湖南省長沙市五美中學(xué)高三物理聯(lián)考試題含解析

湖南省長沙市五美中學(xué)高三物理聯(lián)考試題含解析一、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.以下說法正確的是

A．當(dāng)兩個分子間的距離為r0(平衡位置)時，分子勢能最小B．布朗運動反映了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運動C．一滴油酸酒精溶液體積為V，在水面上形成的單分子油膜面積為S，則油酸分子的直徑D．溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)參考答案：AD21、如圖所示，輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體，A放在水平地面上，B的上端通過細線掛在天花板上；已知A的重力為8N，B的重力為6N，彈簧的彈力為4N．則地面受到的壓力大小和細線受到的拉力大小可能是（

）A．18N和10N

B．4N和10N

C．12N和2N

D．14N和2N參考答案：BC3.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與材料科學(xué)、能源的開發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)于材料、能源的說法正確的是

。A、化石能源為清潔能源

B、納米材料的粒度在10-100μm之間C、半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間D、液晶既有液體的流動性，又有光學(xué)性質(zhì)的各向同性參考答案：D

4.（單選）如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線框cdef組成的“10"圖案在勻強磁場中一起向右勻速平動，勻強磁場的方向垂直線框平面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大，則下列說法正確的是（

） A．導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢高，電勢差Uab在逐漸增大 B．導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢低，電勢差Uab在逐漸增大 C．線框中cdef有順時針方向的電流，電流大小在逐漸增大 D．線框中cdef有逆時針方向的電流，電流大小在逐漸增大參考答案：A5.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（

）它們運行的線速度小于第一宇宙速度

B.它們的向心加速度等于地面重力加速度C.它們位于5個不同的獨立軌道上

D.它們中的一顆可能經(jīng)過天津的正上方參考答案：A第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v=可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A正確．由可知同步衛(wèi)星的向心加速度，而地面重力加速度，故B錯誤。若衛(wèi)星在除赤道所在平面外的任意點實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的．同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，根據(jù)F=G=mω2（R+h），因為ω一定，所以h必須固定，即同步衛(wèi)星的高度是一個確定的值，故同步衛(wèi)星必定在赤道上空某一特定高度的軌道上運行，選項CD錯誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為“驗證牛頓第二定律”，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：A．實驗裝置如圖甲所示，一端系在滑塊上的輕質(zhì)細繩通過轉(zhuǎn)軸光滑的輕質(zhì)滑輪，另一端掛一質(zhì)量為m＝0.5kg的鉤碼，用墊塊將長木板的有定滑輪的一端墊起．調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；B．保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，接好紙帶，接通打點計時器的電源，然后讓滑塊沿長木板滑下，打點計時器打下的紙帶如圖乙所示．請回答下列問題：(1)圖乙中紙帶的哪端與滑塊相連_______________________________________________________________________．(2)圖乙中相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個打點未畫出，打點計時器接頻率為50Hz的交流電源，根據(jù)圖乙求出滑塊的加速度a＝________m/s2.(3)不計紙帶與打點計時器間的阻力，滑塊的質(zhì)量M＝________kg.(g取9.8m/s2)參考答案：(1)取下細繩和鉤碼后，滑塊加速下滑，隨著速度的增加點間距離逐漸加大，故紙帶的右端與滑塊相連．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)勻速下滑時滑塊所受合外力為零，撤去鉤碼滑塊所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.7.（6分）如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=

。

參考答案：，解析：本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計算等知識。電動勢的最大值，電動勢的有效值，電流的有效值；8.在真空的直角坐標(biāo)系中，有兩條互相絕緣且垂直的長直導(dǎo)線分別與x、y軸重合，電流方向如圖所示．已知真空中距無限長通電直導(dǎo)線距離為r處的磁感應(yīng)強度B=，k=2×10-7T·m/A．若I1=4.0A，I2=3.0A．則：在xOz平面內(nèi)距原點r=10.0cm的各點中，

處磁感應(yīng)強度最小，最小值為

．

參考答案：

答案：(0，10cm)和(0，－10cm)，1.0×10-5T9.如圖甲，水平面內(nèi)的三個質(zhì)點分別位于直角三角形ABC的三個頂點上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0時刻A、B同時開始振動，此后形成的波動圖象均如圖乙，所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播，在t=4s時C點開始振動。則該機械波的傳播速度大小為_________；兩列波相遇后，C點振動_________（填“加強”或“減弱”）。該列波的波長是______m，周期是______s。參考答案：（1）1m／s

減弱

2m

2s

10.某同學(xué)用如圖所示裝置來驗證機械能守恒定律．將單擺用磁鐵懸掛在鐵質(zhì)黑板上的O點，在O點下方將穿在圓環(huán)狀磁鐵的細鐵釘同樣吸在黑板上的P點，同時在黑板上用粉筆畫一條水平線MN，將細線拉直，讓非磁性擺球從MN上的A點由靜止釋放．當(dāng)其擺至另一側(cè)最高點時，觀察其位置是否在水平線上，從而驗證擺球在此過程中在誤差范圍內(nèi)機械能是否守恒．（1）為進行多次實驗驗證，該同學(xué)通過調(diào)整

