山东省潍坊市第一职业中专综合中学高三物理联考试卷含解析

山东省潍坊市第一职业中专综合中学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. 如图，匀强电场方向水平向右，场强E，丝线长L，上端系于O点，下端系质量为m带电
量为+q的小球，已知Eq=mg。

现将小球从最低点A由静止释放，则
A．小球可到达水平位置
B．当悬线与水平呈45°角时小球的速度最大
C．小球在运动过程中机械能守恒
D．小球速度最大时悬线上的张力为
参考答案：
ABD
2. （单选）如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距为2L.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为(C)
参考答案：
C解析：由图可知，要想CD水平，则AC与水平方向的夹角为60°；
结点C受力平衡，则受力分析如图所示，结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力T，即：T=FACcos60°=FAC，结点C
受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，即：mg=FACsin60°= FAC，∴T=mg；结点D受力平衡，当拉力F的方向与BD垂直时，力臂最长、最省力，如图所示，最小拉力
F=F′=T′cos30°=Tcos30°=mg×=mg．故选C．
3. （多选题）如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷的粒子，以相同的速率经小孔P垂直边界MN，进入方向垂直纸加向外的匀强磁场中做匀速圆周运动．运动轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受1力、相互问作用力及空气阻力，下列说法中正确的是（）
A．甲带正电荷，乙带负电荷
B．磁场中运动的时间等于乙在迸场中运动的时间
C．在磁场中运动的过程中洛伦兹力对甲的冲f为零
D．甲中的动能大于乙的动能
参考答案：
AD
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．
【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时：，从而得到r=．而运动周期
T=，与粒子的半径和速度无关．而粒子的运动时间t=．由左手定则右以判断正负粒子的偏转方向是相反的，由粒子运动的对称性，当粒子再次回到入射边界时，恰运动半周．
【解答】解：A、由左手定则可以判定，甲粒子受到向左的洛仑兹力，做顺时针方向匀速圆周运动，乙粒子恰好相反，向右做逆时针方向匀速圆周运动，所以选项A正确．
B、由半径公式r=知道，r甲＞r乙，所以m甲＞r乙，则由周期公式T=知道T甲＞T乙，而偏转均为90°所以t甲＞t乙，选项B错误．
C、由动量定理，洛仑兹力的冲量等于粒子的动量的变化，在半个周期内动量的变化为﹣2m甲v，所以洛仑兹力对甲的冲量不为零，选项C错误．
D、由B选项的分析知道m甲＞r乙，而速度相等，所以甲的动能大于乙的动能，选项D正确．
故选：AD
4. 如图所示电路中，电源电压u=311sin100t（V），A、B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。

下列说法正确的是
A．交流电压表的示数为311V
B．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A
C．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×104J
参考答案：
D
5. 如图所示，一半径为R的圆弧形轨道固定在水平地面上，O为最低点，轨道末端A、B两点距离水平地面的高度分别为h和2h，h<<R。

分别从A、B两点同时由静止释放甲、乙两个完全相同的小球。

不计轨道与球之间的摩擦及空气阻力，不计两球碰撞过程中的机械能损失。

A．碰撞后乙球经过的时间再次回到点O B．碰撞后乙球落到水平地面上时的速度大小为
C．碰撞后甲球落到水平地面上时的速度大小为
D．碰撞后的瞬间两球对轨道的压力之和小于碰撞前的瞬间两球对轨道的压力之和
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 用A、B两个弹簧秤拉橡皮条的D端（O端固定），当D端达到E处时，.然后保持A 的读数不变，角由图中所示的值逐渐变小时，要使D端仍在E处，则角_________（选填：增大、保持不变或减小），B弹簧秤的拉力大小。

（选填：增大、保持不变或减小）.
参考答案：
7. 右图为一道路限速标志牌。

《道路交通安全法》明确规定，机动车上道路行驶，不得超过限速标志牌标明的最高时速。

质量为1200kg的某汽车在公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为16000N。

若该汽车经过半径为30m的水平弯路时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s；若该汽车驶上圆弧半径为40m的拱形桥桥顶时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s。

(取g =10 m/s2)
参考答案：
20，20
8. （4分）如图所示，在竖直墙壁的顶端有一直径可以忽略的定滑轮，用细绳将质量m＝2kg的光滑球沿墙壁缓慢拉起来。

起始时与墙的夹角为30°，终了时绳与墙壁的夹角为60°。

在这过程中，拉力F的最大值为 N。

球对墙的压力的大小在这个过程的变化
是（填变大、变小或不变）。

（g取10m/s2）
参考答案：
答案：40，变大9. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随辐射。

已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A：m B＝。

参考答案：
答案：γ，2T2: 2T1
解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相
同，则= ，故m A：m B＝2T2: 2T1。

10. 如图所示，气缸中封闭着温度为127℃的空气，一重物用轻绳经轻滑轮跟气缸中的活塞相连接，不计一切摩擦，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm。

如果缸内空气温度降为87℃，则重物将上升 cm；该过程适用的气体定律是（填“玻意耳定律”或“查理定律”或“盖·吕萨克定律”）。

参考答案：
1；盖·吕萨克定律
11. 如图所示，从倾角为θ = 30°的斜面顶端以初动能E = 6J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E′为J．
参考答案：
E′=14J
12. 如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的
光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则
正确的是 _____________.
参考答案：
C
13. （单选）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把__________转变为内能．
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （8分）小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm，压在出气孔上的安全阀的质量为
80g。

