福建省南平市忠信中學(xué)2021年高三物理聯(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.如圖所示，小球從B點沿光滑斜面BO從靜止下滑與從A點自由落體到O點時，速度和時間分別為v1、v2、t1、t2，正確的是（

）A．

v1<v2

B．v1=v2

C．t1<t2

D．t1=t2參考答案：AD2.（多選）如圖13所示，長度為l的細線，一端固定于O點，另一端拴一小球，先將線拉直呈水平，使小球位于P點，然后無初速釋放小球，當小球運動到最低點時，懸線遇到在O點正下方水平固定著的釘子K，不計任何阻力，若要求小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整圓周運動，則K與O點的距離可以是A．

B．

C．

D．參考答案：AB3.假設(shè)地球同步衛(wèi)星繞地球運行的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，地球赤道平面與地球公轉(zhuǎn)平面共面，站在地球赤道某地的人，日落后4小時的時候，在自己頭頂正上方觀察到一顆恰好有陽光照亮的人造地球衛(wèi)星，若該衛(wèi)星在赤道所在平面內(nèi)做勻速圓周運動．則此人造衛(wèi)星（）A.距地面高度等于地球半徑B.繞地球運行的周期約為4小時C.繞地球運行的角速度與同步衛(wèi)星繞地球運行的角速度相同D.繞地球運行的速率約為同步衛(wèi)星繞地球運行速率的1.8倍參考答案：ABD試題分析：作出衛(wèi)星與地球之間的位置關(guān)系圖，根據(jù)幾何關(guān)系確定衛(wèi)星的軌道半徑．設(shè)此衛(wèi)星的運行周期為T1，地球自轉(zhuǎn)的周期為T2，則地球同步衛(wèi)星的周期也為T2，依據(jù)常識我們可以知道T2=24小時．根據(jù)開普勒第三定律求解T1，由衛(wèi)星速度公式求速率。解：A項：如圖所示：太陽光可認為是平行光，O是地心，人開始在A點，這時剛好日落，因為經(jīng)過24小時地球轉(zhuǎn)一圈，所以經(jīng)過4小時，地球轉(zhuǎn)了60°，即：∠AOC=60°，此時人已經(jīng)到了B點，衛(wèi)星在人的正上方C點，太陽光正好能照到衛(wèi)星，所以根據(jù)∠AOC=60°就能確定衛(wèi)星的軌道半徑為：r=OC=2OA=2R．則衛(wèi)星距地面高度等于地球半徑R，故A正確；B項：設(shè)此衛(wèi)星的運行周期為T1，地球自轉(zhuǎn)的周期為T2，則地球同步衛(wèi)星的周期也為T2，依據(jù)常識知道T2=24h根據(jù)開普勒第三定律有：，代入數(shù)據(jù)得：T1=14400s=4h。故B正確；C項：由于繞地球運行的周期與同步衛(wèi)星繞地球運行的周期不等，所以繞地球運行的角速度與同步衛(wèi)星繞地球運行的角速度不同，故C錯誤；D項：由得：該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星繞地球運行的速率之比，即繞地球運行的速率約為同步衛(wèi)星繞地球運行速率的1.8倍。故D正確。故應(yīng)選ABD?！军c睛】這個題的突破口是“恰能在日落后4小時的時候，恰觀察到一顆自己頭頂上空被陽光照亮的人造地球衛(wèi)星”，運用幾何方法作出衛(wèi)星的位置，求出這顆衛(wèi)星的軌道半徑是解題的關(guān)鍵。4.（單選）如圖甲，某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處．滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示．由圖可以判斷

①圖線與縱軸的交點M的值．②圖線與橫軸的交點N的值．③圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m．④圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)1／m．以上判斷正確的是（）．

A．②④

B．②③C．①②③D．①②④參考答案：D5.（單選）如圖所示，“嫦娥三號”衛(wèi)星在月球引力作用下，先沿橢圓軌道向月球靠近，在P處變軌進入繞月球做勻速圓周運動的軌道，再次變軌后實現(xiàn)軟著陸．已知“嫦娥三號”繞月球做圓周運動的軌道半徑為r，運行周期為T，引力常量為G．則（）A．“嫦娥三號”衛(wèi)星由遠月點Q向近月點P運動的過程中速度變小B．“嫦娥三號”衛(wèi)星在橢圓軌道與圓軌道經(jīng)過點P時速度相等C．由題中給出的條件可求出“嫦娥三號”繞月球做圓周運動的線速度D．由題中給出的條件可求出月球的質(zhì)量和平均密度參考答案：考點：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：環(huán)繞天體繞中心天體圓周運動時萬有引力提供圓周運動向心力，橢圓軌道運動時根據(jù)動能定理分析速度的變化，掌握衛(wèi)星的變軌原理是通過讓衛(wèi)星做近心運動或離心運動來改變衛(wèi)星的軌道的．解答：解：A、衛(wèi)星由遠月點向近月點運動時，引力對衛(wèi)星做正功，衛(wèi)星的動能要增加，故衛(wèi)星做加速運動，所以A錯誤；B、在橢圓軌道上經(jīng)過P點后衛(wèi)星要做離心運動，而在圓軌道上經(jīng)過P點后仍做勻速圓周運動，根據(jù)離心運動條件知，在橢圓軌道上經(jīng)過P點時的速度大于在圓軌道上經(jīng)過P點時的速度，故B錯誤；C、已知嫦娥三號的軌道半徑和周期根據(jù)可以求出嫦娥三號圓周運動的線速度，故C正確；D、根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力可以由嫦娥三號圓周運動的半徑和周期求得月球的質(zhì)量M，但不知道月球的半徑數(shù)據(jù)，故無法求得月球的密度，故D錯誤．故選：C．點評：該題考查萬有引力與航天，這類問題的關(guān)鍵是萬有引力提供向心力，能夠題意選擇恰當?shù)南蛐牧Φ谋磉_式，通過公式可以求得中心天體的質(zhì)量，知道橢圓軌道上運動時半徑變化的原理．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.我們繞發(fā)聲的音叉走一圈會聽到時強時弱的聲音，這是聲波的現(xiàn)象；如圖是不同頻率的水波通過相同的小孔所能達到區(qū)域的示意圖，則其中水波的頻率最大的是圖．參考答案：:干涉，