，然后再次重復(fù)實驗．（2）在實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點時位置總比水平線MN略低，造成該結(jié)果的原因是

（寫出一條即可）．參考答案：（1）P點的高度；（2）運動過程中受到摩擦阻力．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】小球釋放后，只有重力做功，機械能守恒，當(dāng)碰到釘子后，機械能仍守恒，為多次實驗驗證，則可改變P點的高度；小球在擺動過程中，因存在摩擦阻力，則擺至右側(cè)最高點時位置總比水平線MN略低．【解答】解：（1）由題意可知，由于小球釋放后，只有重力做功，機械能守恒，因此只要小球另一側(cè)最高點在同一水平線即可，為了多次進行實驗驗證，可通過調(diào)整P點的高度，再次重復(fù)實驗；（2）在實驗中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球擺至右側(cè)最高點時位置總比水平線MN略低，造成該結(jié)果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案為：（1）P點的高度；（2）運動過程中受到摩擦阻力．11.(3-4模塊)(3分)一列向右傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示。波速大小為0.6m/s，P質(zhì)點的橫坐標(biāo)x=0.96m。波源O點剛開始振動時的振動方向__▲___(填“y軸正方向”或“y軸負方向”)，波的周期為___▲___s。從圖中狀態(tài)為開始時刻，質(zhì)點P經(jīng)過__▲__s時間第二次達到波峰。參考答案：答案：y的負方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)12.描述簡諧運動特征的公式是x＝．自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下。若不考慮空氣阻力及在地面反彈時的能量損失，此運動(填“是”或“不是”)簡諧運動．參考答案：x=Asinωt

不是簡諧運動的位移隨時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，其運動表達式為：x=Asinωt，籃球的運動位移隨時間的變化不遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，所以不是簡諧運動。13.如圖所示，是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則大齒輪邊緣的線速度為

，自行車前進的速度為

。參考答案：

，

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.“水立方”國家游泳中心是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長50m、寬25m、水深3m．設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個解：游泳池中水的質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質(zhì)的量為；所含的水分子數(shù)為個15.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認為相等，所以正確。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（06年全國卷Ⅱ）（19分）一質(zhì)量為m＝40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t＝0時刻由靜止開始上升，在0到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖所示。試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。

參考答案：解析：由圖可知，在t＝0到t1＝2s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)大于mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運動。設(shè)在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為f1，電梯及小孩的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律，得：

f1－mg＝ma1

①

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h1＝

②

在t1到t＝t2＝5s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)等于mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運動，速度為t1時刻的電梯的速度，即

v1＝a1t1

③

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h1＝v1t2

④

在t2到t＝t3＝6s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)小于mg，故電梯應(yīng)做減速上升運動。設(shè)這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為f2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律，得：mg－f2＝ma2

⑤

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h3＝

⑥

電梯上升的總高度

h＝h1＋h2+h3

⑦

由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得

h＝9m

⑧17.(10分)我國在2010年實現(xiàn)探月計劃—“嫦娥工程”。同學(xué)們也對月球有了更多的關(guān)注。⑴若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運動的周期為T，月球繞地球的運動近似看做勻速圓周運動，試求出月球繞地球運動的軌道半徑；⑵若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t小球落回拋出點．已知月球半徑為r，萬有引力常量為G，試求出月球的質(zhì)量M月．參考答案：解析：⑴根據(jù)萬有引力定律和向心力公式：

G

（1）

（2分）

mg=G

（2）

（2分）

解（1）（2）得：r=

（3）

（1分）

⑵設(shè)月球表面處的重力加速度為g月，根據(jù)題意：

V0=g月t/2

（4）

（2分）

g月=GM月/r2

（5）

（2分）

解（4）（5）得：M月=2v0r2/Gt

（6）

（1分）

18.如圖甲所示，固定的光滑半圓軌道的直徑PQ沿豎直方向，其半徑R的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)，軌道上裝有壓力傳感器，其位置N始終與圓心O等高。質(zhì)量M=1kg、長度L=3m的小車靜置在光滑水平地面上，小車上表面與P點等高，小車右端與P點的距離s=2m。一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以v0=6m/s的水平初速度從左端滑上小車，當(dāng)小車與墻壁碰撞后小車立即停止運動。在R取不同值時，壓力傳感器讀數(shù)F與的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ=0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小滑塊到達P點時的速度v1；（2）圖乙中a和b的值；（3）在＞3.125m-1的情況下，小滑塊落在小車上的位置與小車左端的最小距離xmin。參考答案：（1）小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運動，小車將做勻加速直線運動，設(shè)小滑塊加速度大小為a1，小車加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：對滑塊有

μmg=ma1

①

對小車有

μmg=Ma2

②

設(shè)小車與滑塊經(jīng)歷時間t后速度相等，則有v0－a1t=a2t

③

滑塊的位移

s1=v0t－a1t2

④

小車的位移

s2=a2t2

⑤

代入數(shù)據(jù)解得

s1=5m

s2=2m

由于s2=s，L=s1－s2，說明小車與墻壁碰撞時小滑塊恰好到達小車右端，即小滑塊到達P點的速度v1==4m/s

另解：設(shè)小滑塊與小車共速的速度為v，相對位移為L0，則由動量守恒定律得mv0=(M+m)v解得v=4m/s