辽宁省名校联盟2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题含答案.pdf

学科网（北京）股份有限公司辽宁省名校联盟辽宁省名校联盟 2022 年高三年高三 12 月份联合考试物理月份联合考试物理一、选择题：一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 810 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分1 高空走钢丝杂技表演中，演员越接近钢丝末端，钢丝绳倾斜得越厉害，整个过程中演员始终在缓慢移动 一位演员正在进行表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是（）A在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力B在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力C在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力D在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力2货物运输过程中，一物体沿倾角为30的粗糙斜面从顶端以某初速度沿斜面下滑如图所示，物体运动的位移 x 与时间 t 的关系图像是一段抛物线其中，水平直线 A 是图像在22st 时刻的切线，直线 B 是图像在 0 时刻的切线，重力加速度 g 取210m s下列说法正确的是（）A下滑过程中物体做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动B1t时刻为1sC物体与斜面间的动摩擦因数为36D2t时刻的瞬时速度为2.5m s3如甲、乙两图所示，水平光滑的桌面足够长，不计滑轮的摩擦力，质量分别为 m、M 的两个木块用轻质细线连接 甲图中，对右侧木块施加的拉力水平向右，大小为 F，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司A甲图中，若FMg，则整体的加速度为mM gMB甲图中，若mM，则细线的拉力为 0C乙图中，细线的拉力为2M gMmD乙图中，若mM，则整体的加速度大小约为 g4如图所示，两个互相垂直的平面 a 和 b，其相交线上的 M 点和 N 点固定等量点电荷，O 是MN的中点，A 是平面 a 上的一点，B 是平面 b 上的一点，AO和BO均垂直于MN，且AOBO，则下列说法正确的是（）A若 M、N 固定等量同种点电荷，则 A、B 两点的电势相同，电场强度不相同B若 M、N 固定等量同种点电荷，则 A、B 两点的电势不相同，电场强度相同C若 M、N 固定等量异种点电荷，则 A、B 两点的电势不相同，电场强度相同D若 M、N 固定等量异种点电荷，则 A、B 两点的电势相同，电场强度不相同5空间存在一沿 x 轴方向的静电场，其电势随 x 变化的关系如图所示，一个带电粒子（重力不计）在电场中以原点为中心，沿 x 轴方向做周期性运动若粒子的质量为 m，电荷量大小为 q，其能量（包括电势能和动能）为034q，则下列说法正确的是（）A粒子带负电BO 点左侧区域为匀强电场且电场强度大小为005x学科网（北京）股份有限公司C粒子在运动过程中离 O 点最远的距离为094xD粒子在运动过程中的最大速度为034qm6 如图所示的电路中，O 点接地，当滑动变阻器滑片向左滑动时，电路中 A、B 两点的电势变化情况是（）A都降低B都升高CA升高，B降低DA降低，B升高7用质谱仪测量带电粒子的比荷，其原理如图所示，A 是粒子源，释放出的带电粒子（不计重力）经小孔1S飘入电压为 U 的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔3S进入磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，最后打在照相底片上的 D 点测得 D 点到3S的距离为 d，则该粒子的比荷等于（）A228UB dB224UB dC222UB dD22UB