黑龙江省哈尔滨市是第二十一中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析_第1页
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1、黑龙江省哈尔滨市是第二十一中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 如图1所示,一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内,磁场方向垂直于线圈所在平面(纸面),若规定向里的方向为磁场正方向,则磁感应强度b随t变化的规律如图2所示。以i表示线圈中的感应电流,以图1中线圈上箭头所示方向为电流正方向,则图3中的it图正确的是(    )参考答案:a2. 两根长度均为l的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为+q的小球a、b,并悬挂在o点。当两个小球静止时,它们处在同一高度上,且两细线与竖直方

2、向间夹角均为=30°,如图所示,静电力常量为k,则每个小球的质量为a.     b.     c.     d. 参考答案:a对小球进行受力分析,如图所示:设绳子对小球的拉力为t,根据平衡条件,结合三角知识,可得:,根据库仑定律得,小球在水平方向受到库仑力的大小为:,解得:,故a正确,bcd错误。点睛:对其中一个小球受力分析,由共点力的平衡条件可得出小球所受重力的大小与库仑力大小的数量关系,由库仑力公式可得出小球受到的库仑力的大小,再求得小球的质量。3. 如图,竖直轻质悬线上端固定,下端与均质硬

3、棒ab中点连接,棒长为线长的二倍。棒的a端用铰链墙上,棒处于水平状态。改变悬线的长度,使线与棒的连接点逐渐右移,并保持棒仍处于水平状态。则悬线拉力(a)逐渐减小                         (b)逐渐增大(c)先减小后增大          

4、;      (d)先增大后减小参考答案:a4. 如图所示,飞行器p绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为,下列说法正确的是()a. 轨道半径越大,周期越长b. 轨道半径越大,速度越大c. 若测得周期和张角,可得到星球的平均密度d. 若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度参考答案:ac试题分析:根据公式可得,故半径越大,周期越大,a正确;根据几何知识可得张角越大,半径越小,根据公式可得,半径越小,速度越大,故b正确;对于飞行器,根据万有引力提供向心力得:,由几何关系有:,星球的平均密度,联立可得,则测得周期和张角,可得到星球的平均密

5、度,故c正确;由可得:,可知若测得周期和轨道半径,可得到星球的质量,但星球的半径未知,不能求出星球的平均密度,故d错误考点:考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块,设计的公式和物理量非常多,在做题的时候,首先明确过程中的向心力,然后弄清楚各个物理量表示的含义,最后选择合适的公式分析解题,另外这一块的计算量一是非常大的,所以需要细心计算5. 假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍,地球赤道平面与地球公转平面共面,站在地球赤道某地的人,日落后4小时的时候,在自己头顶正上方观察到一颗恰好有阳光照亮的人造地球卫星,若该卫星在赤道所在平面内做匀速圆周运动则此人造卫星()a

6、. 距地面高度等于地球半径b. 绕地球运行的周期约为4小时c. 绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度相同d. 绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍参考答案:abd试题分析:作出卫星与地球之间的位置关系图,根据几何关系确定卫星的轨道半径设此卫星的运行周期为t1,地球自转的周期为t2,则地球同步卫星的周期也为t2,依据常识我们可以知道t2=24小时根据开普勒第三定律求解t1,由卫星速度公式求速率。解:a项:如图所示:太阳光可认为是平行光,o是地心,人开始在a点,这时刚好日落,因为经过24小时地球转一圈,所以经过4小时,地球转了60°,即:aoc=60°

7、,此时人已经到了b点,卫星在人的正上方c点,太阳光正好能照到卫星,所以根据aoc=60°就能确定卫星的轨道半径为:r=oc=2oa=2r则卫星距地面高度等于地球半径r,故a正确;b项:设此卫星的运行周期为t1,地球自转的周期为t2,则地球同步卫星的周期也为t2,依据常识知道 t2=24h根据开普勒第三定律有:,代入数据得:t1=14400s=4h。故b正确;c项:由于绕地球运行的周期与同步卫星绕地球运行的周期不等,所以绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度不同,故c错误;d项:由得:该卫星与同步卫星绕地球运行的速率之比,即绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍。

8、故d正确。故应选abd。【点睛】这个题的突破口是“恰能在日落后4小时的时候,恰观察到一颗自己头顶上空被阳光照亮的人造地球卫星”,运用几何方法作出卫星的位置,求出这颗卫星的轨道半径是解题的关键。二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 如图所示,一物体在平行于斜面向上的恒力f作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力f做功为60j,此后撤去恒力f,物体又经时间t回到出发点。若以地面为零势能点,则当物体回到出发点时的动能为_j,在撤去恒力f之前,当物体的动能为7j时,物体的机械能为_j。参考答案:60; 28  7. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大

9、的能量,该反应方程为:,式中x是某种粒子。已知:、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u;1u=931.5mev/c2,c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知,粒子x是_,该反应释放出的能量为_ mev(结果保留3位有效数字);参考答案:(1)      ;17.6;(2)  ; (1)根据核反应方程遵循的规律可得:;根据爱因斯坦质能方程emc2可得:e(2.0141+3.01614.00261.0087)×931.5mev17.6 mev8. 一个同学在研究小球自由

