江西省赣西五校2021届高三上学期物理联考试卷

试卷更新日期：2020-11-24 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。现对电路中一段金属直导线进行分析：设该导线电阻率为ρ，导线内场强为 E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示。则下列表达式正确的是（）

A、 $j = n ρ v$ B、 $ρ = n e v$ C、 $E = \frac{j}{ρ}$ D、 $E = ρ j$

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2. 已知一质点做变加速直线运动，初速度为10m/s；其加速度随位移线性减小的关系满足条件a=8－2x，当位移为3m时质点瞬时速度更接近（）

A、11.4m/s B、11.5m/s C、11.6m/s D、11.7m/s

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3. 如图，从高H处的A点先后平抛两个小球1和2，球1刚好直接越过竖直挡板MN落到水平地面上B点，球2则与地面碰撞两次后，刚好越过竖直挡板MN，也落在B点。设球2每次与水平面碰撞都是弹性碰撞，空气阻力忽略不计，则竖直挡板MN的高度h是（）

A、 $\frac{3}{4} H$ B、 $\frac{5}{9} H$ C、 $\frac{3}{5} H$ D、 $\frac{4}{5} H$

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4. 如图，光滑圆弧槽面末端切线水平，并静置一质量为m₂的小球Q，另一质量为m₁的小球P从槽面上某点静止释放，沿槽面滑至槽口处与Q球正碰，设碰撞过程中无能量损失，两球落地点到O点水平距离之比为1：3，则P、Q两球质量比不可能是（）

A、3：1 B、3：5 C、2：3 D、1：7

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5. 如图所示电路中，电阻A，B、c、d的阻值均为r，其他电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 2 ： 1$ ，M、N间输入的正弦式交变电流的电压有效值为U，则电阻a中的电流有效值大小为（）

A、 $\frac{2 U}{3 r}$ B、 $\frac{3 U}{5 r}$ C、 $\frac{3 U}{2 r}$ D、 $\frac{2 U}{r}$

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6. 如图所示，空间直角坐标系的xOz平面是光滑水平面，空间中有沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有两块平行的薄金属板，彼此闻距为d，构成一个电容为C的电容器，电容器的下极板放在xOz平面上；在两板之间焊接一根垂直于两板的电阻不计的金属杆MN，已知两板和杆MN的总质量为m，若对杆MN施加一个沿x轴正方向的恒力F，两金属板和杆开始运动后，则（）

A、金属杆MN中存在沿N到到M方向的感应电流 B、两金属板间的电压始终保持不变 C、两金属板和杆做加速度大小为 $\frac{F}{B^{2} d^{2} C}$ 的匀加速直线运动 D、单位时间内电容器增加的电荷量为 $\frac{C B d F}{m + B^{2} d^{2} C}$

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7. 如图所示，A，B、C三个带电小球质量均为m，A，B分别穿在同一竖直线上的两根绝缘细杆上，上方细杆粗糙，下方细杆光滑。已知A，B带电量大小均为q₀ ，且A带正电，当系统处于静止状态时，AB和AC间距相等，A，C间绝缘细线与竖直细杆成60°角，细线伸直且恰无拉力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则（）

A、C小球带电量大小为 $\frac{1}{3} q_{0}$ B、A，C间的绝缘细线长为 $q_{0} \sqrt{\frac{2 k}{m g}}$ C、A小球受到细杆的摩擦力大小为2mg D、若保持B小球位置不变，缓慢增加B的带电量，使A，C两球处于同一水平线，则此时A，C间的绝缘细线拉力大小为0

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二、多选题

8. 下列说法正确的是（）

A、氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和 B、光波是一种概率波，光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质 C、对 $α$ 粒子散射实验的数据进行分析，可以估测核半径 D、光电效应中光电流的饱和值与照射光的频率和强度均有关

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9. 一质量为m的飞机在水平跑道上准备起飞，受到竖直向上的机翼升力，大小与飞机运动的速率平方成正比，记为 F₁=k₁v² ；所受空气阻力也与速率平方成正比，记为 F₂=k₂v²。假设轮胎和地面之间的阻力是正压力的μ倍（μ<0.25 ，若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重力的0.25倍。在飞机起飞前，下列说法正确的是（）

