2021年湖南省邵阳市孙家垅中学高三物理联考试卷含解析

2021年湖南省邵阳市孙家垅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.．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧管壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是(

)A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

参考答案：BC2.传送带在外力F驱动下以恒定速度运动，将一块砖放置在传送带上，若砖块所受摩擦力为f，传送带所受摩擦力为f’，砖块无初速放到传送带上至砖块达到与传送带相同速度的过程中

A．f’所做的功等于f所做的功的负值 B．F所做的功与f’所做的功之和等于砖块所获得的动能C．F所做的功与f’所做的功之和等于零D．F所做的功等于砖块所获得的动能参考答案：C3.两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是：A、两卫星的角速度关系：ωa<ωbB、两卫星的向心加速度关系：aa>abC、两卫星的线速度关系：va>vbD、两卫星的周期关系：Ta<Tb参考答案：A4.用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？

．（A）天平

（B）弹簧秤

（C）刻度尺

（D）秒表参考答案：C【考点】验证机械能守恒定律．【分析】首先明确实验原理，确定实验需要测量的物理量，则可进一步知道实验所需要的器材．【解答】解：在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，也不需要弹簧秤．同时实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺．故选C．5.（00年吉、苏、浙）氢原子的基态能量为E1，下列四个能级圈，正确代表氢原子能级的是参考答案：答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（实验）在研究匀变速直线运动的实验中，小明正常进行操作，打出的一条纸带只有三个连续的清晰点，标记为0、1、2，已知打点频率为50Hz，则纸带的加速度为

；而P点是纸带上一个污点，小明想算出P点的速度，你认为小明的想法能否实现？若你认为小能实现，请说明理南；若实现请算出P点的速度：

．（如图是小明用刻度尺测量纸带时的示意图）参考答案：5m/s2；0.95m/s解析：根据刻度尺可知：0-1的距离x1=8cm，1-2的距离x2=18-8=10cm，物体做匀变速直线运动，因此有：△x=aT2，得：a==5m/s2

根据匀加速直线运动相邻的相等时间内的位移之差是一个定值△x=0.2cm，则打第3个点的位置为x3=1.8+1.2=3cm，

打第4个点的位置为x4=3+1.4=4.4cm，

打第5个点的位置为x5=4.4+1.6=6cm，

打第6个点的位置为x5=6+1.8=7.8cm，

由图可知，P点的位置为7.8cm，所以P点就是打的第6个点．

物体做匀变速直线运动，根据时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度有：v1==0.45m/s；则vP=v1+5Ta=0.45+5×0.02×5=0.95m/s7.氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）．参考答案：【考点】：氢原子的能级公式和跃迁．【专题】：原子的能级结构专题．【分析】：根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小．：解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种．因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小；则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案为：3；【点评】：解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En．8.若以M表示水的摩尔质量，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，则在标准状态下体积为V的水蒸气中分子数为N=NA．参考答案：在标准状态下体积为V的水蒸气质量m=ρV，物质的量为，分子数为N=NA；9.某同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图甲所示。在小车上固定挡光片（宽度为Δs），在倾斜导轨的A处放置光电门。让小车从P点静止下滑，再利用光电门记录下挡光片经过A点所经历的时间Δt。接下来，改用不同宽度的挡光片重复上述实验，最后运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自Δs区域内的，并作出图像。

（1）当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路

；当A、B之间有物体挡光时，电路

。（填“断开”或“接通”）（2）（多选）该同学测出4组数据，其中第3组数据发生了明显的偏差，如图乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小车从图甲中P点上方静止下滑

B.小车从图甲中P点下方静止下滑C.小车从图甲中P点静止下滑

D.小车从图丙中P点静止下滑（3）另一位同学测出如下图所示的6组数据，根据图线，可知小车的加速度大小约为

m/s2，挡光片经过A点时的瞬间速度大小约为

m/s。参考答案：（1）断开，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

10.假设太阳与地球之间充满了水而不是真空，那么光从太阳到达地球要多花的时间是

▲s。已知太阳与地球的距离为km，水的折射率为1.33。参考答案：165

11.如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为________s；在这段时间内汽船顺着河道向下游漂行的距离为________m。参考答案：10；50。12.（6分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子对撞前的质量均为m，动能均为EK，光速为C，普朗克常为h，则对撞过程中的质量亏损为________转化为光子波长为_____________。参考答案：2m；13.为了仅用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k（设k足够大）的轻弹簧由形变量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为，于是他设计了下述实验：第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止，且滑块与弹簧已分离；第二步；将滑块挂在竖直固定的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。回答下列问题：