C7.（選修3－4）（6分）如圖復(fù)合色光經(jīng)過半圓型玻璃磚后分成ab兩束光，比較ab兩束光在玻璃磚中的傳播速度Va

Vb，入射光線由AO轉(zhuǎn)到BO，出射光線中__________最先消失，若在該光消失時測得AO與BO間的夾角為α，則玻璃對該光的折射率為

。

參考答案：

答案：＜

a

1/sinα（各2分）8.如圖所示為熱水系統(tǒng)的恒溫器電路，R1是可變電阻，R2是熱敏電阻，當溫度低時，熱敏電阻的阻值很大，溫度高時，熱敏電阻的阻值很小。只有當熱水器中的水位達到一定高度（由水位計控制）且水的溫度低于某一溫度時，發(fā)熱器才會開啟并加熱，反之，便會關(guān)掉發(fā)熱器。圖中虛線框中應(yīng)接入的是_______門邏輯電路；為將發(fā)熱器開啟的水溫調(diào)高一些，應(yīng)使可變電阻的阻值_______。參考答案：

答案：與、

減小9.長為L的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球，桿的下端用鉸鏈固接于水平地面上的O點，斜靠在質(zhì)量為M的正方體上，在外力作用下保持靜止，如圖所示。忽略一切摩擦，現(xiàn)撤去外力，使桿向右傾倒，當正方體和小球剛脫離瞬間，桿與水平面的夾角為θ，小球速度大小為v，此時正方體M的速度大小為__________，小球m落地時的速度大小為__________。參考答案：，（或） 10.(4分)某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5cm后由靜止釋放，滑塊開始振動。他們分析位移—時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為1s，則彈簧振子的振動頻率為

Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）11.氦4核的產(chǎn)生可以有多種方式，其中一種是由氦3核與氘核結(jié)合而成，其核反應(yīng)方程式是_________；若質(zhì)子、氘核與氦3核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，該核反應(yīng)產(chǎn)生核能為E，且以射線的形式釋放，真空中光速用c表示，普朗克常量為h，則氦4核的質(zhì)量m4=________，射線的頻率為________。參考答案：

12.某行星繞太陽的運動可近似看作勻速圓周運動，已知行星運動的軌道半徑為R，周期為T，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為___________，太陽的質(zhì)量可表示為__________。參考答案：13.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：4：1三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.（8分）（1）美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，它是采用銅和放射性同位素鎳63(Ni)兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63(Ni)發(fā)生一次β衰變成銅（Cu），同時釋放電子給銅片，把鎳63(Ni)和銅片做電池兩極，鎳63(Ni)的衰變方程為 。（2）一靜止的質(zhì)量為M的鎳核63(Ni)發(fā)生β衰變，放出一個速度為v0，質(zhì)量為m的β粒子和一個反沖銅核，若鎳核發(fā)生衰變時釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為β粒子和銅核的動能。求此衰變過程中的質(zhì)量虧損（虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比可忽略不計）。參考答案：解析：（1）；（2）設(shè)衰變后銅核的速度為v，由動量守恒

①由能量方程

②由質(zhì)能方程

③解得

④點評：本題考查了衰變方程、動量守恒、能量方程、質(zhì)能方程等知識點。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某透明物體的橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形，AB為直角邊，長度為2L，ABC=45°，ADC為一圓弧，其圓心在AC邊的中點。此透明物體的折射率為n=2.0。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入透明物體，試由光路圖畫出光線從ADC圓弧射出的區(qū)域，并求此區(qū)域的圓弧長度s。（不考慮經(jīng)ADC圓弧反射后的光線）參考答案：：如右圖，作出兩條邊緣光線，所求光線射出的區(qū)域為EDF。（3分） 如圖，從圓弧ADC射出的邊緣光線對應(yīng)的入射角等于材料的臨界角， 因（1分），故（1分）。 由幾何關(guān)系得：圓弧EDF長度為（2分） 故所求（2分）17.(10分)如圖所示，在xOy平面內(nèi)有垂直坐標平面的范圍足夠大的勻強磁場，磁感強度為B，一帶正電荷量Q的粒子，質(zhì)量為m，從O點以某一初速度垂直射入磁場，其軌跡與x、y軸的交點A、B到O點的距離分別為a、b，試求：(1)初速度方向與x軸夾角θ；(2)初速度