2022年山西省忻州市北城中學(xué)高三物理聯(lián)考試題含解析

2022年山西省忻州市北城中學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.兩個(gè)電荷量分別為q和－q的帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強(qiáng)磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，磁場寬度為d，兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，已知A、B連線與磁場邊界垂直，如圖所示，則（

） A．兩粒子的軌道半徑之比Ra∶Rb＝∶1 B．兩粒子的質(zhì)量之比ma∶mb＝1∶2 C．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電 D．兩粒子的速度之比va∶vb＝1∶2參考答案：B2.（單選）矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖（甲）所示。磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖（乙）所示。t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在0~4s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）可能是下列選項(xiàng)中的（

）參考答案：A3.鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r主要是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的設(shè)計(jì)行駛速率v有關(guān)。下列說法正確的是（

）A．v一定時(shí)，r越小則要求h越大

B．v一定時(shí)，r越大則要求h越大C．r一定時(shí)，v越小則要求h越大

D．r一定時(shí)，v越大則要求h越大參考答案：答案：AD4.帶有等量異種電荷的兩平行金屬板水平放置，a、b、c三個(gè)α粒子

（重力忽略不計(jì)）先后從同一點(diǎn)O垂直電場方向進(jìn)入電場，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中b恰好沿下極板的邊緣飛出電場。下列說法正確的是 A．b在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于a在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問 B．b在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于c在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 C．進(jìn)入電場時(shí)c的速度最大，a的速度最小 D．a(chǎn)打在負(fù)極板上時(shí)的速度與b飛離電場時(shí)的速度大小相等參考答案：Ca、b兩個(gè)粒子在電場中沿電場的方向上的位移相同，由h=at2可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間也相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．b和c在電場中沿電場的方向的位移不同，所以在電場中飛行的時(shí)間也就不同，由h=at2可知，c粒子在電場中飛行的時(shí)間最短，而在水平方向飛行的距離最大，所以c的速度最大，a、b兩粒子飛行時(shí)間相等，a的水平位移最小，所以a的速度最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C正確。由能量的轉(zhuǎn)化和守恒可知，三個(gè)粒子的動(dòng)能的增加即為電場力對(duì)粒子所做的功，三個(gè)粒子受到的電場力相同，在電場力的方向上，誰的位移大，電場力對(duì)誰做的功就大，所以對(duì)a、b兩粒子做的功相等，由于a、b兩粒子的初動(dòng)能不同，故飛離電場時(shí)a、b兩粒子的速度大小不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5.如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用表示．不計(jì)軌道電阻．以下敘述正確的是A.向右 B.向左 C.逐漸增大 D.逐漸減小參考答案：BCD試題分析：根據(jù)楞次定律（來拒去留），導(dǎo)體棒在M區(qū)和N區(qū)受安培力的方向都向左，B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知導(dǎo)體棒所受安培力大小，由于距離導(dǎo)線越近，磁場的磁感強(qiáng)度B越大，在M區(qū)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)過程中，磁感強(qiáng)度逐漸增大，安培力逐漸增大，在N區(qū)磁感強(qiáng)度逐漸減小，導(dǎo)至安培力也逐漸減小，C、D都正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是：①安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車．③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g鉤碼掛在拉線的掛鉤P上．④釋放小車，打開電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶．(1)（4分）在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條．經(jīng)測量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：①第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0cm.②打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出：拉力對(duì)小車做的功為________J，小車動(dòng)能的增量為________J.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(2)（4分）此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大．顯然，在實(shí)驗(yàn)探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是_________________

______________________

___

___。參考答案：(1)（4分）0.196、

0.100(2)（4分）①小車質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③操作錯(cuò)誤：先放小車后接通電源7.（實(shí)驗(yàn)）（2013?朝陽區(qū)一模）（2）某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，想出了很多方法．①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他使物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上．實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了物塊的運(yùn)動(dòng)，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=

（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使物塊A位于水平桌面的O點(diǎn)時(shí)，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復(fù)以上的操作，分別測出以下幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出s﹣h關(guān)系圖線．實(shí)驗(yàn)中測得A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，則根據(jù)s﹣h圖線計(jì)算出物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=

．參考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解：①、由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為T=0.1s，進(jìn)而由逐差法可得加速度為：物體受摩擦力作用而減速運(yùn)動(dòng)，可得：μMg=Ma解得：由于實(shí)際在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因素的真實(shí)值偏大．②、如圖：B下落至臨落地時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理有：在B落地后，A運(yùn)動(dòng)到Q，有：解得：A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，在s﹣h圖象上任取一組數(shù)據(jù)h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．8.在如圖所示的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為v0，則陰極材料的逸出功等于__________；現(xiàn)用頻率大于v0的光照射在陰極上，當(dāng)在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時(shí)，光電流恰好為零，則光電子的最大初動(dòng)能為_________；若入射光頻率為v(v>v0)，則光電子的最大初動(dòng)能為_________.參考答案：hv0，（2分）

eU，（2分）

（9.天然放射性元素放出的α、β、g三種射線的貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)各不相同，圖為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線。則③為_________射線，它的貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)；射線①的電離本領(lǐng)__________（選填“最強(qiáng)”或“最弱”）。參考答案：g，最強(qiáng)

