河北省神州智达省级联测2021-2022学年高三下学期第六次月考物理试题及答案

神州智达省级联测2021 2022第六次考试
高三物理参考答案题号
1
2345678910答案B C D A B A D A C A B D B C 1.B 解析:赖曼线系能量最小的谱线为自n =2能级跃迁到n =1基态释放的能量,E 1=-3.4e V-(-13.6e V )=10.2e V ,巴耳末线系能量最大的谱线是自n 为无穷跃迁至n =2能级释放的能量,E 2=0-(-3.4e V )=3.4e V ,所以ΔE =6.8e V ,B 正确㊂
[命题意图]本题以氢原子光谱为载体,
考查了玻尔理论,考查了学生物理观念和科学思维㊂2.C 解析:空间站内是完全失重状态,a ㊁b 均做直线运动;根据v 0t =12a t 2,物块b 追上物块a 时的速度v =a t =2v 0,与b 的质量无关,C 正确㊂[命题意图]本题以中国空间站内直线运动为载体,
考查了空间站处于失重状态和追击相遇问题㊂考查了物理观念和科学思维㊂
3.D 解析:粒子先在电场中加速,根据动能定理有:q U =12m v 2,在磁场中做匀速圆周运动有:q v B =m v 2r
,解得:r =1B ㊃2m U q ɖm q ,α粒子和质子的质量之比m αʒm H =4ʒ1,电荷量之比q αʒq H =2ʒ1,C 错误;周期与速度无关,T =2πm B q ɖm q ,D 正确;r =m v q B ,从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,B 减小,所以洛伦兹力减小,r 增大,线速度㊁角速度的关系为:v =ωr ,因为洛伦兹力不做功,线速度v 的大小不变,半径r 增大,所以角速度减小,A 错误;粒子速率不变,当从强匀强磁场区域进入到弱匀强磁场区域时,B 变小,洛伦兹力变小,向心加速度减小,周期变大,B 错误㊂
[命题意图]本题考查带电粒子在电场中加速和在磁场中偏转,
侧重基础性考查㊂本题考查学生的理解能力和科学思维中的抽象能力㊂4.A 解析:近地卫星万有引力提供向心力G Mm R 2=m ㊃4π2T
2R ,其中M =ρ㊃43πR 3,解得ρT 2=常数,ρ火=T 2
地ρ地T 2火
ʈ3.9ˑ103k g /m 3,A 正确㊂[命题意图]本题以 天问一号 登录火星为载体,考查了近地卫星㊁中心天体密度计算等;考查学生理解能力㊁推理能力;考查物理观念和科学思维等核心素养㊂
5.B 解析:滑动摩擦力F f =μF N =10N ,A 错误;对拖把头受力分析如图,
F =F f
2+(F N -G )2=513N ,B 正确;t a n θ=F f F N -G =23,C 错误;地面给拖把头的弹力和摩擦力合力方向与竖直方向夹角t a n α=F f F N =μ
=0.5,所以合力不沿拖把杆,D 错误㊂
[命题意图]本题以生活中的劳动为载体,考查受力分析㊁力的合成与分解㊁平衡条件等基础知识,重视基础性考查;考查学生理解能力㊁推理能力;考查物理观念㊁科学思维㊁科学态度与责任等核心素养㊂
6.A 解析:带电粒子在电场中做类平抛运动,R s i n60ʎ=v0t;R+R c o s60ʎ=12㊃E q m t2,解得q m=4v20E R,A
正确㊂
[命题意图]本题以经典模型:带电粒子在电场中的类平抛运动模型为基础,考查了学生的理解能力㊁推理能力㊁应用数学解决物理问题能力;考查物理观念㊁科学思维㊂
7.D 解析:t=0时刻,F最小,F的最小值F m i n=(M+m)a=12N,当P Q分离后,F恒定,此时F最大,对P分析F m a x-m g=m a,解得F m a x=m g+m a=22N,解得m=2k g,M=10k g,D正确㊂
