2021年山西省忻州市杏岭子中学高三物理联考试卷含解析

2021年山西省忻州市杏岭子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.（多选题）甲、乙两车的位移一时间图像如图所示，其中甲车图像为过坐标原点的倾斜直线，乙车图像为顶点在坐标原点的抛物线。若两车均从同一地点沿同一方向做直线运动，下列说法正确的是（

）A．乙车做匀加速直线运动B．甲车做匀加速直线运动C．时甲乙两车速度相等D．0～t0时间内，两车距离先增大再减小参考答案：ACD2.如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中：（

）A．它们的运动时间的关系为B．它们的电荷量之比为C．它们的动能增量之比为

D．它们的电势能减少量之比为参考答案：BD3.（单选）如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（）A．U1：U2=1：8B．U1：U2=1：4C．U1：U2=1：2D．U1：U2=1：1参考答案：解：带点粒子在电场中做类似平抛运动，将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解，有x=v0ty=解得∝故故选A．4.一船在静水中的速度是8m/s，要渡过宽为180m、水流速度为6m/s的河流，则下列说法中正确的是A．船在此河流中航行的最大速度为10m/sB．此船过河的最短时间是30sC．此船可以在对岸的任意位置靠岸D．此船可以垂直到达对岸参考答案：CD5.（单选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25CB．线圈匀速运动的速度大小为2m/sC．线圈的长度为1mD．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.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．7.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于__________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v(v>v0)，则光电子的最大初动能为_________.参考答案：hv0，（2分）

eU，（2分）

（2分）8.氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子的能量范围约为1.61eV-3.11eV，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出_________种不同频率的光子，其中处于红光之外非可见光范围的有___________种，处于紫光之外非可见光范围的有________种。参考答案：6

1

3根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的可见光；根据能级的跃迁满足得跃迁产生的光子能量分别是12.75eV，12.09eV，10.2eV，2.55eV，1.89eV，0.66eV，可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV所以处于红光之外非可见光范围的光子能量有0.66eV，即1种，处于紫光之外非可见光范围的光子能量有12.75eV，12.09eV，10.2eV，即3种9.我校机器人协会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_______F1（选填“>”“=”“<”）。水对铁球的浮力大小为_________，若___________，就说明了作用力与反作用力大小相等。参考答案：10.一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则返回斜面底端时的动能为

；速度大小为

。参考答案：E、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：1:4，1:212.如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了．参考答案：先到达后壁短13.（填空）（2013?徐汇区二模）（1）法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示，软铁环两侧分别绕两个线圈，左侧线圈为闭合回路，在其中一段导线下方附近放置一小磁针，小磁针静止时N极指向北方如图所示，右侧线圈与电池、电键相连．则在闭合电键后，你将看到小磁针

（单选题）（A）仍然在原来位置静止不动

（B）抖动后又回到原来位置静止（C）抖动后停在N极指向东方位置

（D）抖动后停在N极指向西方位置（2）通过归纳得出产生感应电流的条件是

．参考答案：（1）B；（2）穿过闭合回路中磁通量发生变化．通电直导线和通电线圈周围磁场的方向解：（1）闭合电键后，线圈中的磁场方向为逆时针，且增加，故根据楞次定律，感应电流的磁场为顺时针方向，故左侧线圈中感应电流方向俯视顺时针，故直导线有电流，小磁针旋转一下，电路稳定后，无感应电流，小磁针不偏转，故选B；（2）只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原磁场变化时才有感应电流，故产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中磁通量发生变化．故答案为：（1）B；（2）穿过闭合回路中磁通量发生变化．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，某组同学借用下图所示装置进行“探究做功和动能变化的关系”实验：

(1)为达到平衡阻力的目的，他们进行了如下操作：取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，让小车运动打出纸带，判断小车是否做△△运动，从而判断是否做到平衡阻力。(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G．实验时小车所受细绳拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化，补填下表中空格（结果保留至小数点后第四位）。分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内,认为W=．(3)实验前已测得托盘质量为7.7xl0kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为

△△

kg（g取9.8，结果保留三位有效数字）。参考答案：（1）匀速直线（或“匀速”）

（2）0.1115,

0.1105

（3）0.015015.某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。小钢球由静止释放自由下落过程中，计时装置测出小钢球通过光电门时间为t，用小钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出刚释放时钢球球心到光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计。（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径d＝___cm。（2）要验证小钢球的机械能是否守恒，需要满足的方程是___。（用题中所给字母表示）（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度___（选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。参考答案：

(1).1.000

(2).

(3).小于【详解】（1）根据游标卡尺的读数规则可知（2）若减少的重力势能等于增加的动能是，可以认为机械能守恒则有整理得：（3）在计算时把平均速度当做瞬时速度处理了，那么这个平均速度实际上等于小球过光电门时中点时刻的速度，由于小球速度越来越大，所以中间时刻在球心的下方，即小钢球通过光电门的平均速度小于小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。故本题答案是：(1).1.000

(2).

(3).小于【点睛】利用光电门测速度，再根据增加的动能和减少的重力势能的关系来验证机械能是否守恒。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前球已经做匀速运动．(g=10m/s2)求：（1）球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；（2）球抛出瞬间的加速度大小；参考答案：(1)9.6J

(2)60m/s17.如图所示，在平面直角坐标系xoy中，以(O,R)为圆心，半径为R的圈形区城内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度B,方向垂直于xOy平面向里一带正电粒子从O点沿y轴正方向以入射进场区．恰好做匀速直线运动．不计宜重力作用

(1)求电场强度E的大小和方向．

(2)若仅仅撤去磁场．带电位子仍从O点以相同的速度射入，经电场区的最右侧的P点射出，求粒子比荷

(3)若仅仅撤去电场．带电粒子仍O点沿y轴正方向入射．但速度大小为2，求粒子在磁场中的运动时间．参考答案：18.（10分）附加题：质量为m的小物块A，放在质量为M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且A、B