d8某卫星首次地外天体采样返回任务圆满完成在采样返回过程中，该卫星要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行该卫星绕月球飞行的三条轨道示意图如图所示，轨道 1是贴近月球表面的圆形轨道，轨道 2 和轨道 3 是变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道 l 相切于 A 点A 点是轨道 2 的近月点，B 点是轨道 2 的远月点，该卫星在轨道 1 上的运行速率约为1.7km s不计变轨过程中该卫星的质量变化，不考虑其他天体的影响，下列说法中正确的是（）A该卫星在轨道 2 经过 A 点时的加速度等于在轨道 l 经过 A 点时的加速度B该卫星在轨道 2 经过 B 点时的速率可能大干1.7km sC该卫星在轨道 3 上运行的最大速率大于其在轨道 2 上运行的最大速率学科网（北京）股份有限公司D该卫星在轨道 3 所具有的机械能小于其在轨道 2 所具有的机械能9如图所示，质量均为 m 的小球和小环用长为 l 不可伸长的轻绳相连，小环套在光滑固定的水平细杆上，将小球拉至轻绳与杆夹角为时，由静止释放，重力加速度为 g，下列判断正确的是（）A小球和小环组成的系统，动量守恒B小球向右摆到的最高点和释放点的高度相同C小球运动到最低点时，速度为1 singlD小球运动到最低点时，轻绳对环的拉力为2sinmg10如图甲所示，竖直极板 A、B 之间距离为1d，电压为1U，水平极板 C、D 之间距离为2d，GH为足够长的荧光屏，到极板 C、D 右端的距离为 LC、D 之间的电压如图乙所示在 A 板中央有一电子源，能不断产生速率几乎为零的电子电子经极板 A、B 间电场加速后从极板 B 中央的小孔射出，之后沿极板 C、D的中心线射入极板 C、D 内已知0t 时刻射入 C、D 间的电子经时间 T 恰好能从极板 C 的边缘飞出不计空气阻力、电子的重力以及电子间的相互作用，下列说法正确的是（）A电子在荧光屏上形成的亮线长度为23dB保持其他条件不变，只增大1d，荧光屏上形成的亮线长度变长C保持其他条件不变，只增大2d，荧光屏上形成的亮线长度变短D保持其他条件不变，只增大 L，荧光屏上形成的亮线长度变长二、非选择题：二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分11（6 分）某实验小组设计如图所示的电路，测量电源电动势 E 和一个定值电阻xR的阻值实验室提供的器材有：待测电阻xR（约100），待测电源 E（电动势约3V，内阻不计），电压表 V（量程03V，内阻约15k），电阻箱 R（阻值范围0999.9），开关 S，导线若干学科网（北京）股份有限公司实验步骤如下：闭合开关 S，多次调节电阻箱，记下电压表的示数 U 和电阻箱相应的阻值 R；以 R 为纵坐标，_为横坐标，作图线（用直线拟合）；由图线得出直线与纵轴的交点坐标为0a a，与横轴的交点坐标为0b b，则定值电阻xR _，电源电动势E _（用 a、b 表示）12（8 分）用下列器材测量电容器的电容：一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器（额定电压16V），定值电阻1100R，定值电阻2150R，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关 S，导线若干实验过程如下：实验次数实验步骤第 1 次将电阻1R等器材按照图甲正确连接电路，将开关 S 与 1 端连接，电源向电容器充电将开关 S 掷向 2 端，测得电流随时间变化的it曲线如图乙中的实线 a 所示第 2 次用电阻2R替换1R，重复上述实验步骤，测得电流随时间变化的it曲线如图丙中的某条虚线所示说明两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同请完成下列问题：（1）第 1 次实验中，电阻1R两端的最大电压U _V，利用计算机软件测得it曲线和两坐标轴所围的面积为90mA s，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C _F（2）第 2 次实验中，电流随时间变化的it曲线应该是图丙中的虚线_（选“b”“c”或“d”），判断依据是_学科网（北京）股份有限公司13（10 