[命题意图]本题为两物体分离临界条件的考查问题,主要考查牛顿第二定律㊁运动学公式㊁分离条件等;
考查了学生理解能力㊁推理能力;考查物理观念㊁科学思维㊂
8.A C解析:当可动电极上压力增大时,两电极间的间距d会减小,根据C=εr S4πk d可知,电容C增大,与电源相连,电压不变,由Q=C U可知,电容器的电荷量增加,故选A C㊂
[命题意图]以传感器为命题背景考查学生定性分析电容器的两类问题,考查了物理科学思维和理解能力㊂
9.A B D 解析:相邻的等势面间的电势差相等,由-e U13=-6e V,故U13=6V,所以相邻等势面间的电势差为3V,φ2=0,所以φ1=3V,φ3=-3V,所以E p1=-eφ1=-3e V,故A㊁B正确;由电场力做功可求得E k2=12e V,E k3=9e V,故E k2ʒE k3=4ʒ3,由E k=12m v2知v2ʒv3=2ʒ3,C错误;因电子的速度方向未知,若如图中实曲线运动则到不了等势面正确㊂
[命题意图]以电场中某构型为载体考查电场中等差等势面的特点㊁电场中的能量关系㊁曲线运动的特点等,考查了科学思维㊁综合分析能力㊂
10.B C解析:由f-t图像可知,4s内阻力的冲量大小为图形的面积I f=300N㊃s,由动量定理得m g s i nθ㊃t -I f=m v,解得v=18m/s,由动能定理可知W=12m v2,解得W=8100J,故B㊁C正确;滑雪爱好者做初速度为零㊁加速度增大的加速运动,相较于匀变速直线运动,在0~4s内滑雪爱好者速度由0增至18m/s 走过的位移小,故平均速度小于9m/s,A㊁D错误㊂
[命题意图]以滑雪为载体,考查变力的冲量求解㊁动量定理㊁动能定理的应用,考查了数学的应用,综合分析能力㊂
11.答案:(1)2g l+d2(1-c o sθ)(2分)
(2)A C(2分)
(3)m1s g2H+m22g l+d2(1-c o sθ)(2分)
解析:(1)两球碰撞后,B球由静止摆到图示位置,根据机械能守恒定律得:
m2g l+d2(1-c o sθ)=12m2v2,解得v2=2g l+d2(1-c o sθ)
(2)本实验与平抛运动的知识相结合,将小球的速度测量转换成距离测量,简化实验操作和数据处理,因此实验前调节管道末端水平,保证碰撞前后A球做平抛运动,故A正确;为测量A球碰前速度大小需要将A球单独释放,不与B球发生碰撞时,测量平抛运动的水平和竖直位移,如果通过记录小球从管道滚
下的竖直高度,由于不知道管道的光滑程度不能利用机械能守恒计算碰前速度,故B 错误;利用铅垂线
找到A 球飞出时在水平地面上的投影点O ,进而测量飞出的水平距离s ,故C 正确;本实验需要测量速度的具体数值,故D 错误㊂(3
)根据动量守恒定律,两球碰撞过程中满足:m 1v 1=m 1v 1'+m 2v 2,A 球碰后的速度为v 1',根据平抛运动规律:H =12g t 2,s =v 1't ,v 1'=s g 2H ,碰前系统具有的总动量大小为m 1v 1=m 1v 1'+m 2v 2=m 1s g 2H +m 22g l +d 2
(1-c o s θ)[命题意图]该题目为利用两球碰撞验证动量守恒定律的实验,
与平抛运动和机械能守恒相结合,考查了该实验原理的理解和运用,平抛运动规律和小球摆动模型的机械能守恒㊂考查了实验操作能力,实验数据的观察㊁分析和处理能力,考查了科学思维和科学探究㊂
12.答案:(2)R 2(2分) (3)125(2分) (4)C A (2分)
