榕城2024屆高三年級(jí)聯(lián)合考試物理試題及解析前言本次榕城高三物理聯(lián)合考試，旨在全面檢測(cè)同學(xué)們?cè)诟呷龑W(xué)年階段性學(xué)習(xí)的成果，幫助大家認(rèn)清自身知識(shí)掌握程度，明確后續(xù)復(fù)習(xí)方向。試題嚴(yán)格依據(jù)最新高考大綱要求，注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及綜合應(yīng)用能力的考查，力求體現(xiàn)高考命題趨勢(shì)。本解析將對(duì)每一道題進(jìn)行細(xì)致分析，希望能為同學(xué)們提供有益的參考。---一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.下列關(guān)于物理學(xué)史和物理概念的說(shuō)法正確的是（）A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了引力常量G的數(shù)值B.伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)，得出了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一結(jié)論C.法拉第提出了電場(chǎng)的概念，并引入電場(chǎng)線來(lái)形象描述電場(chǎng)D.物體的加速度跟其所受合力成正比，跟其質(zhì)量成反比，這是牛頓第二定律的普適表達(dá)式答案：C解析：本題考查物理學(xué)史及基本概念。牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，而引力常量G是卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，A錯(cuò)誤。伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)，推翻了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的觀點(diǎn)，得出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，B錯(cuò)誤。法拉第最早提出了電場(chǎng)的概念，并用電場(chǎng)線來(lái)形象直觀地描述電場(chǎng)的分布，C正確。牛頓第二定律的普適表達(dá)式是\(\vec{F}=m\vec{a}\)，它是一個(gè)矢量式，表示加速度的方向與合外力的方向一致，其大小關(guān)系是\(a=F/m\)，即加速度跟其所受合力成正比，跟其質(zhì)量成反比，D選項(xiàng)的描述缺少矢量性的體現(xiàn)，表述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，故D錯(cuò)誤。綜上，本題選C。2.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。若以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，豎直向下為x軸正方向，小球的振動(dòng)方程為\(x=A\sin(\omegat+\phi)\)。則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球在振動(dòng)過(guò)程中，速度最大時(shí)加速度也最大B.小球在從O點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，回復(fù)力做正功C.小球在振動(dòng)過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能和小球的重力勢(shì)能之和保持不變D.若某時(shí)刻小球的位移為x，則此時(shí)小球所受的合外力大小為\(F=-kx\)（k為彈簧的勁度系數(shù)）答案：D解析：本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，速度最大的位置在平衡位置O點(diǎn)，此時(shí)加速度為零，A錯(cuò)誤?；貜?fù)力的方向總是指向平衡位置，小球從O點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，回復(fù)力方向向上，位移方向向下，回復(fù)力與位移方向相反，故回復(fù)力做負(fù)功，B錯(cuò)誤。小球在振動(dòng)過(guò)程中，只有重力和彈簧彈力做功，所以小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能以及彈簧的彈性勢(shì)能三者之和守恒，并非僅后兩者之和不變，C錯(cuò)誤。對(duì)于豎直方向的彈簧振子，其回復(fù)力由彈簧彈力和重力的合力提供。在平衡位置O點(diǎn)，合力為零，即\(kx_0=mg\)（\(x_0\)為平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量）。當(dāng)小球位移為x時(shí)（相對(duì)O點(diǎn)），彈簧的總伸長(zhǎng)量為\(x_0+x\)，此時(shí)小球所受合力\(F_{合}=k(x_0+x)-mg\)，將\(kx_0=mg\)代入，可得\(F_{合}=kx\)?？紤]到回復(fù)力方向與位移方向（以O(shè)為原點(diǎn)）相反，故合外力大小\(F=-kx\)，這里的k就是彈簧的勁度系數(shù)，D正確。綜上，本題選D。3.（多選題）關(guān)于機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是（）A.波源振動(dòng)的頻率越高，波的傳播速度就越大B.橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直C.縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上D.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，機(jī)械波可以在真空中傳播答案：BC解析：本題考查機(jī)械波的基本概念。