2022年湖北省武漢市一中分校高三物理聯(lián)考試題含解析

2022年湖北省武漢市一中分校高三物理聯(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.如圖所示的裝置中，增加B的重力，A仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則正確的是

A．懸掛滑輪的軸對滑輪的作用力一定增大

B．繩子對A的拉力一定增大

C．地面對A物體的摩擦力可能減少

D．A物體對地面的壓力增大參考答案：AB2.（多選）如圖所示，實(shí)線為勻強(qiáng)電場的電場線，虛線為某—帶電粒子在電場中僅受電場力從a點(diǎn)到b點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，下列說法正確的是A.該粒子帶正電B.b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)高C.該粒子在b點(diǎn)的電勢能比在a點(diǎn)時(shí)大D．垃粒子在b點(diǎn)的速度比在a點(diǎn)時(shí)大參考答案：AD3.(多選)關(guān)于原子和原子核，下列說法中正確的是

A、電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到原子核是可以再分的

B、盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)為原子的核式結(jié)構(gòu)模型提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)

C、波爾的氫原子結(jié)構(gòu)模型是建立在幾個(gè)量子化假設(shè)和經(jīng)典物理觀點(diǎn)基礎(chǔ)之上的模型

D、天然放射線中的射線是高速電子流，是原子的核外電子受到激發(fā)后放出的

E、比結(jié)合能的大小可以表明原子核的穩(wěn)定程度，其值越大原子核越穩(wěn)定參考答案：BCE4.導(dǎo)熱汽缸放在光滑水平面上，內(nèi)封一定質(zhì)量的理想氣體，周圍環(huán)境溫度恒定，活塞與缸內(nèi)壁接觸緊密且無摩擦，開始活塞與缸底間有輕質(zhì)彈簧相連，并且在外界壓力作用下彈簧處于壓縮狀態(tài)，汽缸質(zhì)量為M，活塞質(zhì)量為m，當(dāng)把外力撤去的短時(shí)間內(nèi)(

)A．氣體吸熱但內(nèi)能不變

B．氣體對外做功且內(nèi)能減小C．氣體壓強(qiáng)降低

D．活塞與汽缸的速度大小之比為m:M參考答案：

答案：AC5.在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，與豎直墻之間放一個(gè)光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過B球心，設(shè)墻對B的作用力為，B對A的作用力為，地面對A的作用力為，若F緩慢增大，而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中（

）A．緩慢增大，緩慢增大

B．緩慢增大，保持不變C．保持不變，緩慢增大

D．緩慢增大，保持不變參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.為探究橡皮條被拉伸到一定長度的過程中，彈力做的功和橡皮條在一定長度時(shí)具有的彈性勢能的關(guān)系（其中橡皮條的彈性勢能表達(dá)式為，k是勁度系數(shù)），某同學(xué)在準(zhǔn)備好橡皮條、彈簧測力計(jì)、坐標(biāo)紙、鉛筆、直尺等器材后，進(jìn)行了以下操作：a．將橡皮條的一端固定，另一端拴一繩扣，用直尺從橡皮條的固定端開始測量橡皮條的原長l0，記錄在表格中；b．將彈簧測力計(jì)掛在繩扣上，測出在不同拉力F1、F2、F3…的情況下橡皮條的長度l1、l2、l3…；c．以橡皮條的伸長量△l為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)的拉力F為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)、并用平滑的曲線作出F-△l圖象；d．計(jì)算出在不同拉力時(shí)橡皮條的伸長量△l1、△l2、△l3…；e．根據(jù)圖線求出外力克服橡皮條的彈力做的功．f.根據(jù)彈性勢能表達(dá)式求出橡皮條具有的彈性勢能.（1）以上操作合理的順序是______________；（2）實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)作出的F-△l圖象如圖所示，從圖象可求出△l=9cm過程中外力克服橡皮條的彈力做的功約為_____J，計(jì)算出△l=9cm時(shí)橡皮條具有的彈性勢能約為_____J.（保留二位有效數(shù)字）（3）由實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是______________________________________________參考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在誤差允許范圍內(nèi)克服彈力做的功等于橡皮條彈性勢能的增量7.某實(shí)驗(yàn)小組擬用甲圖所示的裝置研究滑塊的運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)器材有：滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板、漏斗和細(xì)線組成的單擺（細(xì)線質(zhì)量不計(jì)且不可伸長，裝滿有色液體后，漏斗和液體質(zhì)量相差不大）等。實(shí)驗(yàn)前，在控制液體不漏的情況下，從漏斗某次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測得之后漏斗第100次經(jīng)過最低點(diǎn)共用時(shí)100秒；實(shí)驗(yàn)中，讓滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，同時(shí)單擺垂直于紙帶運(yùn)動方向做微小振幅擺動，漏斗漏出的液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置。

