天津津华中学 2020-2021学年高三物理联考试卷带解析

天津津华中学 2020-2021学年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. 某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上.静止时ab水平且沿东西方向.已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45°，现让ab随链条荡起来，最大偏角45°，则下列说法正确的是
A．当ab棒自南向北经过最低点时，ab中感应电流的方向是自西向东
B．当链条与竖直方向成45°时，回路中感应电流最大
C．当ab棒自南向北经过最低点时，安培力的方向与水平向南的方向成45°斜向下
D．在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为电场能
参考答案：
C
2. 由电场强度的定义E=可知（）
A．E和F成正比，F越大E越大B．E和q成反比，q越大E越小
C．E的方向与F的方向相同D．E的大小可由确定
参考答案：
D
【考点】电场强度．
【分析】1、抓住比值定义法的共性，E与试探电荷的电场力和电量无关，由电场本身决定；
2、电场强度方向与正电荷所受电场力方向相同．
【解答】解：A、B电场强度E与试探电荷所受电场力F、电量q无关，不能说E和F成正比，和q 成反比．故AB错误．
C、根据物理学上规定可知，电场强度E的方向与正电荷所受电场力F方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，而题中q的正负未知．故C错误．
D、由定义式E=可计算出E．故D正确．
故选D
3. 材料相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，它们的动能(Ek)—位移(x)图象如图所示，则两木块的速度(v)－时间(t)图象正确的是
参考答案：
C
4. （单选）下列关于牛顿第一定律的说法，正确的是（）
A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态
B．牛顿第一定律是反映物体惯性大小的，因此它也叫惯性定律
C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性
D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因
参考答案：
解：A、物体只有不受外力或者所受合外力为零时，才能处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误．
B、牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，因此它也叫惯性定律．故B错误．
C、牛顿第一定律反映力是改变物体运动状态的原因，惯性是物体本身固有的属性，与物体的运动状态无关，与物体受力情况无关，故C错误．
D、牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因﹣﹣惯性，又揭示了运动状态改变的原因﹣﹣力．故D正确．
故选D．
5. （多选）给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电。

板间一带电小球C用绝缘细线悬挂，如图所示，小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则()
A ．若将
B 极板向右平移稍许，电容器的电容将减小
B ．若将B 极板向下平移稍许，A 、B 两级板间电势差将增大
C ．若将B 极板向小平移稍许，夹角θ将变大
D ．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动
参考答案：
ABC
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F ，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据．木块的重力为10.00N ，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）： （1）木块与桌面间的动摩擦因数
；
（
2）实验次数5中监测到的加速度 m/s2．
参考答案： (1)0.401 (2)1.45
7. 如图所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s ，则x = 0.5m 处质点在0.5s 时的位移为 cm ，x = 0m 处的质点做简谐运动的表达式为 。

参考答案：
－5 ； x=5sin(2πt+π) cm
8. 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
9. 由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能E p 和分子间距离r 的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子E p 的是图中______（选填“A ”“B ”或“C ”）的位置．
参考答案：
(1). 引力(2). C
【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。

10. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图甲所示，打点计时器固定在斜面上。

滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下。

图乙是打出的纸带一段。

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C……等7个点为计数点，且各计数点间均有一个没有画出，如图乙所示。

滑块下滑的加速度a= m/s2。

（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有。

（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度L B．木板的末端被垫起的高度h
C．木板的质量m1 D．滑块的质量m2
E．滑块运动的时间t
（3）测量（2）中所选定的物理量需要的实验器材是。

（4）滑块与木板间的动摩擦因数= （用被测量物理量的字母表示，重力加速度为g）。

与真实值相比，测量的动摩擦因数（填“偏大”或“偏小”），写出支持你的看法的一个论据：。

参考答案：（1）3.00（2分）
（2）AB（2分）
（3）刻度尺（1分）
（4）（2分）偏大（1分）
没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦和空气阻力等因素。

11. 质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止于光滑水平面上的小车两端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。

若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度为_____________m/s，方向与（选填“甲、乙”）_____________相反。

参考答案：
1.5m/s，乙
12. (5分)三个阻值相同，额定电压也相同的电阻，将其中两个并联再与第三个串联，共同能承受的最大总电压为U1，最大总功率为P1；若将两个串联后再与第三个并联，则共同能承受的最大总电压为U2，最大总功率为P2；则U1︰U2＝，P1︰P2
＝。

参考答案：
答案：3︰2、1︰1
13. （6分）在图中，物体的质量m= 0．5kg，所加压力F = 40N，方向与竖直墙壁垂直。

若物体处于静止状态，则物体所受的静摩擦力大小为_________N，方向________；若将F增大到60N，物体仍静止，则此时物体所受的静摩擦力大小为_______N。

参考答案：
5 向上 5
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）③15. （8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为
MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为
MeV。

写出该反应方程，并通过计算说明正确。

（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）
参考答案：
核反应方程为
核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （9分）质量为M=6 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为3 kg，停在B的左端。

质量为1 kg的小球用长为0. 8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短，且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。

已知A、B间的动摩擦因数，A离开B时的速度是B的2倍，g取10m/s2。

求木板多长？
参考答案：
由机械能守恒有: ，（2分）
球与A碰撞过程中，系统动量守恒，机械能守恒
（3分）A与B系统动量守恒：
(2分)
由能量守恒：（2分）
17. 从地球表面向火星发射火星探测器，设地球和火星都在同一平面上绕太阳作圆周运动。

火星轨道半径为地球轨道半径的1.500倍，简单而又比较节省能量的发射过程可分为两步进行：第一步，在地球表面用火箭对探测器进行加速，使之获得足够的动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道运行的人造卫星。

第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机，在短时间内对探测器沿原方向加速，使其速度数值增加到适当值，从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道正好射到火星上，如图复15 - 5 - 1所示。

问
1、为使探测器成为沿地球轨道运行的人造卫星，必须加速探测器，使之在地面附近获得多大的速度（相对于地球）？
2、当探测器脱离地球并沿地球公转轨道稳定运行后，在某年3月1日零时测得探测器与火星之间的角距离为60°，如图复15 - 5 - 2所示。

问应在何年何月何日点燃探测器上的火箭发动机方能使探测器恰好落在火星表面（时间计算仅需精确到日）？已知地球半径为=
6.4×m，重力加速度g可取9.8 m/。

参考答案：
18. 如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：
（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围．
（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．
参考答案：
解答：
解：（1）若粒子速度为v0，则qv0B=，所以有R=
设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1+R1sinθ=
将R1=代入上式可得，v01=
同理，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2﹣R2sinθ=
将R2=代入上式可得，v02=
所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足．
（2）由t=及T=可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长，在磁场中运动的时间也越长．在磁场中运动的半径r≤R1时，
运动时间最长，弧所对圆心角为α=（2π﹣2θ）=，所以最长时间为t=T==．
答：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围为．
（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间为．。