2020年山东省日照市莒县第二中学高三物理联考试题含解析

2020年山东省日照市莒县第二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. （单选）“北斗第二代导航卫星网”将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，其中静止轨道卫星，是指高度为36000km的地球同步卫星；30颗非静止轨道卫星由27颗中轨（MEO）卫星和3颗倾斜同步（IGSO）卫星组成，其中27颗MEO卫星的轨道高度均为21500km，3颗倾斜同步（IGSO）卫星的轨道高度与静止轨道卫星的轨道高度相同，将各卫星轨道均视为圆轨道，根据以上信息，可以判断（）
A． MEO卫星的角速度比静止轨道卫星的角速度小
B．该35颗卫星的轨道圆心可能不重合
C．静止轨道卫星只能在赤道正上方
D．静止轨道卫星和倾斜同步（IGSO）卫星的周期不相同
参考答案：
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
专题：人造卫星问题．
分析：
根据万有引力提供向心力=，得到角速度、周期与轨道半径的关
系，根据轨道高度的大小，比较角速度和周期的大小．
同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上．
解答：
解：A、根据万有引力提供向心力，得，由此可知，轨道高度越大，角速度越小，MEO卫星的轨道高度为21500km，远小于静止轨道卫星36000km，故MEO卫星的角速度比静止轨道卫星的角速度大，故A错误．
BC、同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上，故B错误、C正确．
D、根据万有引力提供向心力，得，轨道高度相同，周期相
同，倾斜同步（IGSO）卫星的轨道高度与静止轨道卫星的轨道高度相同，故静止轨道卫星和倾斜同步（IGSO）卫星的周期相同，都是24h．故D错误．
故选：C．
点评：本题要掌握万有引力提供向心力，并且根据题意要能够用角速度和周期表示出向心力．要知道同步卫星的轨道为赤道上空36000km的高度，所有同步卫星都在同一个轨道上．
2. 如图用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小的力等于
A． B．
C． D．
参考答案：
C
3. 关于曲线运动下列说法中正确的是（）
A、某点瞬时速度的方向就在曲线上该点的切线上
B、曲线运动一定是变速运动
C、做曲线运动的物体的速度方向时刻改变
D、曲线运动不一定是变速运动
参考答案：
ABC
略
4. 如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过
D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线
所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点
电场力做功的数值，则()
A．|Wab|＝|Wbc|
B．|Wab|＜|Wbc|
C．粒子由a点到b点，动能减少
D．a点的电势较b点的电势低
参考答案：
C.
由等量异种点电荷的电场线的特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab|＞|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|＞|Wbc|，故A、B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a 点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，C正确．
5. 如图所示，有完全相同的两个带电金属小球A、B，其中A固定，让B在A的正上方H高处自由下落，B与A碰后上升的高度为h，设A、B碰撞过程中没有能量损失，不计空气阻力。

则
A．若两球带等量同种电荷，H=h
B．若两球带不等量同种电荷，H>h
C．若两球带等量异种电荷，H=h
D．若两球带不等量异种电荷，H<h
参考答案：
答案：AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。

实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。

若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。

（1）自行车经过起点线时的速度v
=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）
（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）
（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。

参考答案：
（1），（2）fL，（3）s L
解析：橡皮泥做平抛运动，由s=vt，h=gt2/2联立解得，v=；自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL。

多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的。

7. 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
8. 为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，
改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．
(1)若测得两光电门之间距离为d=0．5m，运动时间t=0．5s，则a= ☆ m/s2；
(2)依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．
(3)由图象可得滑块质量m= ☆ kg，滑块和轨道间的动摩擦因数= ☆ .g=10m／s2)
参考答案：
9. 放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是＿＿＿＿；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是＿＿＿＿。

