湖南省长沙市第二十五中学2022-2023学年高三物理联考试题含解析

湖南省长沙市第二十五中学2022-2023学年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.如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角θ斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为θ的足够长光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hB、hC，则A．hA=hB=hCB．hA=hB<hCC．hA=hB>hCD．hA=hC>hB参考答案：D对于A、C两个球，达到最高点时，A、C两个球的速度均为零，物体的动能全部转化为重力势能，所以A、C的最大高度相同；对于B球来说，由于B是斜抛运动，在水平方向上有一个速度，这个分速度的动能不会转化成物体的重力势能，所以B球在最高点时的重力势能要比A、C两球的小，所以高度要比A、C两球的高度小，所以D正确．故选D．2.下列说法中正确的是（）A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型B．核力存在于原子核内任意两个核子之间C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关参考答案：D【分析】卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构模型；核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间；天然放射现象说明原子核具有复杂结构；根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．【解答】解：A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故A错误；B、核力与万有引力、库伦力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1.5×10﹣15m，原子核的半径数量级在10﹣15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故B错误；C、天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，故C错误；D、根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．故D正确．故选：D．3.如图所示，1、3是圆轨道，2是椭圆轨道.关于人造卫星，下列说法正确的是：卫星在2轨道上的Q点的动能比在3轨道上的P点动能大.卫星在3轨道的P点向心加速度比在2轨道上时P点的加速度大若要卫星从2轨道变到3轨道，应在P点点火加速，这个过程中，引力对卫星做负功若3轨道上原本就有一些卫星，当从3轨道变到2轨道时有可能会发生“撞车”参考答案：A4.质量为2kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移的图象如图所示．下列说法正确的是

（）

A．质点的初速度为5m/s

B．质点所受的合外力为3N

C．质点初速度的方向与合外力的方向垂直

D．2s末质点的速度大小为6m/s参考答案：AB5.（多选）下列说法中正确的是____。

A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大

B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律

E．某气体的摩尔体积为v，每个分子的体积为v0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=v/v0参考答案：ABCA．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大，正确；B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动，正确C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，正确D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，错误E．气体分子较小，而气体的体积可以占据任意大的空间；故不能用摩尔体积求解阿伏伽德罗常数；故E错误二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个质量为m=70kg的人站在电梯中体重计上称体重，当电梯静止时，体重计读数为N；当电梯以a=g的加速度向下做减速运动时，体重计上的读数为N。（g=10m/s2）参考答案：700；14007.一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

▲

方向传播（填“正”或“负”），波速为

▲

m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是

▲

m．参考答案：负（1分）

5（2分）

-0.058.下面（a）（b）（c）实例中，不计空气阻力：（a）物体沿光滑曲面下滑；（b）物体以一定初速度上抛；（c）物体沿斜面匀速下滑。上述三例中机械能不守恒的是（用字母表示）。若质量为m的物体以0.9g的加速度竖直减速下落h高度，则物体的机械能减少了。参考答案：

C1.9mgh9.某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦。实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,改变C处钩码个数,测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a,然后通过对实验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数。(1)该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还需要________。A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.弹簧测力计(2)在实验数据处理中,该同学以C处钩码的总质量m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图乙所示的实验图线,可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=________。(g取10m/s2)参考答案：

(1).(1)B

(2).(2)0.3【详解】第一空.打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误．本实验不需要测滑块的质量，钩码质量已知，故不需要天平，故B错误．实验需要测量两点之间的距离，需要毫米刻度尺，故C正确．滑块受到的拉力等于钩码的重力，不需要弹簧测力计测拉力，故D错误．故选C；

第二空.对ABC系统应用牛顿第二定律可得：，其中m+m＇=m0；所以a-m图象中，纵轴的截距为-μg，故-μg=-3，μ=0.3.10.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为By=B0(1+ky)（此处k为比例常数，且k＞0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。俯视观察，圆环中的感应电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”）；圆环收尾速度的大小为________。参考答案：顺时针；11.某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：(A)表面光滑的长木板(长度为L)，(B)小车，(C)质量为m的钩码若干个，(D)方木块(备用于垫木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=