分）如图所示，质量为245gm 的物块（可视为质点）放在质量为0.5kgM 的足够长的木板左端木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为0.4质量为05gm 的子弹以速度0300m sv 沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），重力加速度 g 取210m s子弹射入后，求：（1）物块相对木板滑行的时间；（2）物块相对木板滑行的位移14（14 分）如图所示，在竖直面内有一矩形区域ABCD，水平边长6ABL，竖直边长8BCL，O 为矩形对角线的交点将一质量为 m 的小球以一定的初动能自 O 点水平向右抛出，小球恰好经过 C 点使此小球带电，电荷量为0q q，同时加一平行于矩形ABCD的匀强电场，现从 O 点以同样的初动能沿各个方向抛出此带电小球，小球从矩形边界的不同位置射出，其中经过 D 点的小球的动能为初动能的 5 倍，经过 E 点（DC中点）的小球的动能和初动能相等，重力加速度为 g（1）求小球的初动能；（2）取电场中 O 点的电势为零，求 D、E 两点的电势；（3）求带电小球所受电场力的大小15（16 分）如图所示，在xOy平面的 x 轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场在,2aa处有一粒子源 P（a 为已知量），在某一时刻均匀地向平面内各个方向总共发射 N 个（N 足够大）质量为 m、电荷量为q，速度大小恒为0v的带电粒子其中沿 x 轴正方向发射的粒子打到 x 轴时速度与 x 轴正方向夹角为60，不计粒子重力及粒子间的相互作用求：（1）磁感应强度 B 及沿 x 轴正方向发射的粒子在磁场中运动的时间；（2）x 轴上能接收到粒子的区域长度 L；学科网（北京）股份有限公司（3）若磁场仅限制在一个半径为 a 的圆形区域内，圆心在0,2a处保持磁感应强度不变，在 x 轴的正半轴上铺设挡板，粒子源 P 打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力参考答案及解析参考答案及解析一、选择题一、选择题1C【解析】由于杂技演员是缓慢移动，在甲、乙位置都受力平衡，所以两位置钢丝对演员的作用力都要平衡人的重力，A 项错误；演员在两位置均受力平衡，合外力都是零，B 项错误；设钢丝切线与水平方向的夹角为，受力分析得NcosFmg，sinfFmg，甲小于乙，可得NNFF乙甲，由牛顿第三定律知在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力，甲位置时的摩擦力小于乙位置时的摩擦力，C 项正确，D 项错误2B【解析】物体运动的位移 x 与时间 t 的关系图像斜率减小，则物体的速度减小，xt图像是一段抛物线，所以物体做匀减速运动，且2t时刻曲线的切线水平，则此时物体的速度为零，AD 项错误；由 A 分析可得，物体做匀减速直线运动，末速度为零设初速度为0v，加速度大小为 a，由逆向思维可得02150vatt，22152at，解得11st，22.5m sa，05m sv，B 项正确；根据牛顿第二定律得cos30sin30mgmgma，解得32，C 项错误3D【解析】对甲图，若FMg，对整体根据牛顿第二定律有FMgmM a，解得MgaMm，A项错误；对甲图，对质量为 m 的木块根据牛顿第二定律有1mFFTmaMMmm，由上式可知，若mM，则细线的拉力TF，B 项错误；学科网（北京）股份有限公司对乙图，对整体根据牛顿第二定律有MgmM a，解得1MggamMmM，由上式可知，若mM，则整体的加速度大小约为 g，D 项正确；对乙图，对质量为 m 的木块根据牛顿第二定律可得细线的拉力大小为MmgTmaMm，C 项错误4A【解析】若 M、N 带等量同种电荷，电场强度的分布如图所示，A、B 两点与点电荷的距离相等，A、B 两点电势相同，根据对称性可知 A、B 两点电场强度大小相等，由图可知，A、B 两点电场强度方向不同，A 项正确，B 项错误；若 M、N 带等量异种电荷，电场强度的分布如图所示，选无穷远处的电势为零，A、B 两点存同一等势面上，电势相同且均为 0，电场强度大小相等，方向相同，故 CD 