2021年河南省南陽市蒲山中學(xué)高三物理聯(lián)考試卷含解析

2021年河南省南陽市蒲山中學(xué)高三物理聯(lián)考試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖，兩個半徑不同而內(nèi)壁光滑的半圓軌道固定于地面，一個小球（可以視為質(zhì)點）先后從與球心在同一水平高度的A、B兩點由靜止開始自由下滑，通過軌道最低點時（）A．小球?qū)壍赖膲毫ο嗤珺．小球?qū)绍壍赖膲毫Σ煌珻．此時小球的向心加速度不相等D．此時小球的機械能相等參考答案：AD【考點】機械能守恒定律．【分析】小球從與球心在同一水平高度的A、B兩點由靜止開始自由下滑過程中，受到重力和支持力作用，但只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律可求出小球到最低點的速度，然后由向心加速度公式求向心加速度，由牛頓第二定律求出支持力，進而來比較向心加速度大小和壓力大?。窘獯稹拷猓篈、設(shè)半圓軌道的半徑為r，小球到最低點的速度為v，由機械能守恒定律得：mgr=mv2，小球的向心加速度an=，聯(lián)立兩式解得：an=2g，與半徑無關(guān)，因此此時小球的向心加速度相等，故A正確，C錯誤．B、在最低點，由牛頓第二定律得：FN﹣mg=m，聯(lián)立解得；FN=3mg，即壓力為3mg，也與半徑無關(guān)，所以小球?qū)壍赖膲毫ο嗤蔅錯誤；D、因機械能守恒，故兩小球在最高點的機械能均等于開始下落時的重力勢能，故機械能相同，故D正確．故選：AD．2.(雙選)一條東西方向的平直公路邊上有兩塊路牌A、B，A在西，B在東，一輛勻速行駛的汽車自東向西經(jīng)過路牌B時，一只小鳥恰自A路牌向B勻速飛去，小鳥飛到汽車正上方立即折返，以原速率飛回A，過一段時間后，汽車也行駛到A。以向東為正方向，它們的位移一時間圖像如圖所示，圖中t2＝2t1，由圖可知

A．小鳥的速率是汽車速率的2倍

B．相遇時小鳥與汽車位移的大小之比是3∶1

C．小鳥飛行的總路程是汽車的1．5倍

D．小鳥和汽車在0～t2時間內(nèi)位移相等參考答案：BC3.某機器內(nèi)有兩個圍繞各自固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B，A盤上固定一個信號發(fā)射裝置P，能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28cm。B盤上固定一個帶窗口的紅外線信號接收裝置Q，Q到圓心的距離為16cm。P、Q轉(zhuǎn)動的線速度均為4πm/s。當(dāng)P、Q正對時，P發(fā)出的紅外線恰好進入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時間就能接收到紅外線信號，這個時間的最小值為（

）（A）0.42s

（B）0.56s

（C）0.70s

（D）0.84s參考答案：B4.下列說法中正確的是（）A．盧瑟福依據(jù)大多數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B．處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射光子的頻率一定不大于入射光子的頻率C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能因為這束光的強度太小D．鈾（U）經(jīng)過多次αβ衰變形成穩(wěn)定的鉛Pb的過程中，有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子E．兩個質(zhì)量較輕的原子核聚變形成一個中等質(zhì)量的原子核要發(fā)生質(zhì)量虧損參考答案：BDE【考點】光電效應(yīng)；氫原子的能級公式和躍遷；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)．【分析】盧瑟福的α粒子的散射實驗，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)；根據(jù)躍遷時，能量的變化，確定光子是釋放還是吸收；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的頻率太?。桓鶕?jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷衰變的種類及次數(shù)；兩個質(zhì)量較輕的原子核聚變成一個中等質(zhì)量的原子核必然釋放核能．【解答】解：A、盧瑟福的α粒子的散射實驗，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)．故A錯誤；B、處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射光子的頻率一定不大于入射光子的頻率．故B正確；C、一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明光子的能量太小，因為該束光的頻率太小，與光的強度無關(guān)，故C錯誤；D、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知：238﹣206=4×8，發(fā)生8次α衰變；92=82+2×8﹣6，發(fā)生6次β衰變，β衰變的實質(zhì)即為中子轉(zhuǎn)化為中子同時釋放電子．故D正確；E、由于中等質(zhì)量的原子核的比結(jié)合能最大，所以兩個質(zhì)量較輕的原子核聚變成一個中等質(zhì)量的原子核必然釋放核能．故E正確；故選：BDE．5.位于同一水平面上的兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌，放置在斜向左上方、與水平成60°角、足夠大的勻強磁場中，現(xiàn)給出這一裝置的側(cè)視圖，一根通有恒定電流的金屬棒正在導(dǎo)軌上向右做勻速運動，在勻強磁場沿順時針緩慢轉(zhuǎn)過30°角的過程中，金屬棒始終保持勻速運動，則磁感應(yīng)強度B的大小變化可能是：A．始終變大