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波源振動(dòng)的頻率無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤。橫波的定義就是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的波，B正確?？v波則是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波，C正確。機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，真空中沒(méi)有介質(zhì)，故機(jī)械波不能在真空中傳播，D錯(cuò)誤。綜上，本題選BC。4.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板A的左端靜置一質(zhì)量為m的小物塊B?，F(xiàn)給A一個(gè)水平向右的初速度\(v_0\)，在A向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，B相對(duì)于A向左滑動(dòng)，最終A、B達(dá)到共同速度。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒B.摩擦力對(duì)A做正功，對(duì)B做負(fù)功C.A減少的動(dòng)能等于B增加的動(dòng)能D.A、B之間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量答案：D解析：本題考查動(dòng)量守恒定律、功、能量轉(zhuǎn)化與守恒。A、B組成的系統(tǒng)，在水平方向上不受外力（光滑水平面，無(wú)摩擦力），故系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，A錯(cuò)誤。在A向右運(yùn)動(dòng)，B相對(duì)于A向左滑動(dòng)的過(guò)程中，A對(duì)B的摩擦力方向向右，與B的運(yùn)動(dòng)方向（相對(duì)地面）相同，故摩擦力對(duì)B做正功；B對(duì)A的摩擦力方向向左，與A的運(yùn)動(dòng)方向相反，故摩擦力對(duì)A做負(fù)功，B錯(cuò)誤。A減少的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能，另一部分因摩擦轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱量），因此A減少的動(dòng)能大于B增加的動(dòng)能，C錯(cuò)誤。根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)初態(tài)的機(jī)械能（主要是A的動(dòng)能）等于末態(tài)的機(jī)械能（A和B的共同動(dòng)能）加上因摩擦產(chǎn)生的熱量。因此，產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，D正確。綜上，本題選D。---二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共15分。5.（6分）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“加速度與物體受力的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m。（1）為使小車所受的合外力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力，應(yīng)滿足的條件是_________。（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。用刻度尺測(cè)得：\(s_1\)、\(s_2\)、\(s_3\)、\(s_4\)。則小車加速度的表達(dá)式\(a=\)_________（用已知量和所測(cè)物理量的符號(hào)表示）。答案：（1）\(m\llM\)（或砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量）；（2）\(\frac{(s_3+s_4)-(s_1+s_2)}{100T^2}\)解析：（1）對(duì)小車和砝碼盤（及砝碼）整體分析，有\(zhòng)(mg=(M+m)a\)，解得\(a=\frac{mg}{M+m}\)。對(duì)小車而言，其所受拉力\(F=Ma=\frac{Mmg}{M+m}=mg\cdot\frac{1}{1+\frac{m}{M}}\)。當(dāng)\(m\llM\)時(shí)，\(F\approxmg\)，即小車所受合外力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力。（2）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔\(t=5T\)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差\(\Deltas=at^2\)。為了減小誤差，采用逐差法。則\(s_3-s_1=2at^2\)，\(s_4-s_2=2at^2\)。兩式相加得\((s_3+s_4)-(s_1+s_2)=4at^2\)。將\(t=5T\)代入，可得\(a=\frac{(s_3+s_4)-(s_1+s_2)}{4\times(5T)^2}=\frac{(s_3+s_4)-(s_1+s_2)}{100T^2}\)。6.（9分）某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)未知電阻\(R_x\)的阻值（約為幾十歐姆），實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.電源E：電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻不計(jì)B.電流表\(A_1\)：量程0~100mA，內(nèi)阻\(r_1=10\Omega\)C.電流表\(A_2\)：量程0~20mA，內(nèi)阻\(r_2\)約為50Ω（內(nèi)阻未知）D.滑動(dòng)變阻器R：0~10Ω，額定電流1AE.定值電阻\(R_0\)：50ΩF.