项错误5C【解析】由题图知电场线沿 x 轴总指向原点 O，0 x 区域，电场强度方向沿 x 轴正方向；0 x 区域，电场强度方向沿 x 轴负方向一个带电粒子在电场中以原点 O 为中心，沿 x 轴方向做周期性运动，故粒子带正电，A 项错误图线的斜率表示电场强度，在0 x 区域，图线斜率不变，电场强度大小0103Ex；在0 x 区域中，图线斜率不变，电场强度大小0102Ex，B 项错误由能量守恒定律得034qqU，又由003Uxd，得094dx，C 项正确学科网（北京）股份有限公司又由能量守恒定律得20m3142qmv，解得最大速度0m32qvm，D 项错误6B【解析】当滑动变阻器滑片向左滑动时，电路中电阻减小，总电流增大，则1R两端电压增大，因 O 点接地，所以 A 点的电势比 O 点电势高，可得 A 点电势升高，因1R和电源内阻的分压增大，所以OB间的电压减小，而 B 点的电势比 O 点的电势低，故 B 点电势升高，B 项正确，ACD 项错误7A【解析】电场中，由动能定理得212qUmv，粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得22vqvBmd，联立解得228qUmB d，BCD 项错误，A 项正确8AC【解析】由于 A 点到月心的距离不变，根据2MmGmar，可知卫星在轨道 2 经过 A 点时的加速度等于在轨道 1 经过 A 点时的加速度，A 项正确；根据22MmvGmrr得GMvr，假设有一以月心为圆心的圆轨道经过 B 点，根据卫星的速度公式可知此轨道上的速度小于1.7km s，而卫星在圆轨道上的 B 点必须减速才会做近心运动进入轨道 2 运动，所以卫星在轨道 2 经过 B 点时的速率一定小于1.7km s，B 项错误；卫星由轨道 2 变轨到轨道 3，必须在 A 点加速，所以卫星在轨道 3 所具有的最大速率大于在轨道 2 所具有的最大速率，C 项正确；由于卫星由轨道 2 变轨到轨道 3，必须在 A 点加速，机械能增加，所以卫星在轨道 3 所具有的机械能大于在轨道 2 所具有的机械能，D 项错误9BC【解析】根据题意可知，小球向下摆动，有竖直方向的加速度，系统竖直方向上合力不为零，则小球和小环组成的系统动量不守恒，A 项错误；根据题意可知，系统在水平方向上合力为零，则水平方向上动量守恒，运动到最高点时，竖直方向上速度为零，水平方向速度也为零，则重力势能与释放点的相等，即高度相同，B 项正确；根据题意可知，小球运动到最低点时，设小球速度的大小为1v，小环速度的大小为2v，由动量守恒定律有120mvmv，学科网（北京）股份有限公司由机械能守恒定律有2212111 sin22mglmvmv，解得11 sinvgl，C 项正确；根据题意可知，小球相对于小环的速度为12vvv，由牛顿第二定律有2vFmgml，解得54sinFmgmg，D 项错误10AC【解析】设电子进入偏转电场的速度为 v，则根据动熊定理可得2112eUmv，故电子进入偏转电场的速度12eUvm，电子在偏转电场中只受竖直方向的电场力作用，故水平方向做匀速运动；设电压2CDUU时电子的加速度为 a，则22qUqEammd，电子在竖直方向2T时间加速，2T时间匀速；故离开偏转电场的竖直分速度相同，离开偏转电场时的电子速度相同；离开偏转电场到光屏的运动都相同；所以电子在荧光屏上形成的亮线长度等于电子出偏转电场时形成的亮线长度0t 时刻射入 C、D 间的电子经时间 T 恰好能从极板 C 的边缘飞出，偏转量最大，为22112222 2dTT Tyaa，2T时刻射入 C、D 间的电子偏转量最小，为22122Tya，所以亮线长度为2122 23dT Tlyya，A 项正确；保持其他条件不变，只增大1d，电子进入偏转电场的速度不变，后面的运动完全一致，故荧光屏上形成的亮线长度不变，B 项错误；保持其他条件不变，只增大2d，电子在偏转电场的加速度 a 减小，故荧光屏上形成的亮线长度变短，C 项正确；保持其他条件不变，只增大 L，电子在离开偏转电场到达荧光屏的过程中运动完全一致，不会产生位移差，故荧光屏上形成的亮线长度不变，D 项错误二、非选择题二、非选择题111U（2 分）a（2 分）1b（2 分）学科网（北京）股份有限公司【解析】由闭合电路欧姆定律可知xxEURRR，变形可得1xxRERRU，则应以1U为横坐标，R 