湖北省荆州市福田中学2022年高三物理联考试题含解析

湖北省荆州市福田中学2022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.下列说法正确的是A．分子平均动能大的物体，内能一定大B．晶体一定具有各向异性C．液体表面张力是由于表面层分子间距离大，分子力表现为引力所致D．经技术改进，热机的效率能达到100％参考答案：C分子平均动能大，说明温度高，但其内能不一定大，还跟分子个数和分子势能有关系，A错误；单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性，B错误；热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能等于1，更不可能大于1，D错误。本题选C。2.如图所示，质量为m的小球，用OB和O′B两根轻绳吊着，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°，这时OB绳的拉力大小为F1，若烧断O′B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳的拉力大小为F2，则F1：F2等于（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4参考答案：D解：烧断水平细线前，小球处于平衡状态，合力为零，根据几何关系得：F1=mgsin30°=mg；烧断水平细线，设小球摆到最低点时速度为v，绳长为L．小球摆到最低点的过程中，由机械能守恒定律得：mgL（1﹣sin30°）=mv2在最低点，有F2﹣mg=m联立解得F2=2mg；故F1：F2等于1：4；故选：D．3.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（

）A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度D.在轨道Ⅰ上运动时航天员处于完全失重状态参考答案：ABD4.（多选）如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外．P（﹣L，0）、Q（0，﹣L）为坐标轴上的两个点．现有一电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则（）A．若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则电子运动的路程一定为B．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程一定为πLC．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程可能为2πLD．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则nπL（n为任意正整数）都有可能是电子运动的路程参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：粒子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，根据题意可知，电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，与电子从P点出发经原点O到达Q点，运动轨迹的半径不同，从而由运动轨迹来确定运动路程．解答：解：A、若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则有运动轨迹如图所示，则微粒运动的路程为圆周的，即为，故A正确；B、若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动轨迹可能如图所示，或者是：因此则微粒运动的路程可能为πL，也可能为2πL，故BD错误C正确；故选：AC．点评：考查根据运动半径来确定运动轨迹，从而确定运动的路程，掌握左手定则与右手定则的区别，注意运用几何关系正确画出运动轨迹图是解题的关键．5.2005年北京时间7月4日下午1时52分，地球发射的探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设此彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则下列关于“坦普尔一号”彗星的说法中，错误的是（

）A．它绕太阳运动的角速度不变B．它经过近日点时的线速度大于经过远日点时的线速度C．它经过近日点时的加速度大于经过远日点时的加速度D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，“神舟”飞船升空后，进入近地点为B，远地点为A的椭圆轨道I上飞行。飞行数圈后变轨．在过远地点A的圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动。飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后周期

（变短、不变或变长），机械能

（增加、减少或不变）。参考答案：变长

增加7.(选修模块3－5)（4分）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为

eV。现有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有

种。

参考答案：

答案：2.55（2分）6（2分）8.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P0=1.0×105Pa，活塞截面积为S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，则活塞静止时，气体的压强为

Pa；若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6×105J，同时气体通过气缸向外传热4.2×105J，则气体内能变化为

J。参考答案：1.2×10-5Pa；内能增加了1.8×105J9.某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况．数码相机每隔0.05s拍照一次，如图是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则：（所有计算结果保留两位小数）①图中t5时刻小球的速度v5=4.08m/s．②小球上升过程中的加速度a=10.04m/s2．③t6时刻后小球还能上升的高度h=0.64m．参考答案：考点：竖直上抛运动．分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出t5时刻小球的速度．根据匀变速直线运动在连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小球上升的加速度．根据速度位移公式求出t5时刻小球与最高点的距离，从而求出t6时刻后小球还能上升的高度．解答：解：①t5时刻小球的速度．②根据△x=aT2，运用逐差法得，=10.04m/s2．③t5时刻小球与最高点的距离：，则t6时刻后小球还能上升的高度：h=0.83﹣0.19=0.64m．故答案为：①4.08②10.04③0.64．点评：解决本题的关键是掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用．10.如图是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(选填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的．

参考答案：甲11.某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。(1)(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是

▲

．

A．该密闭气体分子间的作用力增大

B．该密闭气体组成的系统熵增加

C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

▲

；(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了

0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了

▲

J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度

▲

(填“升高”或“降低”)。参考答案：B0.3（2分）；降低12.一水泵的出水管口距离地面1.25m，且与地面平行，管口的横截面积大小为1×10-2m2。调节水泵使出水管喷水的流量达到4×10-2m3/s，忽略空气阻力，则水柱的水平射程为________m，空中水柱的总水量为________m3。（重力加速度g取10m/s2）参考答案：2，2′10-2

13.如图所示,MN表示两个等势面,一个负电荷在M面上的D点具有电势能为+2.4×10-3J,在N等势面上的F点具有的电势能为+0.8×10-3J,如果将这个负电荷从C点移到E点电场力做功是_________J。______等势面电势高;电场线AB的方向是_______指向__________参考答案：

(1).

(2).N

(3).B

(4).A由C移到E时，电场力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；

由M到N电场力做正功，由于移动的为负电荷，故说明M的电势低；N的电势高；

电场线高电势指向低电势，故由B指向A；【点睛】本题考查电场力做功与电势能的关系，要注意明确电场力做功一定等于电势能的改变量．负电荷在高电势处电势能要小；电场线总是由高电势指向低电势．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图7－12a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷＝106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过×10－5s后，电荷以v0＝1.5×104m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图7－12b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t＝0时刻)．求：图7－12(1)匀强电场的电场强度E的大小；(2)图b中t＝×10－5s时刻电荷与O点的水平距离；(3)如果在O点右方d＝68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80)参考答案：解析(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t1，有：v0＝at1，Eq＝ma，解得：E＝＝7.2×103N/C.(2)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径：r＝＝5cm，周期T1＝＝×10－5s，当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径：r2＝＝3cm，周期T2＝＝×10－5s，故电荷从t＝0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如下图所示．t＝×10－5s时刻电荷与O点的水平距离：Δd＝2(r1－r2)＝4cm.(3)电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期为：T＝×10－5s，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个，此时电荷沿MN运动的距离：s＝15Δd＝60cm，则最后8cm的距离如右图所示，有：r1＋r1cosα＝8cm，解得：cosα＝0.6，则α＝53°故电荷运动的总时间：t总＝t1＋15T＋T1－T1＝3.86×10－4s.答案(1)7.2×103N/C(2)4cm(3)3.86×10－4s17.如图所示.质量为m=10kg的物体在F=90N的平行于斜面向上的拉力作用下，从粗糙斜面的底消由静止开始沿斜面运动.斜面罔定不动.与水平地面的夹角θ=37°力F作用t1=8s后撤去.物体在斜面上继续上滑了t2=1s后,速度减为零。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)物体沿斜面上升过程中的总位移A(3)物块能否返回底端，若不能说明理由；若能.计算滑回底端时速度。

参考答案：【解析】（1）当拉力作用在物体上时受力情况答图6所示，设加速运动时的加速度大小为a1，末速度为v，撤去拉力后减速运动时的加速度大小为a2，则:N＝mgcosθ,F-f-mgsinθ＝ma1,f＝μN,f+mgsinθ＝ma2。（4分）由运动学规律可知v＝a1t1，v=a2t2，解