(5)0~1.5k Ω(3分)解析:(2)如图甲,接通S 1,将S 2拨向触点1,调节R 1使待测微安表指针偏转到适当位置,记下此时直流微安表A 的读数;然后将S 2拨向触点2
,调节R 2,使直流微安表A 的读数不变,此时R 2的读数即为待测直流微安表的内阻㊂(3)如图乙,根据电表改装原理,与电表A 0并联的部分为电流挡电路部分,R 4电阻并联分流㊂设电表A 0的内阻为R g ,
满偏电流为I g ,且改装后电表的电流挡量程为I g '=1m A ,根据欧姆定律有I g R g R 4+I g =1m A ,解得R 4=125Ω㊂(4)图乙中改装后简易多用电表的A ㊁C 间为欧姆表电路,多用电表电流从红色表笔流入电表,从黑色表笔流出电表,所以A 端接黑表笔,C 端接红表笔㊂
(5)由I g '=E R 5+R 6+R 并,R 并=R g R 4R 4+R g ,解得R 6=1200Ω,故应选0~1.5k Ω的滑动变阻器作为调零电阻㊂[命题意图]该题目通过未知电阻的测量,多用电表的改装设计,考查了闭合电路欧姆定律的实际运用及多用电表的设计使用方法㊂考查了实验操作,实验数据的分析和处理能力㊂考查了科学思维和科学探究㊂
13.答案:(1)7.0m /s 2 (2)0.75J (3)0.67s 解析:(1)车头(a b 边)刚进入磁场时,产生的感应电动势为:E =N B L v
(1分)感应电流的大小为:I =E R (1分)车头刚进入磁场时,小车受阻力㊁安培力,
F 安=N B I L (1分)小车的加速度大小a =F 安+f m
(1分)
联立以上各式解得a =7.0m /s 2(1分)(2)根据能量守恒定律得:Q +f ㊃2d =12m v 2(1分)解得:Q =0.75J (1分)(3)规定汽车运动的方向为正方向,刹车过程根据动量定理得:- F 安t -f t =0-m v m (1分) F 安=N 2B 2L 2 v R (1分) v t =2d (1分)
联立解得t =
23s ʈ0.67s (1分)[命题意图]本题以电磁刹车为背景,考查电磁感应中线圈的受力问题㊁能量问题和动量问题,重在考查学生的综合分析能力和推理能力,注重物理观念和科学思维的考查,突出基础性和应用性的考查㊂
14.答案:(1)30k g 41.25J (2)6次 (3)41.25J 解析:(1)设小朋友和物块的质量分别为m ㊁m 0,
规定小朋友运动的方向为正方向,小朋友开始时静止,第
一次将物块推出后,小朋友和物块的速度大小分别为v 1㊁v 0,则根据动量守恒定律得:0=m
v 1-m 0v 0(1分)解得:m =30k g
(1分)设小朋友消耗的自身能量为E ,该能量全部转化为系统动能,根据能量守恒定律得:E =12m v 12+12m 0v 02(1分)解得:E =41.25J (1分)(2)物块与弹性挡板撞击后,运动方向与小朋友同向,当小朋友再次推出物块时,根据动量守恒定律可得:m v 1+m 0v 0=m v 2-m 0v 0(1分)解得:v 2=3m 0m
v 0(1分)第3次推出时,根据动量守恒定律可得:m v 2+m 0v 0=m v 3-m 0v 0(1分)解得:v 3=5m 0m v 0(1分)依次类推,第n 次推出后,小朋友的速度:v n =
(2n -1)m 0m v 0(1分)
根据题意可知:v n ȡ5m /s (1分)解得:n >5.5小朋友第6次这样推出物块后,反弹的物块不能再追上小朋友㊂(1分)(3)第6次推出物块后小朋友的速度:v 6=11m 0m v 0=5.5m /s (1分)设背包的质量为m 1,拿起背包后小朋友的速度为v 7,拿起背包的过程,根据动量守恒定律可得:m v 6=(m 1+m )v 7(1分)