①該單擺的周期是 s；

②圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的有液體痕跡并進(jìn)行了數(shù)據(jù)測量的紙帶，根據(jù)紙帶可求出滑塊的加速度為

m/s2；（結(jié)果取兩位有效數(shù)字） ③用該實(shí)驗(yàn)裝置測量滑塊加速度，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大的因素是

。參考答案：8.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半徑為R，已知重力加速度為g。一小滑塊從頂端靜止開始沿曲面滑下，滑塊脫離球面時(shí)的向心加速度大小為＿＿＿＿，角速度大小為＿＿＿＿＿。參考答案：，9.圖中畫出了氫原子的4個(gè)能級，并注明了相應(yīng)的能量E。處在n=4能級的1200個(gè)氫原子向低能級躍遷時(shí)，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則共發(fā)出________種_________個(gè)光子。（假設(shè)處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的）參考答案：（1）6

2200

解析：處在n=4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時(shí)能發(fā)出不同光電子的數(shù)目為=6種，由題意知量子數(shù)為4的能級上的氫原子分別向量子數(shù)為3、2、1的能級上躍遷的氫原子數(shù)占總氫原子數(shù)的三分之一，產(chǎn)生總共產(chǎn)生1200個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為3的能級上的原子數(shù)目為：400個(gè)，處于n=3能級上的氫原子分別向量子數(shù)為2、1的能級上躍遷的氫原子數(shù)各占二分之一，產(chǎn)生400個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為2的能級上氫原子總共有：400+200=600個(gè)，氫原子向基態(tài)躍遷產(chǎn)生600個(gè)光子．所以此過程中發(fā)出的光子總數(shù)應(yīng)該是1200+400+600=220010.如圖（a）所示，“”型木塊放在光滑水平地面上，木塊的AB水平表面是粗糙的，與水平方向夾角θ=37°的BC斜面是光滑的．此木塊的右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器，當(dāng)力傳感器受擠壓時(shí)，其示數(shù)為正值；當(dāng)力傳感器被拉伸時(shí)，其示數(shù)為負(fù)值．一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從C點(diǎn)由靜止開始下滑，運(yùn)動過程中力傳感器記錄到的力﹣時(shí)間關(guān)系圖線F﹣t圖如圖（b）所示，設(shè)滑塊通過B點(diǎn)前后速度大小不變．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．）則滑塊C的質(zhì)量為2.5kg，它在木塊上運(yùn)動全過程中損失的機(jī)械能為40J．參考答案：解：（1）分析滑塊在斜面上的受力，可知物體受到重力、支持力的作用，沿斜面方向的力是重力的分力，由牛頓第二定律得：得：a1=gsinθ=10×0.6=6m/s2通過圖象可知滑塊在斜面上運(yùn)動時(shí)間為：t1=1s由運(yùn)動學(xué)公式得：L=a1t12==3m滑塊對斜面的壓力為：N1′=mgcosθ木板對傳感器的壓力為：F1=N1′sinθ由圖象可知：F1=12N解得：m=2.5kg（2）滑塊滑到B點(diǎn)的速度為：v1=a1t1=6×1=6m/s由圖象可知：f1=5N，t2=2sa2==2m/s2s=v1t2﹣a2t22=6×2﹣=8mW=fs=5×8=40J故答案為：2.5，4011.如圖為部分電路，Uab恒定，電阻為R時(shí)，電壓表讀數(shù)為U0，電阻調(diào)為時(shí)，電壓表讀數(shù)為3U0，那么Uab=