通过计算并对照图像（如图)说明利用这种高压锅烧水时，最高温度大约是多少？假若要把这种高压锅向西藏地区销售，你认为需要做哪方面的改进，如何改进？
参考答案：
大约为115℃
解析：
P＝P o＋P m＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa
由图像可得锅内最高温度大约为115℃．
若要把这种锅向西藏地区销售，由于西藏大气压较小，要使锅内最高温度仍为115℃，锅内外压强差变大，应适当提高锅的承压能力，并适当增加安全阀的质量。

15. 如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）电子在磁场中运动的时间t．
参考答案：
答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；
（2）电子在磁场中运动的时间t为
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．
专题：带电粒子在磁场中的运动专题．
分析：（1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．
（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．
解答：解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，
可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，
由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，
解得，轨迹半径：r=2L，
对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，
解得，磁感应强度B的大小：B=；
（2）电子在磁场中转动的周期：T= =，
电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间
t= T=；
答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；
（2）电子在磁场中运动的时间t为．
点评：本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l；水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。

小物块A静止放置在弹簧右端，A与弹簧接触但不拴接；小物块B从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后与物块A发生对心碰撞且瞬间粘连，之后A、B一起压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。

物块A、B均可视为质点。

已知R=0.2m，l=1.0m，v0=6m/s，物块A、B质量均为m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数均为μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计。

取g=10m/s2。

求：
（1）物块B与物块A碰撞前速度大小；
（2）物块B与物块A碰后返回到圆形轨道的高度；
（3）调节PQ段的长度l，B仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A、B物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道？参考答案：
解：（1）物块B冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=6m/s
与A碰撞前，有（2分）
可得，物块B与A碰撞前速度大小（2分）
（2）A、B碰撞粘连，有（1分）
得A、B碰后速度（1分）
A、B整体向右经过PQ段，有（1分）
得A、B速度 ks5u
A、B整体滑上圆形轨道，有（1分）
（也可以应用）
可得，返回到右边轨道的高度为，符合实际。

（1分）
（3）物块B以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧，有
联立可得，B回到右侧速度（2分）
要使A、B整体能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，则有：
①若A、B整体沿轨道上滑至最大高度h时，速度减为0，则h满足：（1分）又（1分）
联立可得，（1分）
②若A、B整体能沿轨道上滑至最高点，则满足
（1分）
且（1分）
联立得，不符合实际，即不可能沿轨道上滑至最高点。

（1分）
综上所述，要使A、B物块能返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道，l满足的条件是（1分）
17. 一列沿x轴传播的简谐波，波速为4 m/s，某时刻的波形图象如图所示．此时x=8 m处的
质点具有正向最大速度，则再过4.5 s
A．x=4 m处质点具有正向最大加速度
B．x=2 m处质点具有负向最大速度
C．x=0处质点一定有负向最大加速度
D．x=6 m处质点通过的路程为20 cm
参考答案：
ABC
18. 如图1，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m，底端连接电阻R=2Ω，导轨平面倾斜角θ=30°，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1T．质量m=40g、电阻R=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上，金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动，经过时间t1=2s通过距离x=1.5m，速度达到最大，这个过程中电压表示数U0=0.8V，电流表实数I0=0.6A，示数稳定，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，细线始终与导轨平行且在同一平面内，电动机线圈内阻
r0=0.5Ω，g=10m/s2．求：
（1）细线对金属棒拉力的功率P多大？
（2）从静止开始运动的t1=2s时间内，电阻R上产生的热量Q R是多大？（3）用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN，使金属棒保持静止状态，金属棒到导轨下端距离为d=1m．若磁场按照图2规律变化，外力F随着时间t的变化关系式？
参考答案：
解：（1）细线对金属棒拉力的功率P等于电动机的输出功率，根据能量转化和守恒，有：P=I0U0﹣I02r0=0.6×0.8﹣0.62×0.5=0.3W
（2）当从静止开始运动经过t1=2s时间，金属棒速度达到最大，设此时为v m，金属棒中电动势为E，电流为I1，受到的安培力为F安，细线的拉力为F拉，则
F安=BI1L
则得：F安=
又P=F拉v m
金属棒速度最大时做匀速运动，有F拉=mgsinθ+F安
联立得：=mgsinθ+
将：P=0.3W，m=0.04kg，θ=30°，B=1T，L=0.5m，R=0.5Ω，r=0.5Ω代入上式解得：v m=1m/s
金属棒从静止开始运动到达到最大速度过程中，设整个电路中产生的热量为Q，由能量转化和守恒得：
解得：Q R=0.224J；
（3）由图可知B′=（0.2+0.4t）
设在t时刻，磁场的磁感应强度为B'，金属棒中电动势为E'，电流为I'，受到的安培力为F安′，则B′=（0.2+0.4t）（T）
根据法拉第电磁感应定律得：
感应电动势E′=Ld，
感应电流I′=
金属棒所受的安培力F安′=B′I′L
根据平衡条件得F=mgsinθ+F安′
解得：F=0.016t+0.208 （N）
答：
（1）细线对金属棒拉力的功率P为0.3W．
（2）从静止开始运动的t1=2s时间内，电阻R上产生的热量Q R是0.224J．（3）外力F随着时间t的变化关系式为F=0.016t+0.208 （N）．。