山西省忻州市段家寨中學高三物理聯考試題含解析

山西省忻州市段家寨中學高三物理聯考試題含解析一、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.不計重力的帶電粒子以某一速度垂直射入勻強磁場，磁場的磁感應強度大小是隨時間變化的。粒子的運動軌跡如圖所示，不計由于磁場變化產生的電場對粒子的影響。以下說法正確的是

A．磁感應強度變小，粒子的速率變大B．磁感應強度變小，粒子的速率不變C．磁感應強度變大，粒子的速率變大D．磁感應強度變大，粒子的速率不變參考答案：

答案：B2.如圖所示,光滑的水平導軌上套有一質量為1kg、可沿桿自由滑動的滑塊,滑塊下方通過一根長為1m的輕繩懸掛著質量為0.99kg的木塊.開始時滑塊和木塊均靜止,現有質量為10g的子彈以500m/s的水平速度擊中木塊并留在其中(作用時間極短),取重力加速g=10m/s2.下列說法正確的是A.子彈和木塊擺到最高點時速度為零B.滑塊的最大速度為2.5m/sC.子彈和木塊擺起的最大高度為0.625mD.當子彈和木塊擺起高度為0.4m時,滑塊的速度為1m/s參考答案：C【詳解】A項：設子彈質量為m0，木塊質量為m1，滑塊質量為m2，由子彈、木塊、滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，故當子彈和木塊擺到最高點時三者具有相同的速度，且速度方向水平，A項錯誤；B項：；只要輕繩與桿之間的夾角為銳角，輕繩拉力對滑塊做正功，滑塊就會加速，所以當輕繩再次豎直時滑塊速度最大，設此時滑塊速度為vm，子彈和木塊速度為v＇，則由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)v＇+m2vm，解得vm=0，或vm=5m/s，即滑塊的最大速度為5m/s，B項錯誤；C項：當子彈和木塊擺到最高點時三者具有相同的速度v，由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1+m2)v，解得v=2.5m/s，由子彈進入木塊后系統(tǒng)機械能守恒可得，解得h=0.625m，C項正確；D項：當子彈和木塊擺起高度為0.4m時，由系統(tǒng)水平方向動量守恒定律可得m0v0=(m0+m1)v1=(m0+m1)vx+m2v3，得vx=4m/s，而此時木塊和子彈豎直方向速度一定不為零，故由子彈進入木塊后系統(tǒng)機械能守恒可得，解得h<0.4m，D項錯誤。故選：C。3.（多選題）如圖甲所示，正六邊形導線框abcdef放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示．t=0時刻，磁感應強度B的方向垂直紙面向里，設產生的感應電流順時針方向為正、豎直邊cd所受安培力的方向水平向左為正．則下面關于感應電流i和cd所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是（）A． B．C． D．參考答案：AC【考點】法拉第電磁感應定律；安培力．【專題】壓軸題；電磁感應中的力學問題．【分析】根據法拉第電磁感應定律求出各段時間內的感應電動勢和感應電流的大小，根據楞次定律判斷出感應電流的方向，通過安培力大小公式求出安培力的大小以及通過左手定則判斷安培力的方向．【解答】解：A、0～2s內，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，根據楞次定律，感應電流的方向為順時針方向，為正值．根據法拉第電磁感應定律，E==B0S為定值，則感應電流為定值，．在2～3s內，磁感應強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據楞次定律，感應電流方向為順時針方向，為正值，大小與0～2s內相同．在3～4s內，磁感應強度垂直紙面向外，且逐漸減小，根據楞次定律，感應電流方向為逆時針方向，為負值，大小與0～2s內相同．在4～6s內，磁感應強度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，根據楞次定律，感應電流方向為逆時針方向，為負值，大小與0～2s內相同．故A正確，B錯誤．

C、在0～2s內，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，電流恒定不變，根據FA=BIL，則安培力逐漸減小，cd邊所受安培力方向向右，為負值．0時刻安培力大小為F=2B0I0L．在2s～3s內，磁感應強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據FA=BIL，則安培力逐漸增大，cd邊所受安培力方向向左，為正值，3s末安培力大小為B0I0L．在2～3s內，磁感應強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受安培力方向向右，為負值，第4s初的安培力大小為B0I0L．在4～6s內，磁感應強度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正確，D錯誤．故選AC．4.如圖所示為一空腔導體周圍的電場線分布．電場方向如圖

箭頭所示，M、N、P、Q是以O為圓心的一個圈周上的四點．其中M、N在一條直線電場線上，P、Q在一條曲線電場線上，下列說法正確的有（

）

A.M點的電場強度比N點的電場強度大

B.P點的電勢比Q點的電勢高

C.M、O間的電勢差大于O、N間的電勢差

D.一負電荷在P點的電勢能大于在Q點的電勢能參考答案：B5.如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側用細繩固系于墻壁。開始時a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細繩均有拉力，a所受摩擦力Fa≠0，b所受摩擦力Fb=0，現將右側細繩剪斷，a、b均靜止，則剪斷后

A．Fa大小不變

B．Fa方向改變

C．Fb仍然為零

D．Fb≠0,方向向右參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示。介質中x=3m處的質點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為cm。則此波沿x軸