A、飞机一共受5个力的作用 B、飞机可能做匀加速直线运动 C、飞机的加速度可能随速度的增大而增大 D、若飞机做匀加速运动，则水平跑道长度必须大于 $\frac{2 m}{k_{1} (1 + 4 μ)}$

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10. 我国正在建设北斗卫星导航系统，根据系统建设总体规划，计划2018年，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务，2020年前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用户提供服务。2018年1月12日7时18分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星，将与前25颗卫星联网运行.其中在赤道上空有2颗北斗卫星A、B绕地球做同方向的匀速圆周运动，其轨道半径分别为地球半径的 $\frac{5}{4}$ 和 $\frac{5}{3}$ ，且卫星B的运动周期为T。某时刻2颗卫星与地心在同一直线上，如图所示。则下列说法正确的是（）

A、卫星A，B的加速度之比为 $\frac{16}{9}$ B、卫星A，B的周期之比为是 $\sqrt[3]{\frac{9}{16}}$ C、再经时间t= $\frac{3 （ 8 \sqrt{3} - 9 ） T}{148}$ ，两颗卫星之间可以直接通信 D、为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要4颗卫星

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11. 如图所示，已知物快与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块材料不同的地毯长度均为L，并排铺在水平地面上，该物块以一定的初速度 $v_{0}$ 从a点滑上第一块地毯，则物块恰好滑到第三块地毯末端d点停下，物块在运动中地毯保持静止。若让物块从d点以相同的初速度水平向左滑上地毯直至停止运动，下列说法正确的是（）

A、两个过程中物块与地毯摩擦产生热相同 B、两次物块通过c点的速度大小相等 C、两个过程中物块所受摩擦力冲量相同 D、第二次物块向左运动至停止所用时间比第一次更长

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12. 如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨 $M A C$ 、 $N B D$ 水平放置， $M A$ 、 $N B$ 间距 $L = 0.4 m$ ， $A C$ 、 $B D$ 的延长线相交于点 $E$ 且 $A E = B E$ ， $E$ 点到 $A B$ 的距离 $d = 6 m$ ， $M$ 、 $N$ 两端与阻值 $R = 2 Ω$ 的电阻相连。虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场，磁感应强度 $B = 1 T$ ，一根长度也为 $L = 0.4 m$ 、质量为 $m = 0 .6kg$ 电阻不计的金属棒，在外力作用下从 $A B$ 处以初速度 $v_{0} = 2 m / s$ 沿导轨水平向右运动，棒与导轨接触良好，运动过程中电阻 $R$ 上消耗的电功率不变。则：（）

A、电路中的电流 $I = 0.4 A$ B、金属棒向右运动 $\frac{d}{2}$ 过程中克服安培力做的功 $W = 0.72 J$ C、金属棒向右运动 $\frac{d}{2}$ 过程中外力做功的平均功率 $P = 5.32 W$ D、金属棒向右运动 $\frac{d}{2}$ 过程中在电阻中流过的电量 $Q = 0.45 C$

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三、实验题

13. 小斌做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图所示，悬挂在 $O$ 点的单摆由长为 $l$ 的细线和直径为 $d$ 的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续向右摆动，小球B做平抛运动．

(1)、小斌用游标卡尺测小球A直径如图所示，则 $d =$ $mm$ ．又测得了小球A质量 $m_{1}$ ，细线长度 $l$ ，碰撞前小球A拉起的角度 $α$ 和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移 $x$ 、竖直下落高度 $h$ ，重力加速度为 $g$ ，为完成实验，还需要测量的物理量有
A．小球B的质量 $m_{2}$

B．A与B碰前的运动时间 $t$

C．碰后小球A摆动的最大角度 $β$

(2)、如果满足等式（用实验测得的物理量符号表示），我们就认为在碰撞中系统的动量是守恒的。

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14. 国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m，某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：

电源(电动势的为3V，内阻可忽略)；

理想电压表V₁(量程为3V)；

理想电压表V₂(量程为3V)；

定值电阻R₁(阻值4kΩ)；

定值电阻R₂(限值2kΩ)；

电阻箱R(最大限值9999Ω)；

单刀双掷开关S，导线若干；

游标卡尺，刻度尺

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测坡璃管的内径d=30.0mm；

B．向坡璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V₁示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V₂示数与电压表V示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E.改变坡璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F.断开S，整理好器材。