10.27．在“用DIS研究回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）本實(shí)驗(yàn)中需要用到的傳感器是光電門傳感器和

傳感器．（2）讓小車以不同速度靠近螺線管，記錄下光電門擋光時(shí)間Δt內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E，改變速度多次實(shí)驗(yàn)，得到多組Δt與E，若以E為縱坐標(biāo)、

為橫坐標(biāo)作圖可以得到直線圖像．（3）記錄下小車某次勻速向左運(yùn)動(dòng)至最后撞上螺線管停止的全過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的變化關(guān)系，如圖所示，擋光時(shí)間Δt內(nèi)圖像所圍陰影部分面積為S，增加小車的速度再次實(shí)驗(yàn)得到的面積S’

S（選填“＞”、“＜”或“=”）．參考答案：（1）電壓

（2分）

（2）1/Δt

（2分）

（3）=

11.利用水滴下落可以測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｕ{(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一盤子，調(diào)節(jié)盤子的高度，使一個(gè)水滴碰到盤子時(shí)恰好有另一水滴從水龍頭開始下落，而空中還有兩個(gè)正在下落中的水滴。測出水龍頭到盤子間距離為，再用秒表測時(shí)間，以第一個(gè)水滴離開水龍頭開始計(jì)時(shí)，到第個(gè)水滴落在盤中，共用時(shí)間為，則重力加速度。參考答案：）12.如圖，電路中三個(gè)電阻Rl、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電源輸出功率為P0；當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電源輸出功率也為P0。則電源電動(dòng)勢(shì)為＿＿＿＿；當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電源的總功率為＿＿＿＿。參考答案：

0.3P0。當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電路中電流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電路中電流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。聯(lián)立解得：r=R/2，E=。當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電路中電流I3=E/(7R+r)=，電源的總功率為P=EI3=0.3P0。.13.下表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的UC和v的的幾組數(shù)據(jù)。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請(qǐng)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數(shù)據(jù)結(jié)合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn)，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點(diǎn)B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道末端D，并從D點(diǎn)拋出落回到原出發(fā)點(diǎn)A處．整個(gè)裝置處于電場強(qiáng)度為E=的水平向左的勻強(qiáng)電場中，小球落地后不反彈，運(yùn)動(dòng)過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點(diǎn)： 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；平拋運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)專題．分析： 小球在D點(diǎn)，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點(diǎn)的速度，小球離開D時(shí)，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)分解即可；對(duì)小球從A運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)D過程，由動(dòng)能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點(diǎn)，有：F合=解得：VD=從D點(diǎn)拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，以D為原點(diǎn)沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點(diǎn)坐標(biāo)為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點(diǎn)D點(diǎn)電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點(diǎn)評(píng)： 本題是動(dòng)能定理和向心力知識(shí)的綜合應(yīng)用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．15.圖所示摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái)，接著以4m/s水平速度離開平臺(tái)，落至地面時(shí)，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平.已知圓弧半徑為2m，人和車的總質(zhì)量為200kg，特技表演的全過程中，空氣阻力不計(jì).(計(jì)算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ.(3)若已知人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度為6m/s,求此時(shí)人和車對(duì)軌道的壓力.參考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【詳解】(1)車做的是平拋運(yùn)動(dòng)，很據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：豎直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托車落至A點(diǎn)時(shí)其豎直方向的分速度：到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度：設(shè)摩托車落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為，則：即，所以：(3)對(duì)摩托車受力分析可以知道，摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以有：

當(dāng)時(shí)，計(jì)算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車在最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為5600

N.答：(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度，圓弧對(duì)應(yīng)圓心角.(3)當(dāng)最低點(diǎn)O速度為6m/s，人和車對(duì)軌道的壓力5600

N.四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，A、B兩物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A的質(zhì)量為3kg，A以一定的初速度向右滑動(dòng)，與B發(fā)生碰撞，碰撞前A的速度變化如圖乙中圖線Ⅰ所示，碰后A、B的速度變化分別為如圖乙中圖線Ⅱ、Ⅲ所示，g取10m/s2，求；①A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和物體B的質(zhì)量；②分析該碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞．參考答案：解：①由圖乙知碰撞前A的加速度為：aA===﹣2m/s2由牛頓第二定律得：﹣μAmAg=mAaA，得：μA=0.2由圖乙得碰后A的速度vA=2m/s，B的速度vB=6m/s，碰撞前后A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

mAv1=mAvA+mBvB代入數(shù)據(jù)可得：mB=1kg②碰撞前AB的總動(dòng)能Ek1==24J碰撞后AB的總動(dòng)能Ek2=+=24J則Ek1=Ek2，故為彈性碰撞答：①A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2，物體B的質(zhì)量是1kg；②該碰撞是彈性碰撞．【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律；功能關(guān)系．【分析】①碰撞前A做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v﹣t圖象得到加速度，根據(jù)牛頓第二定律確定動(dòng)摩擦因數(shù)；由圖象得到碰撞前后兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，然后根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式求物體B的質(zhì)量；②分別求出碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能，再判斷碰撞的類型．17.1930年發(fā)現(xiàn)用釙放出的射線，其貫穿能力極強(qiáng)，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為vH=3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN=4.7×106m