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）由于沒(méi)有電壓表，該同學(xué)想利用所給的兩只電流表和定值電阻\(R_0\)改裝一個(gè)簡(jiǎn)易“電壓表”。為了測(cè)量\(R_x\)，應(yīng)將電流表_________（選填“\(A_1\)”或“\(A_2\)”）與定值電阻\(R_0\)_________（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）來(lái)充當(dāng)電壓表。（2）在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量\(R_x\)阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖（要求滑動(dòng)變阻器采用限流接法）。（3）若某次測(cè)量中，用于改裝成“電壓表”的電流表的示數(shù)為I，另一只電流表的示數(shù)為I'，則\(R_x\)的表達(dá)式為\(R_x=\)_________（用題中所給物理量的符號(hào)表示）。答案：（1）\(A_2\)，串聯(lián)；（2）如圖所示；（3）\(\frac{I(r_2+R_0)}{I'-I}\)解析：（1）要將電流表改裝成電壓表，需串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓。\(A_1\)量程較大（100mA），內(nèi)阻已知（10Ω）；\(A_2\)量程較小（20mA），內(nèi)阻約50Ω。若用\(A_1\)串聯(lián)\(R_0\)（50Ω），其滿偏電壓\(U_{1m}=I_{1m}(r_1+R_0)=0.1A\times(10+50)\Omega=6V\)，大于電源電動(dòng)勢(shì)3V，不妥。若用\(A_2\)串聯(lián)\(R_0\)，其滿偏電壓\(U_{2m}=I_{2m}(r_2+R_0)\approx0.02A\times(50+50)\Omega=2V\)，雖然略小于3V，但考慮到\(r_2\)約為50Ω，實(shí)際可能更接近3V，且\(A_2\)量程小，改裝后電壓表量程更合適。若并聯(lián)，則是改裝成電流表，不符合要求。故應(yīng)將電流表\(A_2\)與\(R_0\)串聯(lián)充當(dāng)電壓表。（2）滑動(dòng)變阻器采用限流接法，未知電阻\(R_x\)約幾十歐姆，滑動(dòng)變阻器最大阻值10Ω，若直接限流，調(diào)節(jié)范圍可能不夠，但題目要求限流接法，故按要求連接。將改裝后的電壓表（\(A_2\)與\(R_0\)串聯(lián)）與\(R_x\)并聯(lián)，測(cè)量其電壓；用另一只電流表\(A_1\)測(cè)量干路電流。電路圖如下：（此處應(yīng)有電路圖描述：電源正極出發(fā)，接開關(guān)S，然后接滑動(dòng)變阻器R（限流接法，即一上一下接入電路），然后分兩支路，一支路為\(R_x\)，另一支路為串聯(lián)的\(A_2\)和\(R_0\)，兩支路匯合后接電流表\(A_1\)，最后回到電源負(fù)極。）（3）改裝后的電壓表測(cè)\(R_x\)兩端電壓，其示數(shù)\(I\)為通過(guò)\(A_2\)的電流，則\(R_x\)兩端電壓\(U=I(r_2+R_0)\)。電流表\(A_1\)測(cè)總電流\(I'\)，則通過(guò)\(R_x\)的電流\(I_x=I'-I\)。因此，\(R_x=\frac{U}{I_x}=\frac{I(r_2+R_0)}{I'-I}\)。---三、計(jì)算題：本題共2小題，共32分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。7.（14分）如圖所示，一質(zhì)量\(m=1kg\)的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從傾角\(\theta=37^\circ\)的固定斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑。已知斜面長(zhǎng)\(L=5m\)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.5\)。取重力加速度\(g=10m/s^2\)，\(\sin37^\circ=0.6\)，\(\cos37^\circ=0.8\)。求：（1）物塊下滑過(guò)程中加速度的大?。唬?）物塊滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度的大??；（3）物塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)所用的時(shí)間。答案：（1）\(2m/s^2\)；（2）\(2\sqrt{5}m/s\)；（3）\(\sqrt{5}s\)解析：（1）對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，物塊受重力\(mg\)、斜面支持力\(F_N\)和滑動(dòng)摩擦力\(f\)。沿斜面方向，根據(jù)牛頓第二定律有：\(mg\sin\theta-f=ma\)①垂直斜面方向，受力平衡有：\(F_N=mg\cos\theta\)②滑動(dòng)摩擦力\(f=\muF_N\)③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)解得：\(a=g\sin\theta-\mug\cos\theta=10\times0.6-0.5\times10\times0.8=6-4=2m/s^2\)。（2）物塊從A到B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度\(v_0=0\)，位移\(L=5m\)，加速度\(a=2m/s^2\)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律\(v^2-v_0^2=2aL\)，可得：\(v=\sqrt{2aL}=\sqrt{2\times2\times5}=\sqrt{20}=2\sqrt{5}m/s\)。（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律\(L=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)，代入數(shù)據(jù)：\(5=0+\frac{1}{2}\times2\times