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文档简介
辽宁省鞍山市海城同泽中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析一、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.(单选)已知引力常量G,则还需知道下面哪一选项中的数据,可以计算地球的质量?A.已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离B.已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离C.已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度D.已知地球同步卫星离地面的高度参考答案:B2.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与两相同的定值电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab质量为m,棒的电阻R=0.5R1,棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,定值电阻R2消耗的电功率为P,此时下列正确的是A.此装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcosθ
B.此装置消耗的机械功率为μmgvcosθC.导体棒受到的安培力的大小为 D.导体棒受到的安培力的大小为参考答案:AC3.下列说法正确的是_______(填写选项前的字母代号)(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.物体吸收热量,其温度不一定升高
B.热量只能从高温物体向低温物体传递C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
E.第二类永动机是不能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律参考答案:4.(多选题)“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示,已知桶壁的倾角为θ,车和人的总质量为m,做圆周运动的半径为r,若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力,下列说法正确的是()A.人和车的速度为 B.人和车的速度为C.桶面对车的弹力为 D.桶面对车的弹力为参考答案:AC解:A、人和车所受的合力为:F合=mgtanθ,根据得:v=.故A正确,B错误.C、根据平行四边形定则知,桶面对车的弹力为:N=.故C正确,D错误.故选:AC.5.著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验:一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动,在圆盘的中部有一个线圈,圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球,如图所示.当线圈接通直流电源后,线圈中的电流方向如图中箭头所示,圆盘会发生转动.几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测,你认为合理的是()A.接通电源后,线圈产生磁场,带电小球受到洛伦兹力,从而导致圆盘沿顺时针转动(从上向下看)B.接通电源后,线圈产生磁场,带电小球受到洛伦兹力,从而导致圆盘沿逆时针转动(从上向下看)C.接通电源的瞬间,线圈产生变化的磁场,从而产生电场,导致圆盘沿顺时针转动(从上向下看)D.接通电源的瞬间,线圈产生变化的磁场,从而产生电场,导致圆盘沿逆时针转动(从上向下看)参考答案:C【考点】楞次定律;洛仑兹力.【分析】由题,在线圈接通电源的瞬间,线圈中的电流是增大的,产生的磁场是逐渐增强的,逐渐增强的磁场会产生电场(麦克斯韦电磁理论).在小球所在圆周处相当于有一个环形电场,小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动.根据小球的带电性,判定圆板的转动方向.【解答】解:A、小球在静止时不受洛伦兹力,故圆盘不会发生转动;故AB错误;C、若金属小球带正电且线圈中电流突然增大,根据电磁场理论可知,电场力顺时针方向,则圆盘转动方向与电流流向相反;故圆盘沿顺时针转动;故C正确;D错误;故选:C.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为0.5kg的小圆球,圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内,框架槽沿铅直方向,质量为0.2kg。自细绳静止于铅直位置开始,框架在水平力F=20N恒力作用下移至图中位置,此时细绳与竖直方向夹角30°。绳长0.2m,不计一切摩擦。则此过程中重力对小圆球做功为
J;小圆球在此位置的瞬时速度大小是
m/s。(取g=10m/s2)参考答案:7.如图所示,重力大小均为G的杆O1B和O2A,长度均为L,O1和O2为光滑固定转轴,A处有一凸起的搁在O1B的中点,B处用绳系在O2A的中点,此时两短杆便组合成一根长杆,则A处受到的支承力大小为
B处绳子的张力大小为
。
参考答案:G,G8.“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验,如图1所示:(1)某同学改变磁铁释放时的高度,作出E-△t图象寻求规律,得到如图2所示的图线。由此他得出结论:磁通量变化的时间△t越短,感应电动势E越大,即E与△t成反比。①实验过程是________的(填写“正确”“不正确”);②实验结论__________________________________________(判断是否正确并说明理由)。(2)对实验数据的处理可以采用不同的方法①如果横坐标取_____________,就可获得如图3所示的图线;
②若在①基础上仅增加线圈的匝数,则实验图线的斜率将__________(填“不变”“增大”或“减小”)。
参考答案:)(1)①正确(2分);②不正确,只有在磁通量变化相同的条件下,时间越短,感应电动势才越大。另外,从E-△t图象并不能得到E与△t成反比的结论。(2分)(2)
①1/△t
(2分)
②变大9.1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度大小为
,此过程中释放的核能为________________________________.参考答案:
设复核速度为v,由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程,得10.如图所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽L,足够长且电阻不计,右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m,电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中,通过电阻的电量为q,则棒能运动的距离为______________,电阻R上消耗的电能为______________。
参考答案:,
11.如图所示,光滑的平行导轨P、Q相距L=1m,处在同一水平面内,导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm,定值电阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,金属棒ab电阻r=2Ω,导轨电阻不计,磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面。金属棒ab沿导轨向右匀速运动,当电键S闭合时,两极板之间质量m=1×10-14kg、带电荷量q=-1×10-15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动,两极板间的电压为
V;金属棒ab运动的速度为
m/s。参考答案:0.3,412.(填空)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材A.精确秒表一只
B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个
D.天平一台(附砝码)已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M。(已知引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为________,________。(用序号表示)(2)两次测量的物理量分别是________,________。(物理量后面注明字母,字母不能重复。)(3)用该数据写出半径R,质量M的表达式。R=________,M=________。参考答案:(1)A;BC
(2)周期T;物体重力F (3);13.如图所示,为在“探究动能定理”的实验中小车在运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点,打点的时间间隔为0.02s,小车在A、B之间可描述为________运动,C、D之间可描述为________运动.小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.参考答案::加速度逐渐减小的加速直线匀速直线0.36三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.螺线管通电后,小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N、S极,并标出电源的正、负极。参考答案:N、S极1分电源+、-极15.(2)一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,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:一定质量的气体,温度不变时,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.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,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,即900J.四、计算题:本题共3小题,共计47分16.(12分)荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献.惠更斯所做的碰撞实验可简化为:三个质量分别为m1,m2,m3的小球,半径相同,并排悬挂在长度均为L的三根平行绳子上,彼此相互接触。现把质量为m1的小球拉开,上升到H高处释放,如图所示,已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律,且碰撞时间极短,H远小于L,不计空气阻力。(1)若三个球的质量相同,则发生碰撞的两球速度交换,试求此时系统的运动周期。(2)若三个球的质量不同,要使球1与球2、球2与球3相碰之后,三个球具有同样的动量,则m1:m2:m3应为多少?参考答案:(1)球1与球2、球2与球3碰撞后速度互换,球3以球1碰球2前瞬间的速度开始上升到H高处,然后再摆回来与球2、球2与球1碰撞,使球1上升到H高处,此后,系统做到周期性运动,则
由此可知系统的运动周期为:
(2)由题意知三球碰后的动量均相同,设为p,则,球2在与球3碰前具有动量2p,根据机械能守恒定律,对于球2与球3碰撞的情况应有:
由此得:∶=3∶1
球1与球2碰前的动量为3p,根据机械能守恒定律有:
由此得:∶=2∶1
从而可得:∶∶=6∶3∶117.如图16所示,绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域,该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的,且矩形的下边EH与桌面相接.三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场,其场强大小比例为1:1:2.现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区,初速度方向水平向右,滑块最终恰从D点射出场区.已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等,桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点.求:(1)滑块进入CDHG区域时的速度大小.(2)滑块在ADHE区域运动的总时间.参考答案:设三个区域的电场强度大小依次为E、E和2E,滑块在三个区域运动的时间分别为、和(1)在CDHG区域,对滑块进行受力分析,由牛顿第二定律有
而由题意知
在水平方向和竖直方向分别有
,以上解得:,
(4分)(2)在BCGF区域,对滑块进行受力分析,在竖直方向
Ks5u所以不受摩擦力,做匀速直线运动,,在ABFG区域,对滑块进行受力分析,在竖直方向
在水平方向
由滑动摩擦力定律:
以上解得当滑块由E运动到F时,由运动学公式
代入解得仍由运动学公式
Ks5u
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