①你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：____________________。②用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：____________参考答案：①弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s；弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2；②(有其他表示方法也可以算正确)三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究物体的加速度与所受重力的关系，图乙是根据实验中得到的数据描出的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致．该实验小组在对这种结果的原因分析如下．（1）当F=0时，小车的加速度不为0的可能原因是A．小车的质量远大于砂桶和砂的质量B．在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高C．没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时讲木板右端垫得过低（2）当F较大时，轨迹变弯曲，a﹣F图形不再是线性关系的可能原因是A．砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件B．小车与轨道之间存在摩擦C．测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大．参考答案：（1）B；（2）A【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】探究物体的加速度与所受合力的关系的实验，运用控制变量法探究加速度与力和力的关系．根据牛顿第二定律分析“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件．根据原理分析图线不经过原点和曲线上部出现弯曲现象的原因．【解答】解：根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，（1）、图线不经过原点，当拉力为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高了．故B正确（2）、曲线上部出现弯曲现象，随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象．故A正确故选：（1）B；（2）A15.某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。本次实验中已测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s。①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，其方法是：接通气源，将滑块置于气垫导轨任意位置上，（未挂钩码前）若

则说明导轨是水平的。②如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

cm；实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的瞬时速度。③实验中又测量出相关物理量：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s。本实验通过比较

和

在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．参考答案：①滑块基本保持静止（或轻推滑块，滑块能做匀速直线运动）(1分)②0.52

③mgs、游标卡尺的主尺读数为5mm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×2mm=0.2mm，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=5mm+0.2mm=5.2mm=0.52cm。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一个质量为m的长木板静止在光滑的水平面上，并与半径为R的光滑圆弧形固定轨道接触（但不粘连），木板的右端到竖直墙的距离为S；另一质量为2m的小滑块从轨道的最高点由静止开始下滑，从圆弧的最低点A滑上木板．设长木板每次与竖直墙的碰撞时间极短且无机械能损失．已知滑块与长木板间的动摩擦因数为μ．试求（1）滑块到达A点时对轨道的压力的大小（2）若滑块不会滑离长木板，试讨论长木板与墙第一次碰撞前的速度v与S的关系（3）若S足够大，为了使滑块不滑离长木板，板长L应满足什么条件．参考答案：解：（1）滑块从轨道的最高点到最低点，机械能守恒，设到达A点的速度为vA则①得：②在A点有：③由②③得：NA=6mg④由牛顿第三定律，滑块在A点对轨道的压力⑤（2）若第一次碰撞前的瞬间，滑块与木板达到共同速度v，则：（2m+m）v=2mvA⑥⑦由②⑥⑦得：⑧ⅰ．若，则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为⑨ⅱ．若，则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为v'则：⑩得：v'=（3）因为S足够大，每次碰前滑块与木板共速；因为M＜m，每次碰后系统的总动量方向向右，要使滑块不滑离长木板，最终木板停在墙边，滑块停在木板上．由能量守恒得：解得：答：（1）滑块到达A点时对轨道的压力的大小为6mg；（2）长木板与墙第一次碰撞前的速度v与S的关系：若，则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为；若，木板与墙第一次碰前瞬间的速度为v'=；（3）若S足够大，为了使滑块不滑离长木板，板长L应满足的条件．17.2014年8月3日我国云南鲁甸发生里氏6.5级地震，为救援灾区人民，要从悬停在空中的直升机上投放救灾物资，每箱救灾物资的质量为20kg，设箱子承受的地面冲击力大小为1000N，箱子与地面的作用时间为0.5s，已知当地的重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，试求：(1)与地面作用时，箱子的加速度是多少？(2)为保证救灾物资安全落地，飞机投放物资时的高度不应超过多少米？参考答案：（1）40m/s2（2）20m

18.如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；（3）M、N两点之间的距离。参考答案：（1）=，=，=

=2:9

（2）设整个过程中装置上产生的热量为Q由Q=m1gsinα·d+m2gsinα·d，可解得Q=1.2J