2022-2023学年河南省郑州市第四中学分校高三物理联考试题含解析

2022-2023学年河南省郑州市第四中学分校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.我国已于2011年9月29日发射“天宫一号”目标飞行器，11月1日发射“神舟八号”飞船并在11月3日与“天宫一号”实现对接。某同学为此画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此假想图，可以判定（

）

A．“天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率

B．“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期

C．“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度D．“神舟八号”适度减速有可能与“天宫一号”实现对接参考答案：AC2.用两根等长的绳子OP和OQ系住一重物，如右图所示，绳OP悬挂于天花板上的P点，手拉绳OQ的Q端，使OQ由水平位置逐渐转到OQ’方向而保持OP与水平方向的夹角恒为a＝45°，在这过程中绳OQ所受拉力大小将（

）A．始终变大

B．始终变小

C．先变小后变大

D．先变大后变小参考答案：B3.（单选）伽利略用两个对接的斜面，一个斜面A固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面B，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（） A． 如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B． 如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒 C． 物体做匀速直线运动并不需要力 D． 如果物体不受到力，就不会运动参考答案：考点： 伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．分析： 本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．解答： 解：伽利略的斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选：C．点评： 伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始．4.如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为4cm，周期为0.2s，在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动。在t=0.55s时，x轴上距e点6m的某质点第二次到达最高点，则_________A.该机械波的波长4mB.该机械波在弹性介质中的传播速度为10m/sC.图中相邻质点间距离为1mD.当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波谷E.当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm参考答案：ACE根据题意可知波的周期为0.2s，t=0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，经过t=0.05s，e点第一到达最高点．t=0.55s时，x轴上距e点6.0m的某质点第一次到达最高点，则知该质点的振动比e点落后一个半周期，即，所以波长为λ=4m，波速为v=20m/s，故A正确，B错误；由波的周期为T=0.2s，后一质点比前一质点迟，开始振动，可知相邻质点间的距离等于，即为1m，故C正确；因为c、d相差四分之一波长，所以当c点在平衡位置向上振动时，d点位于波峰，故D错误；g点比b点早振动四分之一周期，多振一个振幅，即当b点经过的路程为12cm时，g点经过的路程为16cm，故E正确。所以ACE正确，BD错误。5.（单选）空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势j随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x轴上的点，|OA|＜|OB|，|OM|=|ON|。一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是(

)A．粒子一定带正电B．粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大C．粒子一定能通过N点D．粒子从M向O运动过程电势能逐渐增加参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_____________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_____________。(重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)参考答案：0.5Kg

0.27.右图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力作用，即F1＝10N、F2＝2N和摩擦力作用，木块处于静止状态，若撤去力F1，则木块在水平方向上受到的合力为

。参考答案：（零）8.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】9.如图，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为

，经四分之一周期，不在平衡位置的点为

。参考答案：a,d

10.如图所示，长L的轻直杆两端分别固定小球A和B，A、B都可以看作质点，它们的质量分别为2m和m。A球靠在光滑的竖直墙面上，B球放置在光滑水平地面上，杆与竖直墙面的夹角为37o。现将AB球由静止释放，A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53o时，vA：vB＝____________，A球运动的速度大小为____________。

参考答案：4：3，（或0.559）11.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D，吸热

12.某质点做直线运动的位移和时间的关系是x=5t+3t2-11(m)，则此质点的初速度是________m/s，加速度是________m/s2。参考答案：5，6解:由,得初速度,加速度。13.1宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：

；

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。主要步骤是：

A.在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；

B.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳，细

绳的另一端系着绳套；

C.用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一

位置O，记下O点的位置和两个弹簧秤的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；

E.只用一只弹簧秤，通过弹簧秤拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按相同标度作出这个力F′的图示；

F.比较F′和F，看它们是不是相同，得出结论；上述步骤中：（1）有重要遗漏的步骤是[LU26]

（填序号）；

(2)相应的遗漏内容分别是

（3）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________。参考答案：15.如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。参考答案：（1）U–I图象如图所示：图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流（2）a如图所示：b.（3）见解析（1）U–I图像如图所示，其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流（2）a．如图所示b．电源输出的电功率：当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为（3）电动势定义式：根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即本题答案是：（1）U–I图像如图所示，其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流（2）a．如图所示当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为（3）点睛：运用数学知识结合电路求出回路中最大输出功率的表达式，并求出当R=r时，输出功率最大。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示。他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角的斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g取10m/s2。求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；

（2）木块与斜面间的动摩擦因数μ；（3）木块回到出发点时的速度大小v。参考答案：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点上滑过程中加速度的大小：

（2分）ks5u

（2）由牛顿第二定律得上滑过程中：

（2分）代入数据得

（1分）（3）下滑的距离等于上滑的距离==m=1m

（1分）由牛顿第二定律得下滑过程中：

（2分）下滑至出发点的速度大小V=联立解得

V=2m/s

17.（16分）如甲图所示，两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN，水平置于水平方向的匀强磁场中（磁场区域足够大），两电容器极板的左端和右端分别在同一竖直线上，已知P、Q之间和M、N之间的距离都是d，极板本身的厚度不计，板间电压都是U，两电容器的极板长相等。今有一电子从极板PQ中轴线左边缘的O点，以速度v0沿其中轴线进入电容器，并做匀速直线运动，此后经过磁场偏转又沿水平方向进入到电容器MN之间，且沿MN的中轴线做匀速直线运动，再经过磁场偏转又通过O点沿水平方向进入电容器PQ之间，如此循环往复。已知电子质量为m，电荷量为e。不计电容之外的电场对电子运动的影响。（1）试分析极板P、Q、M、N各带什么电荷？（2）求Q板和M板间的距离x；（3）若只保留电容器右侧区域的磁场，如图乙所示。电子仍从PQ极板中轴线左边缘的O点，以速度v0沿原方向进入电容器，已知电容器极板长均为。则电子进入电容器MN时距MN中心线的距离？要让电子通过电容器MN后又能回到O点，还需在电容器左侧区域加一个怎样的匀强磁场？参考答案：解析：（1）电子受磁场力向下，则受电场力向上，所以P板带正电，Q板带负电（2分）同理可知，M板带负电，N板带正电

（2分）（2）电子在电容器中由平衡条件有：

（2分）电子在磁场中做圆周运动的半径为R，则：

（1分）Q板和M板间的距离，应满足：

（1分）（3）电子离开电容器P、Q时的侧移量为：

（2分），，

（2分）

电子进入电容器M、N之间的位置在中轴线以上y