2021年广东省湛江市徐闻县曲界第二中学高三物理联考试题含解析

2021年广东省湛江市徐闻县曲界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）如图是甲、乙两物体做直线运动的v 一t 图象．下列表述正确的是（ ）
解：A 、在速度时间图象中，乙的斜率（加速度）为正的常数，速度也为正数，所以乙做匀加速直线运动，故A 正确．
B 、根据速度图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，在0﹣1s 内，甲的位移大于乙的位移，故B 错误．
C 、在速度时间图象中，甲乙的斜率正负不同，即加速度方向不同，故C 错误．
D 、由得，
m/s2，
，所以甲的加速度大于乙的加速度，故D 错误．
故选：A
2. 如图所示，在PQ 、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。

一正方形导线框abcd 位于纸面内，ab 边与磁场的边界P 重合，导线框 与磁场区域的尺寸如图所示。

从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以
a→b→c→d→a 为线框中的电流i 的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下i – t 2,4,6
和F-t 关系示意图中正确的是
（ ）
参考答案： AC
3. 一辆汽车运动的v-t 图象如图，则汽车在0～2s 内和2s ～3s 内相比
A ．位移大小相等
B ．平均速度相等
C ．速度变化相同
D ．合外力相同
参考答案：
B
速度时间图线与时间轴围成的面积等于位移的大小，故0～2s 内和2s ～3s 内的位移大小不相等，A 错误；位移与时间的比值等于平均速度，由已知数据可知B 正确；两段时间内速度的变化不相同，前者增加，后者减小，C 错误；两段时间的加速度方向相反，故合外力方向相反，速度时间图线的斜率等于加速度的大小，由F=ma 可知两段时间的合外力大小不同，D 错误。

4. （单选）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一小物体(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直线运动，拉力F 与物体位移x 的关系如图乙所示(g=10m/s2)，则下列结论正确的是( )
A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B.物体的质量为3 kg
C.物体的加速度大小为5 m/s2
D.弹簧的劲度系数为7. 5 N/cm
参考答案：
C
5. 如图，两等量异号的点电荷相距为。

M 与两点电荷共线，N 位
于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到M 和N 的距离都为L ，且。

略去
项的贡献，则两点电荷的合电
场在M 和N 点的强度
A ．大小之比为2，方向相反
B ．大小之比为1，方向相反
C ．大小均与成正比，方向相反
D ．大小均与L 的平方成反比，方向相互垂直 参考答案： AC
解析：如图所示，合电场在M 和N 点的强度分别为
E 1＝－＝、E 2＝2×＝，E 1：E 2＝2；又N 点
处强场方向由＋q 指向－q ，在M 点的场强表现＋q 的点电荷、由－q 指向＋q 。

二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。

给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。

(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)
①让小车自斜面上方一固定点Al 从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t 。

②用米尺测量Al 与A2之间的距离s ．则小车的加速度
a= 。

③用米尺测量A1相对于A2的高度h 。

所受重力为mg ，则小车所受的合外力F= 。

④改变 ，重复上述测量。

⑤以h 为横坐标，1/t2为缎坐标，根据实验数据作图。

如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。

(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。

测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0。

②进行(1)中的各项测量。

③计算与作图时用（h-h0）代替h 。

对此方案有以下几种评论意见： A 、方案正确可行。

B 、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。

C 、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾向有关。

其中合理的意见是。

参考答案：
7. 如图所示。

一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一质量为m的小球。

起初将小球拉至水平于A点。

小球从A点由静止释放后到达最低点C时拉力为；此过程中小球重力的瞬时功率的变化情况是（空气阻力不计）。

参考答案：
T=3mg（2分），先增大后减小
8. 如图13所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm 的小方格，取g＝10 m/s2。

由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球经过B点时的速度大小是________ m/s.
参考答案：
10； 1.5； 2.5
9. 在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。

（1）根据电路图完成实物图的连线；（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：
计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。

（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为
________Ω。

参考答案：
（1）（2分）如右图
（2）（2分），（2分）74%
（3）（2分）0，（2分）2.4
10. （5分）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比Δx1Δx2（填“＞”“＝”或“＜”）。

若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为mm。

参考答案：
＞0.300
解析：双缝干涉条纹间距
，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即
>。