为纵坐标作出图像，根据数学规律可得出图像图像与纵坐标的交点表示定值电阻，图像的斜率表示xER，xRa，xaERb，则可知1Eb，xRa12（1）9（2 分）0.01（2 分）（2）c（2 分）两次放电电量相等，图线与 t 轴围成的面积相等，另由于21RR，开关掷向 2 瞬间放电电流较小（2 分）【解析】（1）由图可知，最大电流m90mA0.09AI，计算得出最大电压为mm10.09 100V9VUI R，it曲线和两坐标轴所围的面积表示电容器的带电量90mA sQ，由电容器电容的定义式mQCU可得0.01FC（2）第 2 次实验中，电流随时间变化的it曲线应该是图丙中的虚线 c判断依据是：根据mmUiR，因第 2 次实验的最大放电电流小些，故不是 b，根据mmQCU，因两条曲线分别与坐标轴所围成的面积相等，故不是 d 而应该是 c，所以正确答案是 c13（1）1s（2）3m【解析】（1）子弹打入物块的过程中，由动量守恒定律得0 001m vmm v（2 分）物块在木板上滑动至共速过裎中，由动量守恒定律得0102mm vmmM v（2 分）对子弹和物块整体，由动量定理得0021mm gtmmvv（2 分）联立解得物块相对木板的滑行时间211svvtg（1 分）（2）子弹射入物块后，对子弹、物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得22001021122mm gdmm vmmM v（2 分）学科网（北京）股份有限公司联立解得3md（1 分）14（1）916mgL（2）74mgLq4mgLq（3）54mg【解析】（1）未加电场时，小球做平抛运动，水平方向上有03Lv t（1 分）竖直方向上有2142Lgt（1 分）解得0324vgL小球的初动能为2k0019216EmvmgL（1 分）（2）加电场后，小球由 O 到 D 的过程，由动能定理得k0k045ODqmgLEE（2 分）又知0O，解得74DmgLq（1 分）小球由 O 到 E 的过程，由动能定理得k0k04OEqmgLEE（2 分）解得4EmgLq（1 分）（3）在OE上取一点 F，使得74OFL，连接 D、F，则DF为等势线，根据电场线与等势线垂直，且指向低电势处，画出一条电场线如图所示学科网（北京）股份有限公司根据数学知识可知3cot0.754EFDE，53（1 分）电场方向垂直于DF向上E、D 间电势差为94EDmgLUq（1 分）根据cos3 cos53UE DEEL（1 分）解得54mgEq（1 分）带电小球所受电场力的大小54FqEmg（1 分）15（1）0mvqa03av（2）1532a（3）202 3Nmva【解析】（l）由几何关系可知2cos60arr（1 分）可得ra由牛顿第二定律200mvqv Br得（1 分）0mvBqa（1 分）粒子在磁场中运动的时间001263ratvv（1 分）（2）粒子打在 x 轴上的范围如图所示学科网（北京）股份有限公司最右侧，过 P 点向 x 轴作垂线交 x 轴于点 E，2215222aEDaa（2 分）最左侧，F 与 x 轴相切，由几何关系知22322aEFaa（2 分）联立解得 x 轴上能接收到粒子的区域长度 L 为153153222Laaa（1 分）（3）粒子源 P 打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上，如图所示根据几何关系则有12sin2aa（1 分）解得6粒子源 P 打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上的动量的变化量为006212NmvpNmv（1 分）粒子源 P 打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最短时间为100525626aatvv（1 分）粒子源 P 打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最长时间为200022aaaatvvv（1 分）根据动量定理得21F ttp（1 分）学科网（北京）股份有限公司联立解得这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力为202 3NmvFa（2 分）