求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间

(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度与质量的关系为

。第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h／L。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=

m／s2。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为

。参考答案：（1）

（2分）

不改变（2分）斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关（2分）12.倾角为30°的直角三角形底边长为2l，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨．现在底边中点O处固定一正电荷Q，让一个质量为m、带正电的点电荷q沿斜边顶端A滑下（不脱离斜面）．测得它滑到斜边上的垂足D处时速度为υ，加速度为a，方向沿斜面向下．该点电荷滑到斜边底端C点时的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度为g）参考答案：考点：电势差与电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据几何知识分析得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，三点的电势相等，电荷q从D到C过程中只有重力做功，根据动能定理求出质点滑到斜边底端C点时的速度．分析质点q在C点的受力情况，根据牛顿第二定律和库仑定律求出质点滑到斜边底端C点时加速度．解答：解：由题，BD⊥AC，O点是BC的中点，根据几何知识得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，三点在点电荷Q产生的电场中是等势点，所以，q由D到C的过程中电场中电场力作功为零．由动能定理得：mgh=而h==，所以vC=质点在D点受三个力的作用；电场F，方向由O指向D点；重力mg，方向竖直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛顿第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①质点在C受三个力的作用；电场F，方向由O指向C点；重力mg，方向竖直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛顿第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案为：；g﹣a．点评：本题难点在于分析D与C两点电势相等，根据动能定理求速度、由牛顿第二定律求加速度都常规思路．13.质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面与甲在同一直线上向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，则此时乙球的速度大小为

m/s，方向

。参考答案：3.9

水平向左三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。（1）为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有

。（填入正确选项前的字母）A.天平B.秒表C.米尺（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因： 参考答案：（1）C

(2)打点计时器与纸带之间存在摩擦15.一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图4所示的电路图。请回答下列问题：①请将图5中的实物连线按电路图补充完整。②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值

（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。③在电路图中闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零。原因可能是图中的

（选填a、b、c、d、e、f）处接触不良。④实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。⑤元件Q在U=0.8V时的电阻值是

，I-U图线在该点的切线的斜率k

（选填“大于”、“等于”或“小于”）电阻值。参考答案：①如图（2分）②小于（3分）③f（3分）④如图（2分）⑤16Ω（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者的连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示，引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m＇的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2。试求m＇（用m1、m2表示）（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式。参考答案：解析：（1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2,由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，其为。由牛顿运动定律，有

设A、B之间的距离为r又r=r1+r2，由上述各式得①由万有引力定律，有将①代入得

令比较可得②（2）由牛顿第二定律，有③又可见星A的轨道半径④由②③④式可得17.预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行，立即启动质量m=100kg的防空导弹，导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气，使导弹由静止以a=10g（g=10m/s2）的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空，喷气方向立即变为与竖直方向成θ角（cosθ=）斜向下，导弹做曲线运动，直至击中敌机．假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定，且不考虑导弹质量变化及空气阻力，导弹可视为质点．试求：（1）火箭喷气产生的推力；（2）导弹从发射到击中敌机所用的时间；（3）导弹击中敌机时的动能．参考答案：解：（1）对导弹，由牛顿第二定律得

F﹣mg=ma解得火箭喷气产生的推力F=m（g+a）=100×（10+100）N=11mg=1.1×104N（2）导弹竖直向上做匀加速直线运动的过程，有

=h1，得t1==s=10s推力改变方向后，由于Fcosθ=11mg×=mg所以导弹在竖直方向上作匀速运动，运动时间为t2=又vy=at1=100×10=1000m/s，H=20000m联立解得t2=15s故t总=t1+t2=25s（3）在5000m高处之后，导弹在竖直方向作匀速运动，水平方向作匀加速运动，则水平方向有

Fsinθ=max，sinθ==解得ax==20m/s2；导弹击中飞机时水平分速度为vx=axt2=300m/s则导弹击中飞机时的动能为Ek==1.85×108J答：（1）火箭喷气产生的推力是1.1×104N；（2）导弹从发射到击中敌机所用的时间是25s；（3）导弹击中敌机时的动能是1.85×108J．【考点】平抛运动．【分析】（1）根据牛顿第二定律求火箭喷气产生的推力．（2）导弹先竖直向上做匀加速运动，由位移公式求出此过程的时间．喷气方向变为与竖直方向成θ角（cosθ=）斜向下后导弹做曲线运动，由于Fcosθ=mg，说明导弹竖直方向做匀速直线运动，再求出匀速运动的时间，从而得到总时间．（3）在升至5000m高空后，导弹在竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，由牛顿第二定律和速度公式结合求出导弹击中敌机时水平分速度，再求得导弹击中敌机时动能．18.（10分）已知一足够长斜面倾角为θ=37°，一质量M=10kg的物体，在斜面底部受到一个沿斜面向上的F=100N的力作用由静止开始运动，物体在2秒内位移为4m，2秒末撤销力F