做匀减速运动，设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1，则 0-v1=-gt1 解得：t1=0．20s （2分）
设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2，
根据牛顿第二定律 q E2=ma2 ，解得：a2=20m/s2 （2分）
设此时带电微粒的水平速度为v2， v2=a2t1，解得：v2=4．0m/s
设带电微粒的动能为Ek， Ek==1．6×10-3J（2分）
17. 如图，质量m=1kg的物体以的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径的竖直光滑半圆环。

物体与水平面间有摩擦。

（1）物体能从M点飞出，落到水平面时落点到N点的距离的最小值为多大？
（2）设出发点到N点的距离为，物体从M点飞出后，落到水平面时落点到N点的距离为，作出随变化的关系如图。

求物体与水平面间的动摩擦因数。

（3）要使物体从某点出发后的运动过程中不会在N到M点的中间离开半圆轨道，求出发点到N点的距离x的取值范围。

参考答案：
（1）物体能从M点飞出
① (2分)
② (2分)
由①②得
(1分)（2）物体从出发点到M点过程用动能定理
③ (2分)
④
⑤ (1分)
由③、④、⑤得：⑥ (2分)
由图知
即：
(1分)
（3）物体不会在M到N点的中间离开半圆轨道，
即物体恰好从M点飞出⑦ (2分)
⑦代入⑥得
或物体刚好至圆轨道最右侧减速为0，由动能定理，(2分)
综上可得：或(1分)
18. 如图所示，一条轻绳两端各系着质量为m1和m2的两个物体，通过定滑轮悬挂在车厢顶上，m1＞m2，绳与滑轮的摩擦忽略不计．若车以加速度a向右运动，m1仍然与车厢地板相对静止，试问：
（1）此时绳上的张力T．
（2）m1与地板之间的摩擦因数μ至少要多大？
参考答案：
解：（1）隔离对m2分析，所受的合力为F2=m2a，
根据平行四边形定则得，绳子的张力T=m．
（2）再以m1为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律，得f=m1a
N+T′=m1g
又T′=T
要使m1与地板保持相对静止，则必须有f≤f m=μN
解得μ≥．
答：（1）此时绳上的张力T为m．
（2）m1与地板之间的摩擦因数μ至少要．。