B．始終變小

C．先變大后變小

D．先變小后變大參考答案：

答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動，可以明顯的看出滑動的痕跡，即常說的剎車線，由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù)。若汽車剎車后以5m/s2的加速度運動，剎車線長10m，則可知汽車在緊急剎車前的速度的大小是

m/s。參考答案：7.（多選題）如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，兩完全相同的導(dǎo)體棒①、②緊靠導(dǎo)軌置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處，磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放①，當(dāng)①恰好進入磁場時由靜止釋放②。已知①進入磁場即開始做勻速直線運動，①、②兩棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。則下列表示①、②兩棒的加速度a和動能Ek隨各自位移x變化的圖像中可能正確的是參考答案：AD【知識點】牛頓運動定律、牛頓定律的應(yīng)用楞次定律【試題解析】①棒在未進入磁場前做自由落體運動，加速度為重力加速度，①棒進入磁場后，②棒開始做自由落體運動，在②棒進入磁場前的這段時間內(nèi)，①棒運動了2h，此過程①棒做勻速運動，加速度為零；②棒進入磁場后①、②棒均以相同速度切割磁感線，回路中沒有感應(yīng)電流，它們均只受重力直至①棒出磁場；而且c棒出磁場后不再受安培力，也只受重力，故A正確，B錯；②棒自開始下落到2h的過程中，只受重力，機械能守恒，動能與位移的關(guān)系是線性的；在①棒出磁場后，②棒切割磁感線且受到比重力大的安培力，完成在磁場余下的2h的位移動能減小，安培力也減??；合力也減小；在Ek圖像中的變化趨勢越來越慢；②棒出磁場后只受重力，機械能守恒,Ek圖像中的關(guān)系又是線性的，且斜率與最初相同，D正確，C錯誤。8.用實驗探究單擺的周期與擺長的關(guān)系，為使單擺周期的測量值更精確，測量n次全振動的時間t，n應(yīng)適當(dāng)

(選填"大"或"小")些；改變擺線長，測量多組擺長l和相應(yīng)的振動周期T的數(shù)據(jù)，用圖象處理數(shù)據(jù).要得到線性圖象，應(yīng)選用

(選填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")圖象.參考答案：9.氣墊導(dǎo)軌工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，故滑塊運動時受到的阻力大大減小，可以忽略不計。為了探究做功與物體動能之間的關(guān)系，在氣墊導(dǎo)軌上放置一帶有遮光片的滑塊，滑塊的一端與輕彈簧相接，彈簧另一端固定在氣墊導(dǎo)軌的一端，將一光電門P固定在氣墊導(dǎo)軌底座上適當(dāng)位置（如圖所示），使彈簧處于自然狀態(tài)時，滑塊上的遮光片剛好位于光電門的擋光位置，與光電門相連的光電計時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間。實驗步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；②在氣墊導(dǎo)軌上適當(dāng)位置標(biāo)記一點A（圖中未標(biāo)出，AP間距離遠(yuǎn)大于d），將滑塊從A點由靜止釋放．由光電計時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t；③利用所測數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過光電門時的速度v；④更換勁度系數(shù)不同而自然長度相同的彈簧重復(fù)實驗步驟②③，記錄彈簧勁度系數(shù)及相應(yīng)的速度v，如下表所示：彈簧勁度系數(shù)k2k3k4k5k6kv（m/s）0.711.001.221.411.581.73v2（m2/s2）0.501.001.491.992.492.99v3（m3/s3）0.361.001.822.803.945.18（1）測量遮光片的寬度時游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖所示，讀得d=

m；（2）用測量的物理量表示遮光片通過光電門時滑塊的速度的表達式v=

；（3）已知滑塊從A點運動到光電門P處的過程中，彈簧對滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比，根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，可得出彈簧對滑塊做的功W與滑塊通過光電門時的速度v的關(guān)系是

。參考答案：（1）1.62×10-2

（2）d/t

(3)W與v2成正比10.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運動的知識后，設(shè)計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計算踏腳板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度。經(jīng)過騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)：在時間t內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度= ;要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理量有

；自行車騎行速度的計算公式v=

。參考答案：；牙盤的齒輪數(shù)m、飛輪的齒輪數(shù)n、自行車后輪的半徑R(牙盤的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R；解析：依據(jù)角速度的定義是；要求自行車的騎行速度，還要知道自行車后輪的半徑R，牙盤的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R;由，又，而，以上各式聯(lián)立解得。11.某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗。圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點時的速度為

m/s,小車的加速度大小為

m/s2。（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字）②在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時，某同學(xué)都按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進行了標(biāo)注，但尚未完成圖象（如下圖所示）。請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象。③在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖（c），該圖線不通過坐標(biāo)原點，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因。答：

