2022辽宁省名校联盟高三上学期9月联合考试物理试题含答案

辽宁省名校联盟2022届高三9月份联合考试

物理

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1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10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．以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是（    ）

A．物理学定义瞬时速度的概念应用了极限思想的方法

B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并通过实验进行了验证

C．康普顿效应说明光具有波动性

D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂的结构

2．下列关于波粒二象性和原子物理知识，表述正确的是（    ）

A．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

B．重核裂变的过程出现质量亏损，释放能量

C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子是可以再分的

D．的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短

3．潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”．我国南海舰队的某常规型潜艇，是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底“掉深”后，还能自救脱险的潜艇，创造了世界潜艇发展史上的奇迹．如图甲所示，某总质量为的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行．时刻，该潜艇“掉深”，在时间内潜艇竖直方向的图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）．重力加速度取，不计水的粘滞阻力，则（    ）

A．潜艇在“掉深”前的速度为

B．潜艇在高密度海水区域受到的浮力为

C．潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为

D．潜艇“掉深”后在时间内处于超重状态

4．根据机动车的运动情况，绘制如图图像，已知其在水平路面沿直线行驶，规定初速度的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定．请判定以下合理的说法是（    ）

A．机动车牵引力恒定且大于阻力   B．机动车的初速度

C．机动车的加速度为    D．机动车在前3秒的位移是

5．歼-20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为．飞机的重力为，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是（    ）

A．    B．   C．    D．

6．如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为的物块、（物块与弹簧拴接），初始时物块均处于静止状态．现对物块施加一个竖直向上的恒力，重力加速度为，则由静止开始向上运动到物块、恰好分离的过程中，以下说法正确的是（    ）

A．物块做匀加速运动     B．物块的速度先增大后减小

C．恰好分离时物块的加速度大小为 D．物块上升的高度为

7．如图所示，一只杯子固定在水平桌面上，将一块薄纸板盖在杯口上并在纸板上放一枚鸡蛋，现用水平向右的拉力将纸板快速抽出，鸡蛋（水平移动距离很小，几乎看不到）落入杯中，这就是惯性演示实验．已知鸡蛋（可视为质点）离纸板左端的距离为，鸡蛋和纸板的质量均为，所有接触面的动摩擦因数均为，重力加速度为，若鸡蛋移动的距离不超过就能保证实验成功，则所需拉力的最小值为（    ）

A．   B．   C．   D．

8．下列说法不正确的是（    ）

A．布朗运动证明液体中的花粉颗粒在做永不停息地无规则运动

B．某些物质能够生成种类不同的晶体，因为它的物质微粒能够形成不同的空间结构

C．第二类永动机无法实现是因为违反了热力学第一定律

D．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力

9．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为、的两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．分别用频率为、的两种光照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是（    ）

A．图丙中的图线所表示的光的光子能量为

B．图乙研究阴极K的遏止电压与照射光频率关系时，电源左侧为负极

C．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离

D．用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时小

10．天然放射性元素镭放出的粒子动能约为，用粒子轰击氮原子核，核反应可能不止有一种，比如：①；②等，我们可以通过计算判断其是否有可能发生．已知：各原子核的相对原子质量如下表所示，其中1u的质量对应931．5MeV的能量，下列关于第②种核反应的说法中正确的是（    ）

A．第②种核反应为放能反应，一次核反应放出的能量约为

B．第②种核反应为吸能反应，一次核反应吸收的能量约为

C．用该粒子（）轰击静止的靶核（），可能发生第②种核反应

D．若用的粒子轰击静止的靶核（），可能发生第②种核反应

二、非选择题：本题共5小题，共54分．

11．（6分）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量与弹力成正比，即，的值与橡皮筋未受到拉力时的长度、横截面面积有关，理论与实践都表明，其中是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．

（1）在国际单位制中，杨氏模量的单位应该是______．

A．    B．    C．   D．

（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量的值．首先测出不挂砝码时橡皮筋下端对应的标尺刻度，然后在橡皮筋下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出橡皮筋下端对应的标尺刻度，所得数据如下表：（重力加速度取）

根据所测数据，在图乙中作出标尺刻度与砝码质量的关系曲线．

（3）利用测量工具测得橡皮筋的长度，橡皮筋未受到拉力时的直径，那么根据所测的数据推测，这种橡皮筋的杨氏模量______（保留两位有效数字）．

12．（8分）为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数，一同学设计了如图甲所示的实验装置，为带滑轮的滑块，为盛有砂的砂桶．