，電阻前后二種情況下消耗的功率=

。參考答案：

答案：9u0，4：9

12.如圖甲所示是某時(shí)刻一列機(jī)械波的圖象，圖乙是坐標(biāo)原點(diǎn)O處質(zhì)點(diǎn)從此時(shí)刻開始的振動圖象．由此可知，K、L、M三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，________質(zhì)點(diǎn)最先回到平衡位置；該機(jī)械波的波速為v＝________.參考答案：M1m/s13.目前核電站是利用核裂變產(chǎn)生的巨大能量來發(fā)電的．請完成下面鈾核裂變可能的一個(gè)反應(yīng)方程：

．已知、、和中子的質(zhì)量分別為、、和，則此反應(yīng)中一個(gè)鈾核裂變釋放的能量為

；參考答案：（2分）

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修模塊3－4）如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡用于某種光學(xué)儀器中?，F(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小。求光在棱鏡中傳播的速率及此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）。

參考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光線在BC面的入射角＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射后，垂直AC面射出棱鏡。（2分）

15.質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩個(gè)小球以相同的速率v沿同一直線相向運(yùn)動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向?yàn)檎较?，設(shè)A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場，在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度大小為B，一絕緣軌道由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平面內(nèi)，PQ、MN水平且足夠長，半圓環(huán)MAP在磁場邊界左側(cè)，P、M點(diǎn)在磁場邊界線上，NMAP段光滑，PQ段粗糙?，F(xiàn)在有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小環(huán)套在MN桿上，它所受電場力為重力的倍?，F(xiàn)將小環(huán)從M點(diǎn)右側(cè)的D點(diǎn)由靜止釋放，小環(huán)剛好能到達(dá)P點(diǎn)。（1）求DM間距離x0；（2）求上述過程中小環(huán)第一次通過與O等高的A點(diǎn)時(shí)半圓環(huán)對小環(huán)作用力的大??；（3）若小環(huán)與PQ間動摩擦因數(shù)為μ（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等），現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)4R處由靜止開始釋放，求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功。參考答案：解：（1）小環(huán)剛好到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度vP=0，由動能定理得qEx0－2mgR＝0

（2分）

而

所以

（2分）（2）設(shè)小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，由動能定理得

（2分）

因此

（1分）

設(shè)小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)所受半圓環(huán)軌道的作用力大小為N，由牛頓第二定律得

（2分）

所以得

（2分）（3）若f=μmg≥qE，即。小環(huán)第一次到達(dá)P點(diǎn)右側(cè)s1距離處靜止，由動能定理得

qE（4R－s1）－2mgR－fs1=0

（2分）而f=μmg，因此得

（2分）設(shè)克服摩擦力所做的功為W，則

（2分）若f=μmg≤qE，即。環(huán)經(jīng)過來回往復(fù)運(yùn)動，最后只能在PD之間往復(fù)運(yùn)動，設(shè)克服摩擦力所做的功為W，則qE（4R）－mg（2R）－W=0

（2分）解得W=mgR

17.如圖所示，兩塊平行金屬極板MN水平放置，板長L=1m．間距d=m，兩金屬板間電壓UMN=1×104V；在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個(gè)全等的正三角形區(qū)域，正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1，三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn)；正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2，已知A、F、G處于同一直線上．B、C、H也處于同一直線上．AF兩點(diǎn)距離為m?，F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子，粒子質(zhì)量m=3×10-10kg，帶電量q=+1×10-4C，初速度v0=1×105m/s。（1）求帶電粒子從電場中射出時(shí)的速度v的大小和方向（2）若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1（3）若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面，求B2應(yīng)滿足的條件參考答案：（1）設(shè)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動時(shí)間t，加速度a=ma……（1分）故a==×1010m/s2………………（1分）t==1×10-5s豎直方向的速度為vy=at=×105m/s……（1分）射出時(shí)的速度為v==×105m/s………………（1分）速度v與水平方向夾角為θ，tanθ==，故θ=30°即垂直于AB方向出射…………（2分）（2）帶電粒子出電場時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移y=at2=m=即粒子由P1點(diǎn)垂直AB射入磁場，由幾何關(guān)系知在磁場ABC區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動的半徑為R1==m……………（3分）由B1qv=m知：B1==T…………（3分）（3）