。

參考答案：①1.6（2分）3.2（3分）②如圖（2分）③實驗前未平衡摩擦力（2分）12.如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，（直線與橫軸的交點坐標(biāo)4.27，與縱軸交點坐標(biāo)0.5）。由圖可知普朗克常量為___________Js，金屬的極限頻率為

Hz（均保留兩位有效數(shù)字）參考答案：13.A，B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動（如圖），在相同的時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4:3,運動方向改變的角度之比是3:2，則它們（

）A.線速度大小之比為3:4B.角速度大小之比為3:4C.圓周運動的半徑之比為8:9D.向心加速度大小之比為1:2參考答案：C【詳解】A.線速度，A、B通過的路程之比為4：3，時間相等，則線速度之比為4：3，故A錯誤。B.角速度，運動方向改變的角度等于圓周運動轉(zhuǎn)過的角度，A、B轉(zhuǎn)過的角度之比為3：2，時間相等，則角速度大小之比為3：2，故B錯誤。C.根據(jù)v=rω得，圓周運動的半徑線速度之比為4：3，角速度之比為3：2，則圓周運動的半徑之比為8：9，故C正確。D..根據(jù)a=vω得，線速度之比為4：3，角速度之比為3：2，則向心加速度之比為2：1，故D錯誤。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（1）在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，有下列器材：干電池：電動勢約為1.5V，符號

；電壓表：量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ，符號

；電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω，符號

；電流表：量程1mA，內(nèi)阻約為50Ω，符號

；滑動變阻器：最大阻值為20Ω，符號

；單刀單擲開關(guān)一個，符號

；導(dǎo)線若干。請選擇合適的器材，用元件符號畫出實驗電路圖。

（2）某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出了U－Ｉ圖像如圖所示，則干電池的電動勢為

V，內(nèi)阻為

Ω。（小數(shù)點后保留2位數(shù)字）（3）在實驗前，為了講解實驗數(shù)據(jù)處理方法的需要，教師給出了一組實驗數(shù)據(jù)如表格所示。序號項目12345U/V1.401.301.201.101.00I/A0.100.200.300.400.50

實驗結(jié)束后，某學(xué)生作出的U－Ｉ圖像如圖所示，請你判斷該學(xué)生在實驗過程中可能存在的問題，并說出理由。參考答案：15.某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗如圖1所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時（每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致），每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進行計算．（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和

（填“交流”或“直流”）電源．（2）實驗中可使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，則下面操作正確的是

．A．放開小車，能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是

．A．橡皮筋處于原長狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線（4）如圖2紙帶中，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的

部分進行測量．參考答案：（1）交流；（2）D；（3）B；（4）GJ．【考點】探究功與速度變化的關(guān)系．【分析】（1）實驗需要使用打點計時器，打點計時器使用交流電源．（2）實驗前應(yīng)平衡摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高使拖著紙帶的小車在木板上做勻速直線運動．（3）小車所受合外力為零時受到最大，根據(jù)題意分析判斷橡皮筋的狀態(tài)．（4）應(yīng)選用橡皮筋做功完畢小車做勻速直線運動時對應(yīng)的紙帶部分．【解答】解：（1）打點計時器需要使用交流電源．（2）實驗前需要配合摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高，放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確，故選D．（3）小車所受合力為零時速度最大，木板水平放置，沒有平衡摩擦力，小車受到橡皮筋拉力與摩擦力作用，當(dāng)小車受到最大即合力為零時橡皮筋的拉力等于摩擦力，此時橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車還沒有運動到兩鐵釘連線處，故ACD錯誤，B正確，故選B．（4）橡皮筋做功完畢時小車做勻速直線運動，此時紙帶上相鄰點間距相等，由圖示紙帶可知，應(yīng)選用紙帶的GJ部分進行測量．故答案為：（1）交流；（2）D；（3）B；（4）GJ．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示,兩平行金厲板A,B的板長L

=0.2m，板間距d=0.2m。兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強電場，忽略其邊緣效應(yīng)。在金屬板上側(cè)有方向垂直于紙面向里的勻強磁場，其上下寬度D=0.4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1x1O-2T。在極板下側(cè)中點O處有一粒子源,從t=0時起不斷地沿著00'發(fā)射比荷=1x108C/kg、初速度v0=2x105m/s的帶正電粒子。忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時極板間的電壓變化。sin30=0.5,sin37=0.6，sin45=。(1)求粒子進入磁場時的最大速率(2)

對于在磁場