（1）实验时，必须要进行的操作是______．

A．用天平测量出砂和砂桶的质量

B．调整滑轮的位置，使绳与桌面平行

C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量

D．滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放滑块

（2）该实验中得到如图乙所示的一条纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出，打点计时器电源频率为，根据纸带可以求出滑块的加速度______（保留两位有效数字）．

（3）通过改变砂的质量，得到滑块加速度和力传感器示数的关系如图丙所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为，则滑块和桌面间的动摩擦因数______（用、表示）．

（4）的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）．

13．（10分）如图所示，用活塞将热力学温度为的气体封闭在竖直汽缸里，活塞的质量为、横截面积为S，活塞到汽缸底部的距离为．现对缸内气体缓慢加热一段时间，使活塞上升后立即停止加热．已知气体吸收的热量与其温度差的关系为（为正的常量），大气压强为，重力加速度大小为，活塞、汽缸均用绝热材料制成，缸内气体视为理想气体，不计一切摩擦．求：

（1）停止加热时，缸内气体的压强和热力学温度．

（2）加热过程中气体内能改变量．

14．（12分）甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶，甲车的速度为，乙车的速度为，乙车在甲车的前面．当两车相距时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以的加速度刹车，后立即改做匀速运动；乙车刹车的加速度为．求：

（1）两车经过多长时间速度相等．

（2）两车经过多长时间相遇．

15．（18分）如图所示，传送带的倾角，从到长度为，传送带以的速度逆时针转动．在传送带上端无初速度地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为．煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知，，取，不计空气阻力和煤块质量变化，求：

（1）煤块到点时速度的大小．

（2）煤块从到的过程中传送带上留下划痕的长度．

（3）若传送带从静止开始以加速度逆时针加速转动，设沿传送带向下为摩擦力正方向，请写出煤块在传送带上运动过程中所受摩擦力与加速度的关系式，并画出图像（需要在图中标注出转折点的坐标值）．

参考答案及解析

1．【答案】A

【解析】速度定义式为，采用极限的思想，当非常小趋近于零时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，A项正确；伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论，B项错误；康普顿效应说明光具有粒子性，C项错误；卢瑟福根据粒子散射实验结果，提出原子核式结构学说，说明原子内部有复杂结构，D项错误．

2．【答案】B

【解析】德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，A项错误；重核裂变的过程释放能量，质量亏损，B项正确；天然放射性现象的发现使人们认识到原子核是可以再分的，C项错误；半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关，所以随地球环境的变化，其半衰期不变，D项错误．

3．【答案】D

【解析】图像表示潜艇“掉深”后竖直方向速度的变化情况，“掉深”前在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，所以不知道“掉深”前的速度，A项错误；因潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，潜艇在高密度海水区域受到的浮力等于潜艇的重力，为，B项错误；根据图像，潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为，C项错误；潜艇“掉深”后在时间内，加速度方向向上，处于超重状态，D项正确．

4．【答案】B

【解析】由=可知，将等式变形为，由图像的两个交点可得，，机动车做初速度为、加速度为的匀减速运动，牵引力小于阻力，A、C项错误，B项正确；由可判断，机动车在时停止运动，由，则机动车在前3秒的位移，D项错误．

5．【答案】D

【解析】飞机受到重力、发动机推力、升力和空气阻力，重力的方向竖直向下，升力的方向竖直向上，空气阻力的方向与垂直，如图，歼-20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航，则有水平方向，竖直方向，，解得，则，则观察表达式为开口向上、对称轴为的抛物线，即当时取得最小值，将其代入表达式，解得，故选D项．

6．【答案】C

【解析】上升过程中、整体向上做加速度减小的加速运动，A项错误；物块速度一直在增大，B项错误；设初始时弹簧的压缩量为，根据胡克定律有，解得，设当物块、恰好分离时弹簧的压缩量为，对物块、分别应用牛顿第二定律有，，联立解得，，则物体上升的高度为，D项错误，C项正确．

7．【答案】C

【解析】当纸板相对鸡蛋运动时，设鸡蛋的加速度为，纸板的加速度为．为确保实验成功，即鸡蛋移动的距离不超过，则纸板抽出时鸡蛋运动的最大距离，纸板运动距离为：，联立解得．根据牛顿第二定律得，对鸡蛋有，得，；对纸板有，，，解得，故选C项．

