山西省忻州市段家寨中学高三物理联考试题含解析

山西省忻州市段家寨中学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.不计重力的带电粒子以某一速度垂直射入匀强磁场，磁场的磁感应强度大小是随时间变化的。粒子的运动轨迹如图所示，不计由于磁场变化产生的电场对粒子的影响。以下说法正确的是

A．磁感应强度变小，粒子的速率变大B．磁感应强度变小，粒子的速率不变C．磁感应强度变大，粒子的速率变大D．磁感应强度变大，粒子的速率不变参考答案：

答案：B2.如图所示,光滑的水平导轨上套有一质量为1kg、可沿杆自由滑动的滑块,滑块下方通过一根长为1m的轻绳悬挂着质量为0.99kg的木块.开始时滑块和木块均静止,现有质量为10g的子弹以500m/s的水平速度击中木块并留在其中(作用时间极短),取重力加速g=10m/s2.下列说法正确的是A.子弹和木块摆到最高点时速度为零B.滑块的最大速度为2.5m/sC.子弹和木块摆起的最大高度为0.625mD.当子弹和木块摆起高度为0.4m时,滑块的速度为1m/s参考答案：C【详解】A项：设子弹质量为m0，木块质量为m1，滑块质量为m2，由子弹、木块、滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，故当子弹和木块摆到最高点时三者具有相同的速度，且速度方向水平，A项错误；B项：；只要轻绳与杆之间的夹角为锐角，轻绳拉力对滑块做正功，滑块就会加速，所以当轻绳再次竖直时滑块速度最大，设此时滑块速度为vm，子弹和木块速度为v＇，则由系统水平方向动量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)v＇+m2vm，解得vm=0，或vm=5m/s，即滑块的最大速度为5m/s，B项错误；C项：当子弹和木块摆到最高点时三者具有相同的速度v，由系统水平方向动量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1+m2)v，解得v=2.5m/s，由子弹进入木块后系统机械能守恒可得，解得h=0.625m，C项正确；D项：当子弹和木块摆起高度为0.4m时，由系统水平方向动量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)vx+m2v3，得vx=4m/s，而此时木块和子弹竖直方向速度一定不为零，故由子弹进入木块后系统机械能守恒可得，解得h<0.4m，D项错误。故选：C。3.（多选题）如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t=0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是（）A． B．C． D．参考答案：AC【考点】法拉第电磁感应定律；安培力．【专题】压轴题；电磁感应中的力学问题．【分析】根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向．【解答】解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误．

C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正确，D错误．故选AC．4.如图所示为一空腔导体周围的电场线分布．电场方向如图

箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圈周上的四点．其中M、N在一条直线电场线上，P、Q在一条曲线电场线上，下列说法正确的有（

）

A.M点的电场强度比N点的电场强度大

B.P点的电势比Q点的电势高

C.M、O间的电势差大于O、N间的电势差

D.一负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能参考答案：B5.如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固系于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Fa≠0，b所受摩擦力Fb=0，现将右侧细绳剪断，a、b均静止，则剪断后

A．Fa大小不变

B．Fa方向改变

C．Fb仍然为零

D．Fb≠0,方向向右参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴

▲

(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为▲

m/s。参考答案：

负（2分）

10m/s

(2分)7.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。某颗中轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；线速度大小为___________；周期为____________。参考答案：8.(4分)如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，一长为L的细线连接一小球后另一端固定在支架顶端的前面，现将细线拉至水平后无初速释放小球，小球将来回摆动，且此过程支架始终不动，则小球在最低位置时，支架对地面的压力大小为

。参考答案：

答案：(M+3m)g

9.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h.参考答案：

（2）由和得由爱因斯坦质能方程和得10.如图所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个星球半径大小相同的星球表面上的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，那么两个星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。参考答案：4：111.在真空中两个带等量异种的点电荷，电量均为2×10-8C，相距20cm，则它们之间的相互作用力为_________________N。在两者连线的中点处，电场强度大小为_________________N/C。参考答案：F，

F/C

12.（4分）一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是

。

参考答案：

答案：100V13.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为，乙导线单位长度受到的安培力的大小为N．参考答案：;

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，固定点O上系一长l=0．6m的细绳，细绳的下端系一质量m=1．0kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h=0．80m，一质量M=2．0kg的物块开始静止在平台上的P点，现对M施予一水平向右的瞬时冲量，物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移s=1．2m，不计空气阻力．g=10m/s2．求：

（1）质量为M物块落地时速度大小？（2）若平台表面与物块间动摩擦因数，物块M与小球初始距离s1=1．3m，物块M在P处所受水平向右的瞬时冲量大小为多少？参考答案：1）碰后物块M做平抛运动，…………①（1分）…………②（1分）…………③（2分）…………④（1分）物块落地速度大小…………⑤（2分）（2）物块与小球在B处碰撞…………⑥（2分）碰后小球从B处运动到最高点A过程中，…………⑦（2分）小球在最高点…………⑧（2分）由⑦⑧解得…………⑨（1分）由③⑥⑨得…………⑩（1分）物块M从P运动到B处过程中，…………⑾（2分）…………⑿（1分）（1分）17.（8分）在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比。参考答案：解析：从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B的速度大小保持不变，根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1

两球碰撞过程有：

解得：18.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c为真空中光速。（1）已知某单色光的频率为ν，波长为λ，该单色光光子的能量，其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量。（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。

一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表面引起的光压的表达式。（3）设想利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外，这就需要为探测器制作一个很大的光帆，以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力，不考虑行星对探测器的引力。一个质量为m的探测器，正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G