▲

(選填“正”或“負”)方向傳播，傳播速度為▲

m/s。參考答案：

負（2分）

10m/s

(2分)7.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。某顆中軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，軌道離地面的高度是地球半徑的3倍。則該衛(wèi)星做圓周運動的向心加速度大小為__________；線速度大小為___________；周期為____________。參考答案：8.(4分)如圖所示，放置在水平地面上的支架質量為M，一長為L的細線連接一小球后另一端固定在支架頂端的前面，現將細線拉至水平后無初速釋放小球，小球將來回擺動，且此過程支架始終不動，則小球在最低位置時，支架對地面的壓力大小為

。參考答案：

答案：(M+3m)g

9.在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h.參考答案：

（2）由和得由愛因斯坦質能方程和得10.如圖所示的實線和虛線分別表示同一個單擺在A、B兩個星球半徑大小相同的星球表面上的振動圖象，其中實線是A星球上的，虛線是B星球上的，那么兩個星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。參考答案：4：111.在真空中兩個帶等量異種的點電荷，電量均為2×10-8C，相距20cm，則它們之間的相互作用力為_________________N。在兩者連線的中點處，電場強度大小為_________________N/C。參考答案：F，

F/C

12.（4分）一根電阻絲接入100V的恒定電流電路中，在1min內產生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦交變電流的電路中，在2min內產生的熱量也為Q，則該交流電壓的峰值是

。

參考答案：

答案：100V13.如圖所示，同一平面內有兩根互相平行的長直導線甲和乙，通有大小均為I且方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，其連線與導線垂直，a、b到兩導線中點O的連線長度和甲乙間距離均相等．已知直線電流I產生的磁場中磁感應強度的分布規(guī)律是（K為比例系數，為某點到直導線的距離），現測得O點磁感應強度的大小為，則a點的磁感應強度大小為，乙導線單位長度受到的安培力的大小為N．參考答案：;

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數，某同學用鐵架臺將長板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計時器、米尺、鐵架臺等，在長木板上標出A、B兩點，B點處放置光電門（圖中未畫出），用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間，該同學進行了如下實驗：（1）用游標尺測量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測量長木板上A、B兩點間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經過光電門時的檔光時間為△t=2.50×10-3s，算出木塊經B點時的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測量和算出的物理量可以得出木塊與長木板間的動摩擦因數的表達式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）試題分析：(1)游標卡尺的讀數是主尺讀數加上游標讀數；(2)擋光片通過光電門的時間很短，因此可以用其通過的平均速度來代替瞬時速度；(3)根據牛頓運動定律寫出表達式，求動摩擦因數的大小。解：(1)主尺讀數是2mm，游標讀數是，則窄片K的寬度；(2)木塊經B點時的速度(3)對木塊受力分析，根據牛頓運動定律有：據運動學公式有其中、聯立解得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，固定點O上系一長l=0．6m的細繩，細繩的下端系一質量m=1．0kg的小球（可視為質點），原來處于靜止狀態(tài)，球與平臺的B點接觸但對平臺無壓力，平臺高h=0．80m，一質量M=2．0kg的物塊開始靜止在平臺上的P點，現對M施予一水平向右的瞬時沖量，物塊M沿粗糙平臺自左向右運動到平臺邊緣B處與小球m發(fā)生正碰，碰后小球m在繩的約束下做圓周運動，經最高點A時，繩上的拉力恰好等于擺球的重力，而M落在水平地面上的C點，其水平位移s=1．2m，不計空氣阻力．g=10m/s2．求：

（1）質量為M物塊落地時速度大小？（2）若平臺表面與物塊間動摩擦因數，物塊M與小球初始距離s1=1．3m，物塊M在P處所受水平向右的瞬時沖量大小為多少？參考答案：1）碰后物塊M做平拋運動，…………①（1分）…………②（1分）…………③（2分）…………④（1分）物塊落地速度大小…………⑤（2分）（2）物塊與小球在B處碰撞…………⑥（2分）碰后小球從B處運動到最高點A過程中，…………⑦（2分）小球在最高點…………⑧（2分）由⑦⑧解得…………⑨（1分）由③⑥⑨得…………⑩（1分）物塊M從P運動到B處過程中，…………⑾（2分）…………⑿（1分）（1分）17.（8分）在光滑的水平面上，質量為m1的小球A以速率v0向右運動。在小球的前方O點處有一質量為m2的小球B處于靜止狀態(tài)，如圖所示。小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A、B均向右運動。小球B被在Q點處的墻壁彈回后與小球A在P點相遇，PQ＝1.5PO。假設小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性的，求兩小球質量之比。參考答案：解析：從兩小球碰撞后到它們再次相遇，小球A和B的速度大小保持不變，根據它們通過的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比為4∶1

兩球碰撞過程有：

解得：18.光電效應和康普頓效應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還具有動量。由狹義相對論可知，一定的質量m與一定的能量E相對應：，其中c為真空中光速。（1）已知某單色光的頻率為ν，波長為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量。試借用質子、電子等粒子動量的定義：動量=質量×速度，推導該單色光光子的動量。（2）光照射到物體表面時，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產生壓強，這就是“光壓”，用I表示。

一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S。當該激光束垂直照射到某物體表面時，假設光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達式。（3）設想利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外，這就需要為探測器制作一個很大的光帆，以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力，不考慮行星對探測器的引力。一個質量為m的探測器，正在朝遠離太陽的方向運動。已知引力常量為G