天津南开区第七十四中学2021-2022学年高三物理月考试题含解析

天津南开区第七十四中学2021-2022学年高三物理月考试题含解析一、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.A、B是天花板上两点，一根长为l的细绳穿过带有光滑孔的小球，两端分别系在A、B点，如图甲所示；现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点，如图乙所示．小球和铁链的质量相等，均处于平衡状态，A点对轻绳和铁链的拉力分别是F1和F2，球的重心和铁链重心到天花板的距离分别是h1和h2，则（）A．F1＜F2，h1＜h2 B．F1＞F2，h1＜h2 C．F1＞F2，h1＞h2 D．F1=F2，h1＞h2参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】球的重心在球上，链的重心不在链上；对绳和链分别进行受力分析根据平衡条件列方程求解．【解答】解：因为是轻绳，所以绳子的质量不计，则图甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而图乙中铁链的质量是均匀的，故其重心在一定在最低点的上方，故h1＞h2，；对球和链受力分析，如图：A点对链的拉力沿着绳子的方向，A点对链子的拉力沿着该处链子的切线方向，故图乙中AB两点对链子拉力的夹角比较小，由力的合成知识知，F2较小，故选：C．2.（单选）如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距为2L.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为(C)参考答案：C3.如图所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处，若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出A．b的下方B．b的上方C．b处D．无法确定参考答案：C4.a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9．6×106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6．4×106m，地球表面重力加速度g=10m/s2，π=）参考答案：B5.下列说法正确的是

A．速度的变化量越大，加速度就越大

B．在匀变速直线运动中，速度方向与加速度方向不一定相同

C．平抛运动是匀变速曲线运动

D．匀速圆周运动的线速度、角速度、周期都不变参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g。一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为＿＿＿＿，角速度大小为＿＿＿＿＿。参考答案：，7.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：8.如图所示，一辆长L=2m,高h=0.8m,质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ=0.3。当车速为v0=7m／s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时。那么，经过t=

s物块离开平顶车；物块落地时，落地点距车前端的距离为s=

m。参考答案：0.31

4.16

9.氢原子的能级如图所示，设各能级的能量值分别为，且，n为量子数。有一群处于n=4能级的氢原子，当它们向低能级跃迁时，最多可发出

种频率的光子。若n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时，发出的光子照射到某金属时恰能产生光电效应现象，则该金属的极限频率为

（用，普朗克常量表示结果），上述各种频率的光子中还能使该金属产生光电效应的光子有

种。参考答案：10.如图所示是一定质量的理想气体状态变化过程中密度随热力学温度变化的曲线，则由图可知：从A到B过程中气体

（吸热、放热），从B到C过程中，气体的压强与热力学温度的关系为

（P与T成正比，P与T的平方成正比）参考答案：吸热

P与T的平方成正比11.如图所示，是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则大齿轮边缘的线速度为

，自行车前进的速度为

。参考答案：

，

12.已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群处于n=4的氢原子在向低能级跃迁的过程中，可能辐射

▲

种频率的光子，有

▲

种频率的光能使钙发生光电效应．

参考答案：6（1分）

3（2分）13.4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后的质子H轰击静止的X，生成两个He。上述核反应方程中的X核的质子数为___________，中子数为____________。参考答案：3

4三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________．(填代号)A．游标卡尺B．秒表C．坐标纸D．天平E．弹簧测力计F．重垂线实验中，下列说法正确的是________．A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．需使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较正确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来（2）平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图7中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算公式为v0＝________(用l、g表示)，其值是________．参考答案：15.在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图装置，如图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．(1)往沙桶中加入定量的沙子，当M与m的大小关系满足______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在释放小车______选填“之前”或“之后”接通打点计时器的电源，在纸带上打出系列的点．(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图2，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是______，当打点计时器打B点时小车的速度是______；结果保留三位有效数字(3)小张同学用同装置做实验，他们俩在同坐标系中画出了关系图，如图3，小张和小王同学做实验，哪个物理量是不同的______．参考答案：

(1).（1）M＞＞m；

(2).之前；

(3).（2）0.390；

(4).0.377；

(5).（3）小车质量M。解：（1）假设小车的加速度为a，拉力为F，对沙桶及沙：mg-F=ma；对小车：F=Ma；

联立得：，故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg。

由于人的反应时间有0.1s左右，故为提高打出的有效点的个数，应该先接通电源，待打点稳定后再接通电源。

（2）纸带上每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点之间的时间间隔是T=0.1s。

根据逐差法求解加速度：，

根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：

B点的速度（3）根据F=ma可得a=，即a-F图象的斜率等于小车的质量，故两人的实验中小车质量M不同。【点睛】能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，倾角为30°的足够长斜面固定于水平面上，轻滑轮的顶端与固定于竖直平面内圆环的圆心0及圆环上的P点在同一水平线上，细线一端与套在环上质量为m的小球相连，另一端跨过滑轮与质量为M的物块相连。在竖直向下拉力作用下小球静止于Q点，细线与环恰好相切，0Q、OP问成53°角。撤去拉力后球运动到P点速度恰好为零。忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：(1)拉力的大小F；(2)物块和球的质量之比；(3)球向K运动到Q点时，绷线张力T的大小。参考答案：（1）（2）M∶m＝12∶5（3）【分析】（1）根据平衡条件，对M和m分别列出平衡方程即可；（2）对M和m列出系统机械能守恒，即可求解；（3）对M和m根据牛顿第二定律列出方程即可；【详解】（1）设细线的张力为，根据平衡条件可以得到：物块M：球m：得到：；（2）设环的半径为R，球运动至P过程中，球上升高度为：物块沿斜面下滑的距离为：由机械能守恒定律有：得到：；（3）设细线的张力为T，根据牛顿第二定律可以得到：物块M：球m：解得：(或，)。【点睛】本题考查了平衡条件、牛顿第二定律以及机械能守恒的应用，关键对m和M进行受力分析，根据运动情况恰当的选择定律进行求解即可。17.（12分）如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道Ⅰ上．在卫星经过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ．已知地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球的半径为R．求：（1）近地轨道Ⅰ上的速度大小；