8．【答案】ACD

【解析】花粉颗粒在液体中的布朗运动只能说明液体分子在做无规则运动，不能说明花粉分子在做无规则运动，A项错误；物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构，B项正确；第二类永动机违背热力学第二定律，所以是制造不出来的，C项错误；表面张力是液体表面层分子间的作用力，D项错误．

9．【答案】CD

【解析】图丙中的图线所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从到的跃迁，则光子能量为，A项错误；研究阴极K的遏止电压与照射光频率关系时，阴极K电势高，电源左侧应为正极，B项错误；处于第4能级的氢原子至少要吸收的能量才能电离，C项正确；用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，遏止电压小于图线表示的光子的遏止电压，可知表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更小，D项正确．

10．【答案】BD

【解析】由于，说明反应后原子核的质量在增加，该反应为吸能反应，且，A项错误，B项正确；由反应前后动量守恒和能量守恒可知当反应后共速时，用的粒子实验，生成新核的总动能为：，系统损失的动能最多为，该能量小于发生核反应所需要吸收的，故不能发生第②种核反应，C项错误；同理，初动能达到，损失动能最多为，大于反应所需要的能量，该反应可以发生，D项正确．

11．【答案】（1）D（2分）   （2）描点作图见解析（2分）

（3）（或）（2分）

【解析】（1）在弹性限度内，弹力与伸长量成正比，，由题意可知，则，解得杨氏模量，各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是，故选D项．

（2）如图，前5格是直线，后端是平滑曲线．

（3）根据图像可以看出，在开始的一段范围内，满足胡克定律，可得橡皮筋的劲度系数，根据，求得．

12．【答案】（1）BD（2分） （2）0.88（2分） （3）（2分） （4）偏大（2分）

【解析】（1）滑块受到的拉力可由力传感器读出，故砂和砂桶的质量可以不用测量，也不需要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量，A、C项错误；调整滑轮的位置，使绳与桌面平行，从而保证实验过程中拉力恒定，B项正确；滑块需靠近打点计时器，先接通电源，再释放滑块，D项正确．

（2）依题意，可得相邻两计数点的时间间隔为，利用逐差法可得：滑块的加速度大小为．

（3）因为力传感器示数为横坐标，加速度为纵坐标，对滑块，由牛顿第二定律，得，由图内可知，解得．

（4）由于实验过程中打点计时器与纸带之间存在摩擦力，故测量值比真实值偏大．

13．【答案】（1）    （2）

【解析】（1）根据活塞受力平衡可得（1分）

解得（1分）

加热过程中，缸内气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律有

（2分）

解得（1分）

（2）加热过程中，气体对外界做的功为（1分）

加热过程中，气体吸收的热量为（1分）

根据热力学第一定律有（2分）

解得（1分）

14．【答案】（1）或  （2）或或

【解析】（1）内：，（1分）

两车速度相等时，得（1分）

之后，，（1分）

解得（1分）

（2）在甲减速时，设经时间相遇，甲和乙的位移分别为、

则有，（1分）

且（1分）

解得，（1分）

当时，甲车，乙车（1分）

甲车的速度小于乙车的速度，但乙车做减速运动，设再经甲追上乙，有（1分）

解得（1分）

即甲、乙第三次相遇的时间为（1分）

乙减速到0所用时间，此时乙仍在做减速运动，此解成立．（1分）

15．【答案】（1）  （2） （3）关系式及图像见解析

【解析】（1）开始阶段：（1分）

解得（1分）

煤块加速至与传送带共速所需时间（1分）

发生的位移（1分）

由于，所以煤块加速到时仍未到达点，此时摩擦力方向改变

第二阶段：（1分）

解得（1分）

设第二阶段煤块滑动到所需的时间为，则

解得（舍去），（1分）

煤块在点的速度为

（1分）

（2）第一阶段煤块相对传送带向上移动，煤块位移为

传送带位移为（1分）

煤块相对传送带上移（1分）

第二阶段煤块相对传送带向下移动，煤块的位移为

传送带位移（1分）

煤块相对传送带下移（1分）

由于，故传送带表面留下黑色划痕的长度为（1分）

（3）①若，煤块相对传送带以向下加速运动，二者之间为滑动摩擦，方向沿斜面向上，则此时（1分）

②若，煤块与传送带相对静止，此时静摩擦力由牛顿第二定律有，则（1分）

③若，煤块一直加速运动，二者之间为滑动摩擦力，方向沿斜面向下，则此时摩擦力（1分）

图像如图所示

（2分）