(1)、坡璃簪内水柱的电阻值R的表达式为：R=（用R₁、R₂、R表示）)：

(2)、利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的 $R - \frac{1}{L}$ 关系图象。则自来水的电阻率 $ρ$ =Ω·m（保留两位有效数字）；

(3)、本实验中若电压表V₁内阻不是很大，则自来水电阻率测结果将（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

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四、解答题

15. 如图，AOB是游乐场中滑道模型，它位于竖直平面内，由两个半径都是R的 $\frac{1}{4}$ 圆周连接而成，它们的圆心O₁ ， O₂与它两圆弧得到连接点O在同一竖直线上，O₂B沿水池的水面，一小滑块可由弧AO的任意点从静止开始下滑。

(1)、若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中，在两个圆弧上滑过的弧长相等，则小滑块开始下滑时应在AO何处?（用该处到O₁的连线与竖直线夹角表示）

(2)、凡能在O点脱离滑道的小滑块，其落水点到O₂的距离范围?

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16. 阿尔法磁谱仪（简称AMS）是美籍华裔物理学家丁肇中构思，由中国参与建造的探测反物质和暗物质的仪器。图甲是AMS在空间站的实验场景，其工作原理可简化为如图乙所示：在xOy平面内，以M(0，-R)为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在 $y \geq 0$ 的区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小相等。在第一象限有与x轴成45°角倾斜放置的接收器与x、y轴交于Q、P两点，且OQ间距为 $(\sqrt{2} + 1) R$ 。在圆形磁场区域左侧 $- 2 R \leq y \leq 0$ 的区域内，均匀分布着质量为m、电荷量为e的一簇质子，所有质子均以速度v沿x轴正向射入圆形磁场区域，其中正对M点射入的质子经偏转后从O点进入x轴上方的磁场。不计质子的重力，不考虑质子间的相互作用。求：

(1)、磁感应强度B的大小；

(2)、正对M点射入的质子，射入磁场后经多长时间到达接收器PQ；

(3)、接收器PQ被质子打中的区域的长度。

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17. 如图所示为某实验装置示意图，A，B、O在同一竖直线上，一根轻质弹性绳一端固定在天花板上A点，另一端绕过B处的定滑轮后系在一个质量为m = 0.8 kg的小物体上，小物体置于地面上O处时，弹性绳中弹力为 $\frac{1}{2}$ mg，将小物体向右推到O₁点，OO₁距离为x₁ = 0.3 m，小物体由静止释放，并水平向左滑行，当小物体经过O点时与弹性绳脱离，之后恰能运动至M处，OM距离为s = 0.075 m，已知弹性绳原长等于AB距离，且始终不超过弹性限度，弹性势能为 $E_{p} = \frac{1}{2} k {(Δ l)}^{2}$ ，∆l为形变量大小，小物体与地面的动摩擦因数为μ = 0.5，g = 10m/s²。求：

(1)、小物体运动到O位置时的速度大小v；

(2)、弹性绳的劲度系数k；

(3)、小物体的向左最大速度v_m。

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18. 如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S＝100 cm².活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B ， A、B的质量均为m＝62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.8.两物块间距为d＝10 cm.开始时活塞距缸底L₁＝10 cm，缸内气体压强p₁等于外界大气压强p₀＝1×10⁵ Pa，温度t₁＝27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g＝10 m/s²)求：

①物块A开始移动时，汽缸内的温度；

②物块B开始移动时，汽缸内的温度.

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19. 如图所示，A，B是两条相距为L不同颜色的平行光线，沿与玻璃砖上表面成30°角入射，已知玻璃砖对单色光a的折射率为 $\sqrt{3}$ ，玻璃砖的厚度为h，不考虑折射光线在玻璃砖下表面的反射，光在真空中的速度为c.

①求单色光a在玻璃中的传播时间；

②当玻璃砖厚度h与两光线距离L满足 $\frac{h}{L} = 3 + \sqrt{3}$ 时，玻璃砖下面只有一条光线，求单色光b在上表面的折射角.

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