条纹间距根据数据可得，根据可得。

考点：双缝干涉实验
11. 如图所示，光滑的半圆槽内，A 球从高h 处沿槽自由滑下，与静止在槽底的B 球相碰，若碰撞后A 球和B 球到达的最大高度均为h ／9，A 球、B 球的质量之比为_____________或____________。

参考答案： 1:4，1:2
12. 以气体为例，气体的大量分子做无规则运动，大量
分子的速率分布如右图，若以温度区分，甲为 温分布，乙为 温分布。

（填高或低）
参考答案：
答案：低温 高温
13. “探究动能定理”的实验装置如图甲所示，水平桌面上一小车在两条橡皮筋作用下，由静止状态被弹出，橡皮筋对小车做的功记为W 0。

当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W 0、3W 0、4W 0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。

（1）关于该实验，下列说法正确的是 。

A ．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6V
B ．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C ．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D ．利用每次测出的小车最大速度v m 和橡皮筋做的功W ，依次做出W -v m 、W -v m 2、W -v m 3、W 2-v m 、W 3-v m ……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。

（2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O 点到A 、B 、C 、D 、E 各点的距离分别为OA =5.65cm ，OB =7.12cm ，OC =8.78cm ，OD =10.40cm ，OE =11.91cm ，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s ，则小车获得的最大速度v m = m/s 。

参考答案： ① CD ②0.83
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14.
（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n =1.5的棱镜用于某种光学仪器中。

现有一束光线沿MN 的方向射到棱镜的AB 界面上，入射角的大小。

求光在棱镜中传播的
速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB 面上的光线）。

参考答案：
解析：由得（1分）
由得，（1分）
由＜，可知C＜45°（1分）
而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。

（2分）
15. （选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量m P = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量m e = 0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．
①写出该热核反应方程；
②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）
参考答案：
答案：
①4H →He +2e（2分）
②Δm = 4m P－ mα－2m e = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u = 0.0267 u（2分）
ΔE= Δ mc2= 0.0267 u×931.5MeV/u＝24.86 MeV（2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，水平地面上有A、B两点，且两点间距离LAB=15m，质量m=2kg的物体（可视为质点）静止在A点，为使物体运动到B点，现给物体施加一水平F =10N的拉力，求拉力F作用的最短时间。

（已知地面与物块的滑动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2）
参考答案：
解：要使F作用时间最短，则F作用一段最短时间t1后撤去该力，使物体匀减速运动t2时间在B点恰好停止。

设匀加速直线运动的加速度为a1，运动的位移为，由题意可得：
（1）2分
（2）2分
设撤去F后物体做匀减速直线运动的加速度大小为，时间为，位移为，由题意可得：
（3）2分
（4）2分
（5）2分
（6）2分
联立解得最短的时间
17. 如图所示，传送带水平部分xab＝0.2 m，斜面部分xbc＝5.5 m，bc与水平方向夹角α＝37°，一个小物体A与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，传送带沿图示方向以速率v＝3 m/s运动，若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体A不脱离传送带，经b点时速率不变。

(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6)求：
（1）物块从a运动到b的时间；
（2）物块从b运动到c的时间。

参考答案：
（1）0.4s；（2）1.5s．解析：（1）物体A轻放在a处后在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动与皮带共速需要发生位移x共＝＝m＝0.8 m>0.2m，
物体A从a运动到b：
得：
（2）到达b点的速度<3m/s
由牛顿第二定律得：
且
得：
物块在斜面上与传送带共速的位移是：
得：
时间为：
之后，，物块继续加速下滑
由牛顿第二定律得：
且
得：
设从共速到下滑至c的时间为,由得：
综上，物块从b运动到c的时间为：
18. 如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。

已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。

不计重力影响和离子间的相互作用。

求：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）甲、乙两种离子的比荷之比。

参考答案：
（1）（2）
试题分析本题主要考查带电粒子在电场中的加速、在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决实际问题的的能力。

解析（1）设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，由动能定理有
①
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
②
由几何关系知
③
由①②③式得
④
（2）设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2。

同理有
⑤
⑥
由题给条件有
⑦
由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为
⑧
【点睛】此题与2013年北京理综卷第23题情景类似，都可以看作是质谱仪模型。

解答所用的知识点和方法类似。