根据题意:v 7=5m /s 解得:m 1=3k g (1分)
根据能量守恒定律可得损失的机械能:ΔE =12m v 62-12(m 1+m )v 72(1分)
解得:ΔE =41.25J (1分)
[命题意图]本题以推物块为背景,考查人与物块作用的能量问题和动量问题,重在考查学生的综合分析能力和推理能力,注重物理观念和科学思维的考查,突出对基础性和应用性的考查㊂
15.答案:(1)乙 增加 保持不变 液体表面张力(每空1分)解析:甲图传热各向同性,乙图传热各向异性,故乙图一定是单晶体,甲图可能是非晶体;晶体熔化过程中,吸收的热量全部用来破坏空间点阵,增加分子势能,晶体熔化过程中温度保持不变,则分子平均动能保持不变㊂由于液体表面张力的作用使露珠的表面积减小,而体积相同的情况下球形的表面积最小,所以露珠呈球形㊂
[命题意图]本题以生活中常见实例为载体,考查固体㊁液体基本知识;考查学生的理解能力和核心素养中的物理观念㊂
(2)答案:(i )15 (i i )83p 0 吸热解析:(i )设至少需要打n 次气,发射前箭体内空气体积为V 0=1L ,压强为p 0,末状态气体的压强为p =4p 0根据玻意耳定律可得:p 0(
V 0+n 〰V )=p V 0(1分)解得:n =15
(2分)所以该小组成员至少需要打气15次方可发射㊂(i i )小组成员对 水火箭 加压到发射,在水刚好全部被喷出时气体的体积为V =1.5L 根据玻意耳定律可得:4p 0V 0=p 'V (1分)
物理答案 第5 页(共5页)解得:p '=83p 0(2分)
喷水过程中,瓶内气体对外做功,体积增大,而瓶内气体温度不变,则瓶内气体吸热㊁压强减小㊂
(2分)
[命题意图]本题以 水火箭 为模型载体,考查理想气体状态方程的变质量问题,考查了学生的理解能力㊁推理能力㊁应用数学解决物理问题的能力;考查物理观念㊁科学思维㊂16.答案:(1)大于 b a a (每空1分)解析:由折射光路可知,a 光的折射率小于b 光的折射率,因此a 光的频率小于b 光的频率,a 光的波长
大于b 光的波长,根据Δx =l d
λ可知,a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距;折射率越大,临界角越小,越容易发生全反射,则若a 光和b 光以相同入射角从水中射向空气,在不断增大入射角时,水面上首先消失的是b 光㊂a 光的波长大于b 光的波长,做单缝衍射实验时,a 光的中央亮条纹更宽,
因此用两种色光的复色光做单缝衍射实验,中央亮条纹的边缘应当为a 光的颜色㊂a 光的折射率小于b 光的折
射率,由n =c v 可知,a 光在水中传播的速度更快㊂[命题意图]本题以光折射的基本现象,
考查光的折射率㊁不同色光的参数变化以及在双缝干涉㊁单缝衍射实验中的变化;考查物理观念和科学思维㊂
(2)答案:(i )n =2 (i i )2233-1 R c 解析:(i )设弧长为πR 6的圆弧所对应的圆心角为α,则:α=πR 6R =π6=30ʎ(1分)根据几何知识,全反射的临界角为:C =30ʎ(1分)
根据全反射条件:s i n C =1n
(1分)解得:n =2(1分
)(i i )直接从A B ㊁B C 面射出的光线中,在此光学元件中传播的最长路径的长度:l =R c o s 30ʎ-R =233R -R (1分)
光在此光学元件中传播的速度:v =c n (1分)
光在此光学元件中传播的最长时间:t =l v (1分)
解得:t =2233-1
R c (1分)[命题意图]本题考查光的折射定律;考查学生空间想象能力;考查物理观念和科学思维㊂。