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2021年湖北省黄石市英才中学高三物理测试题含解析一、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)下列说法正确的是(A)

A.伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是:提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论

B.牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况

C.牛顿在寻找万有引力的过程中,他没有利用牛顿第二定律,但他利用了牛顿第三定律和开普勒第三定律

D.人造地球卫星的第一宇宙速度是指卫星在近地圆轨道上的速度,是相对地球表面的速度参考答案:A2.(单选)太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动,其运动速度约为地球公转速度的7倍,轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍,为了粗略估算银河系中恒星的数目,可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心,且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量,则银河系中恒星数目约为A.109 B.1011 C.1013 D.1015参考答案:B3.任何物体都有自己的固有频率。研究表明,如果把人作为一个整体来看,在水平方向上

振动时的固有频率约为5Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时,操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下,下列说法正确的是A.操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率B.操作者的实际振动频率等于机械的振动频率C.为了保证操作者的安全,振动机械的频率应尽量接近人的固有频率

D.为了保证操作者的安全,应尽量提高操作者的固有频率参考答案:

B4.(08年全国卷Ⅱ)对一定量的气体,下列说法正确的是A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少参考答案:答案:BC

解析:气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。5.(单选)如图所示,某一导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2,在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4,在1、2两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I1;在3、4两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I2,则I1∶I2为(

)A.25∶4

B.4∶25

C.9∶25

D.25∶9参考答案:A二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球,杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点,斜靠在质量为M的正方体上,在外力作用下保持静止,如图所示。忽略一切摩擦,现撤去外力,使杆向右倾倒,当正方体和小球刚脱离瞬间,杆与水平面的夹角为θ,小球速度大小为v,此时正方体M的速度大小为__________,小球m落地时的速度大小为__________。参考答案:,(或) 7.如题12B-2图所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离___▲____(选填“大于”、“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为___▲____。参考答案:大于

c(或光速)A测得两飞船间的距离为静止长度,地面上测得两飞船间的距离为运动长度,静止长度大于运动长度L。

根据光速不变原理,A测得该信号的速度为c(或光速)。8.如图,竖直放置的轻弹簧,下端固定,上端与质量为kg的物块B相连接.另一个质量为kg的物块A放在B上.先向下压A,然后释放,A、B共同向上运动一段后将分离,分离后A又上升了m到达最高点,此时B的速度方向向下,且弹簧恰好为原长.则从A、B分离到A上升到最高点的过程中,弹簧弹力对B做的功为J,弹簧回到原长时B的速度大小为

m/s.(m/s2)参考答案: 0, 29.如图所示,一个半径为R的透明球体放置在水平面上,一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知,该球体对光的折射率为,则它从球面射出时的出射角=

;在透明体中的速度大小为

(结果保留两位有效数字)(已知光在的速度c=3×108m/s)参考答案:10.用多用电表欧姆档的“×l0”倍率,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3所示,则该电阻的阻值约为

Ω。参考答案:欧姆表表盘读数为22Ω,由于选择的是“×l0”倍率,故待测电阻的阻值是220Ω。11.A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,若运行线速度之比是v1∶v2=1∶2,则它们运行的轨道半径之比为__________,所在位置的重力加速度之比为[jf21]

__________。参考答案:4∶1,1∶16

12.(6分)为了估算水库中水的体积,可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液,测得瓶内溶液每分钟衰变6×107次,已知这种同位素的半衰期为2天,现将这瓶溶液倒入水库,8天后可以认为溶液已均匀分布在水库里,这时取1立方米水库的水样,测的水样每分钟衰变20次,由此可知水库中水的体积约为

m3(保留二位有效数字)。参考答案:

13.用欧姆表测电阻时,如发现指针偏转角度太小,为了使读数的精度提高,应使选择开关拨到较

(选填“大”或“小”)的倍率档,重新测量,测量前必须先要进行

。如图所示为使用多用表进行测量时,指针在刻度盘上停留的位置,若选择旋钮在“50mA”位置,则所测量电流的值为

mA。参考答案:大;调零;22.0三、实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.实验步骤如下:①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,等弹簧秤读数稳定后,将读数记作F;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;实验数据如表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;⑤滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间距离S.完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在给定的坐标纸(如图丙)上作出F﹣G图线.(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=0.40(保留2位有效数字)(3)滑块最大速度的大小v=(用h、s、μ和重力加速度g表示.)参考答案:【考点】:探究影响摩擦力的大小的因素.【专题】:实验题;摩擦力专题.【分析】:(1)根据所测数据描点即可,注意所连的线必须是平滑的,偏离太远的点舍弃;(2)由实验图甲可知F=μG,即F﹣G图象上的直线的斜率代表动摩擦因数μ;(3)当重物P停止运动时,滑块达到最大速度,此后做匀减速运动,动摩擦因数μ在(2)中已知,根据运动规律公式v2﹣v02=2as列式即可求解.:解:(1)根据描点法在F﹣G图象上描出各点,再连接起来,如图所示;(2)由图甲可知F=μG,则F﹣G图象上的直线的斜率代表μ值的大小.由F﹣G图象可知μ=≈0.40;(3)当重物P刚好下落到地面时,滑块的速度v最大,此时滑块的位移为h,此后滑块做加速度为μg的匀减速运动,由公式v2﹣v02=2as知:滑块的最大速度vmax满足:vmax2=2μg(S﹣h),则vmax=.故答案为:(1)如图所示;(2)0.40;(3).【点评】:本题既考查了学生实验创新能力、运用图象处理实验数据的能力,又考查了物体做匀加速运动的规律.求滑块的最大速度时,需注意重物刚落地时,滑块速度最大.15.根据要求,完成“验证力的平行四边形定则”实验.①如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖立在桌面上,用图钉把橡皮筋的一端固定在A点,另一端B连结两条轻绳,跨过定滑轮后各栓一细绳套,分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重lN),调整滑轮的位置,稳定后结点B位于O处,记下_____和两条轻绳的方向,取下滑轮及钩码.②如图乙所示,取某单位长度表示lN,用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处,记下测力计的读数=_______N,取下测力计.③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力的图示.(图作在答题卡上)④对比F和F的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是_____(填一个原因)参考答案:)①O的位置(2分)。②5.0③如右图所示(画好F1和F2的合力F,得2分,画好了平行四边形而对角线没有连接或没有标记得1分,没有用三角板画平行线而出现曲线得0分;沿AO画力F′,得1分;F和F′的大小和方向画在一起得1分)。④测量存在误差;作图没有画准;弹簧测力计自身重力的影响;滑轮与绳之间的摩擦力等。(答对其中一点得1分,其它答案合理得1分)。四、计算题:本题共3小题,共计47分16.空间存在两个场区,一个是以虚线为边界、O点为圆心的半径为R匀强磁场区域,磁感应强度为B,在磁场区域的右边有一个匀强电电场区域,其宽度为R,电场与磁场区域的边界相切.现有一质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)从磁场边界上的A点以一定的初速度正对圆心O进入磁场区域,AO的连线与电场垂直,若电场区域足够长.(1)只有当粒子的初速度大于某个值v1,粒子才能进入电场区域,求v1多大?(2)若粒子的初速度时,粒子恰能从电场中的P点以垂直于电场的速度飞出电场区域,求匀强电场的场强E多大?(3)若在电场区域右边界上以垂直于电场向左的初速度将该粒子抛出,粒子恰好不能进入磁场区域,求抛出点与P点的距离s.参考答案:(1)由题意知,粒子的速率为v1时对应的在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由,(2)当粒子的速度为v2时,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,,得,设粒子离开磁场时速度偏向角为,则,粒子在电场中水平方向做匀速直线运动,设运动时间为t1,有竖直方向做匀变速直线运动,有,解得:(3)设粒子在电场中运动的时间为t2,粒子离开电场时的速度偏转了角,则:,解得:则由几何知识可判断,粒子粒子速度为v2时进入电场的位置和粒子速度为v3时离开磁场的位置为同一位置,设两种情况下粒子在电场中竖直方向偏移的距离分别为y1、y2,则=,当粒子轨迹与圆的上部相切时,抛出点与P点间的距离当粒子轨迹与圆的下部相切时,抛出点与P点间的距离:17.如图所示,一质量m=0.1kg、电量q=1.0×10-5C的带正电小球(可视作点电荷),它在一高度和水平位置都可以调节的平台上滑行一段距离后平抛,并沿圆弧轨道下滑。A、B为圆弧两端点,其连线水平,已知圆弧半径R=1.0m,平台距AB连线的高度h可以在0.2m-0.8m之间调节。有一平行半径OA方向的匀强电场E,只存在圆弧区域内。为保证小球从不同高度h平抛,都恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,小球平抛初速度v0和h满足如图所示的抛物线,同时调节平台离开A点的距离合适。不计空气阻力,取g=10m/s2,求:(1)小球在空中飞行的最短时间t;(2)平台离开A的水平距离x范围;(3)当h=0.2m且E=2.5×104N/C时,小球滑到最低点C点的速度v;(4)为了保证小球在圆轨道内滑动到C点的速度都是(3)中的v,则电场力F(F=qE)的大小应与平台高度h满足的关系。(通过列式运算说明)参考答案:(1)当平台高度为0.2m时,空中飞行的最短时间t==0.2s(2)因为小球从不同高度h平抛,都恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,所以小球进入圆弧轨道时时的速度方向不变,设此速度与竖直方向成α角。tgα==v02=2ghtan2α由图像中当h=0.8m时,v0=3m/s代入上式得9=2×10×0.8×tg2αtgα=0.75

α=370

则θ=1060所以v02=11.25h当h=0.2m时,v0=1.5m/s平台离开A的最小距离为s1=v0t=1.5×0.2=0.3m同理得平台离开A的最大距离为s2=v0=3×=1.2m(3)小球到达A点时的速度vA===2.5m/s从A点到C点,由动能定理得mgR(1-cos530)-qER(1-cos530)=mvC2-mvA2代入数据,解得vC=3.5m/s(4)从A点到C点,由动能定理得mgR(1-cos530)-FR(1-cos530)=mvC2-mvA2=mvC2-m

=mvC2-m代入数据得32F=125h-17或18.如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m/s,此时有粒子通过准直管进入电场,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg,重力不

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