参考答案：
→+He He+→Ne+H。

根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是→+He。

用α射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：He+→Ne+H。

10. 27．在“用DIS研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中：（1）本实验中需要用到的传感器是光电门传感器和传感器．
（2）让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组Δt与E，若以E为纵坐标、为横坐标作图可以得到直线图像．（3）记录下小车某次匀速向左运动至最后撞上螺线管停止的全过程中感应电动势与时间的变化关系，如图所示，挡光时间Δt内图像所围阴影部分面积为S，增加小车的速度再次实验得到的面积S’ S（选填“＞”、“＜”或“=”）．
参考答案：
（1）电压（2分）（2）1/Δt（2分）（3）=
11. 用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，测量金属遏止电压Uc与入射光频率，得到Uc-图象，根据图象求出该金属的截止频率
c= Hz ，普朗克常量h= J
·s.
参考答案：
5.0×1014
6.4×10-34
12. 为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：
A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.33 kg的沙桶，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；
B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．
请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连？（填“左端”或“右端”）(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.（小数点后取两位数）
(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取10m/s2)
参考答案：
(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．
(2)由Δx＝aT2，得a＝＝ m/s2＝1.65 m/s2.
(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2kg.答案：(1)右端(2)1.65(3)2
13. 一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=___________A，所产生的热量
Q=___________J。

22A、22B选做一题
参考答案：
0.4， 0. 048
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）
参考答案：气体压强减小（1分）
一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）
一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）
15. 如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。

在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。

取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。

已知线框的质量为M=0.1 kg，电阻为
R=0.06 Ω．（取g=l0m·s-2, sin 37°=0.6, cos 37°=0.8)求：
(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：
(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率P m。

参考答案：
0.5；1/6s；0.54W
【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则
其中x1=0.36m；
解得μ=0.5
（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1
v12=2ax1
解得a=2m/s2 v1=1.2m/s
其中 x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，
则
（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大
由可求得v2=1.8m/s
根据线框匀速进入磁场时：
可得F A=0.2N
又因为
可得
将v2、B2L2带入可得：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （8分）如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30o。

它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏。

现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。

（1）红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？
（2）为了使红光能从AC面射出棱镜，n1应满足什么条件？
（3）若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的
距离。

参考答案：
解析：
（1）v红=
v紫=
∴
(2) C>30o sinC=
∴n1<2
(3) =n1
Δx=d(tanr2－tanr1)=d
17. （15分）如图是新兴的冰上体育比赛“冰壶运动”的场地（水平冰面）示意图，实际尺寸如图为已知，要令球队获胜你需要推出你的冰壶石以使其停留在以Ｏ为圆心的圆心线之内，并把对手的冰壶石击出同样以Ｏ为圆心的圆垒之外。

已知圆心线半径r=0.6m，而圆垒的半径R=1.8 m，在某次比赛中，甲队队员以速度将质量m=19kg的冰壶石从左侧栏线A处向右推出，冰壶石沿中心线运动并恰好停在O处，乙队队员以速度将质量的冰壶石也从A处向右推出，冰壶石也沿中心线运动到O
点并和甲队冰壶石发生碰
撞，设两个冰壶石均可看成质点且碰撞前后均沿中心线运动，不计碰撞时的动能损失，两个冰壶石与水平冰面的动摩擦因数相同，g取10m/s2.
（1）求冰壶石与水平冰面间的动摩擦因数；
（2）乙队的冰壶石能否停在圆心线区域之内并把甲队冰壶石击出圆垒之外从而取胜？你必须通过计算得出结论。

参考答案：
（1）对甲队员推出的冰壶石有：
（2）设乙队员推出的冰壶石运动到O点时的速度为，则有：两冰壶石碰撞后，设甲队冰壶石的速度，乙队冰壶石速度为，则有：解得：
碰撞后，对甲冰壶石：
对乙冰壶石：
由于，，因而乙队取胜．
18. 某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转芯的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转；冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r／(kW·h)”.该同学还测得冰箱每小时致冷20min，保温40min.每月按
30d(天)计.则该冰箱月耗电为多少(kW·h)(度)。

参考答案：
月耗电为43.2(kW·h)(度)。