10、落体运动时,用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为s,测得7.68cm,12.00cm,用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_m/s2,图中x2约为_cm。(结果保留3位有效数字)参考答案:4.5,9.69. 图示为探究牛顿第二定律的实验装置,该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离,另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为m和m.下面说法正确的是_a用该装置可以测出滑块的加速度b用该装置探究牛顿第二定律时,要保证拉力近似等于沙桶的重力,因此必须满足m<<mc可以用该装置验证机

11、械能守恒定律,但必须满足m<<md可以用该装置探究动能定理,但不必满足m<<m参考答案:ab10. 某同学用dis系统在实验室做“单摆的周期t与摆长l的关系”实验,通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图像,由图可知,两次实验中单摆的频率之比=    ;两单摆摆长之比   参考答案:4:3     (2分);      9:1611. 原长为16cm的轻质弹簧,当甲、乙两人同时用100n的力由两端反向拉时,弹簧长度变为18cm;若将弹簧一端固定在墙上,

12、另一端由甲一人用200n的拉,这时弹簧长度变为 _cm,此弹簧的劲度系数为 _ n/m参考答案:20   _      5000    _12. 11某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前,提出了以下几种猜想:wv,wv2,w。他们的实验装置如下图所示,pq为一块倾斜放置的木板,在q处固定一个速度传感器,物块从斜面上某处由静止释放,物块到达q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理,本实验还需测量的物理量是        

13、   ;根据实验所测数据,为了直观地通过图象得到实验结论,应绘制          图象。参考答案:物块初始位置到测速器的距离l    l-v2物块在斜面上所受合力f不变,由得,可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离l,由于l与v2成正比,所以应绘制l-v2图象。13. 如图所示,一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化,状态a与状态b 的体积关系为va  vb(选填“大于”、“小于”或“等于”); 若从a状态到c状态的

14、过程中气体对外做了50j的功,则此过程中_ _(选填“吸热”或“放热”)参考答案:小于;吸热试题分析:状态a与状态b,压强不变,温度升高,根据气体状态方程,体积增大,所以va 小于vb。从a状态到c状态的过程中,温度不变,内能不变,根据热力学定的表达式u=q+w,知道此过中吸热吸收的热量50j。考点:理想气体的状态方程三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14. 如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上p点从这一时刻起的振动图象,试讨论: 波的传播方向和传播速度. 求02.3 s内p质点通过的路程.参考答案:x轴正方向传播,5.0m/s 2.3m解:(1)根据振

15、动图象可知判断p点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动,则波沿x轴正方向传播,由甲图可知,波长=2m,由乙图可知,周期t=0.4s,则波速(2)由于t=0.4s,则,则路程【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向,可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法,知道波速、波长、周期的关系.15. (7分)一定质量的理想气体,在保持温度不变的的情况下,如果增大气体体积,气体压强将如何变化?请你从分子动理论的观点加以解释如果在此过程中气体对外界做了900j的功,则此过程中气体是放出热量还是吸收热量?放出或吸收多少热量?(简要说明理由)参考答案:气体压强减小(1分)一定质量的气体,温度不变

16、时,分子的平均动能一定,气体体积增大,分子的密集程度减小,所以气体压强减小(3分)一定质量的理想气体,温度不变时,内能不变,根据热力学第一定律可知,当气体对外做功时,气体一定吸收热量,吸收的热量等于气体对外做的功量即900j(3分)四、计算题:本题共3小题,共计47分16. 如图所示,离地面高h=5.45m的o处用不可伸长的细线挂一质量为04kg的爆竹(火药质量忽略不计),线长l=045m。把爆竹拉起使细线水平,点燃导火线后将爆竹无初速度释放,爆竹刚好到达最低点b时炸成质量相等的两块,一块朝相反方向水平抛出,落到地面a处,抛出的水平距离为x=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点c。

17、空气阻力忽略不计,取g=10m/s2。求:(1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v1的大小;(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力t的大小。参考答案:17. 钓鱼岛是我国固有领土,决不允许别国侵占,近期,为提高警惕保卫祖国,我人民海军为此进行登陆演练,假设一艘战舰因吨位大吃水太深,只能停锚在离海岸登陆点s=1km处。登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角=30°,为保证行动最快,队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时开始向快艇

18、以速度v0=ms平抛救生圈,第一个刚落到快艇,接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇,若人的质量m,重力加速度g=10ms2,问:(1)军舰甲板到快艇的竖直高度h=? 队员甲在绳索上运动的时间t0=?(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等,则队员甲在何处速度最大?最大速度多大?(3)若登陆艇额定功率5kw,载人后连同装备总质量103kg,从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度10ms,则登陆艇运动的时间t'=?参考答案:见解析18. 在光滑的冰面上放置一个截面圆弧为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面体,一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上已知小孩和冰车的总质量为m1=4kg,小球的质量为m2=2kg,曲面体的质量为m3=6kg某时刻小孩将小球以v0=4m/s的速度向曲面体推出(如图所示)()求小球在圆弧面上能上升的最大高度;()小孩将球推出后能否再接到小球?参考答案: 解:(

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