吉林省长春市九台第二十一中学高三物理测试题含解析

吉林省长春市九台第二十一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.下列说法正确的是_________。A.温度高的物体，其分子的平均动能一定大B.岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体C.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性D.热量可以从低温物体传给高温物体E.温度升高，气体的压强一定变大参考答案：ACD【详解】温度越高，分子的平均动能越大，故A正确；岩盐是立方体结构，是晶体，且有规则的几何形状，粉碎后的岩盐仍是晶体，仍有规则的几何形状，故B错误；液晶是一种特殊的物态，它既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故C正确；根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传到高温物体，不过需要消耗外界的功，故D正确；根据理想气体状态方程可知：，温度升高，气体的压强不一定增大，还与气体的体积是否变化有关，故E误。故选ACD。2.某星球的半径为R，在其表面上方高度为a的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为b，a、b均为数值极小的常数，则这个星球的第一宇宙速度为 A． B． C． D．参考答案：C由平抛运动的知识可知，，由万有引力提供向心力可知，在星球表面，由万有引力等于重力可知，联立以上各式可得星球的第一宇宙速度为v=。选项C正确。3.如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中（

）A.电场力不可能小于mgcosθ

B.液滴的动能一定不变C.液滴的机械能可能不变

D.液滴的电势能一定不变参考答案：AC4.如图所示，AB为真空中两个固定的等量正电荷，abcd是以AB连线中心O为中心的正方形，且关于AB对称，关于a，b，c，d，O各点，下列说法中正确的是（）A．电场强度Ea=EdB．电势φa＞φdC．将一正电荷由a点移到b点，电场力做正功D．将一负电荷由b点移到O点，电势能减小参考答案：D【分析】根据等量同种电荷电场线和等势线分布情况和对称性，判断abcd四点的电势和场强关系，场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，根据W=Uq可分析电场力做功情况，同时根据电场力做功与电势能间的关系分析电势能的变化情况．【解答】解：AB、根据等量同种电荷电场线和等势线分布情况和对称性，可知ABCD四点的电场强度大小和电势均相等，但场强的方向不同，故AB错误；C、由于ab间的电势差为零，将正电荷由a点移到b点时有：Wab=0；故C错误；D、负电荷由b点移到O点时有：Wbo=Ub0?（﹣q）＞0；即电场力做负功，电势能减小，故D正确．故选：D．5.（单选）100mL水与100mL酒精混合后体积小于200mL，这时因为（）A．物质分子之间有一定间隔B．物质混合后分子变小了C．混合后形成新的分子D．混合后分子的质量变小参考答案：考点：分子的热运动．分析：根据分子的性质回答，分子都很小，分子间有间隔，分子在不断运动；两种液体混合，体积变小，是因为彼此的分子进入对方的分子间隔中．解答：解：酒精和水都是由分子构成的物质，它们的分子之间都存在一定的间隔．当把酒精和水混合以后，两种分子不发生化学反应，两种物质的分子相互穿插渗透，进入彼此的分子间隔，所以总体积会小于二者的体积之和．故选：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个核，已知核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是

，这个反应中释放的核能为

（结果保留一位有效数字）。参考答案：3

(2分)

9×10-13J7.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R速度大小为______cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是_______。参考答案：5；D8.某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）．由图可知该弹簧的自然长度为____cm；该弹簧的劲度系数为____N／m．参考答案：10

509.利用图（a）实验可粗略测量人吹气时对小球的作用力F．两端开口的细玻璃管水平放置，管内放有小球，实验者从玻璃管的一端A吹气，小球从另一端B飞出，测得玻璃管口距地面高度h，小球质量m，开始时球静止的位置到管口B的距离x，落地点C到管口B的水平距离l．然后多次改变x，测出对应的l，画出l2﹣x关系图线如图（b）所示，由图象得出图线的斜率为k．重力加速度为g．（1）不计小球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，小球从B端飞出的速度v0=．（2）若实验者吹气时对小球的水平作用力恒定，不计小球与管壁的摩擦，吹气时对小球作用力F=．参考答案：解：（1）棉球从B端飞出做平抛运动，根据平抛运动的基本公式得：

l=v0t，h=解得：v0=（2）根据动能定理可得：Fx=故：Fx==又：故：F=故答案为：10.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．参考答案：2π，解析：由mg=mR，解得沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为T=2π。地球同步通讯卫星，绕地球转动的角速度为ω，由G=mrω，r=R+H，GM/R2=g联立解得H=。11.如图所示，两个质量相等而粗糙程度不同的物体m1和m2，分别固定在一细棒的两端，放在一倾角为α的斜面上，设m1和m2与斜面的摩擦因数为μ1和μ2，并满足tanα=

，细棒的质量不计，与斜面不接触，试求两物体同时有最大静摩擦力时棒与斜面上最大倾斜线AB的夹角θ的余弦值（最大静摩擦力依据滑动摩擦力公式计算）参考答案：12.光线从折射率n=的玻璃进入真空中，当入射角为30°时，折射角为

▲

参考答案：13.如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为

（填“aRc”或“cRa”）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．15.(6分)如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为.入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）

参考答案：解析：作出光路如图

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由图知

则AB—AC=d·tan30°=d

出射光线与入射光线间的距离是d（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑斜面末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，一质量为m的小车（大小可忽略）小车从斜面上的某一高度由静止滑下，小车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．已知重力加速度为g．求：（1）小车在圆轨道最低点时的速度．（2）小车下滑的高度h．参考答案：（1）小车恰能越过圆轨道的最高点，它越过圆轨道的最高点的速度为v0，由牛顿第二定律得：mg=mv02/R，解得：v0=小车在最低点时的速度为v1，由机械能守恒定律得：mv02/2+2mgR=mv21/2解得：v1=

（2）设两车滑到圆轨道最低点时的速度为v，由机械能守恒定律得：mv21/2=mgh小车下滑时高度h=5R/217.如图所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内，一端接有阻值为R的电阻。在y>0的一侧存在沿x轴均匀的垂直纸面的磁场，沿y轴大小。一质量为m的阻值为r的金属直杆与金属导轨垂直，在导轨上滑动时接触良好，当t=0时位于y=0处，速度为v0，方向沿y轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力F作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为a，方向沿y轴的负方向。设导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，重力加速度为g。问：（1）该回路中的感应电流持续的时间多长?（2）当金属杆的速度大小为v0/2时，回路中的感应电动势为多大?（3）在何时感应电流最大？最大值为多少？（4）请写出施加于金属杆上的外力F和时间t的关系式。参考答案：（1）（2分）感应电流持续的时间为从开始到棒再次回到出发点的时间，即：（2分）（2）（3分）当金属杆的速度大小为v0/2时：此时的位移为：（1分）此时的磁场：（1分）此时的感应电动势：（1分）

（3）（5分）设速度为时电流有最大值，考虑到，不妨设则位移为：此时的磁场：此时的感应电动势：感应电流为：………………由式可知：当或时，即：时，感应电流有最大值。即时，有感应电流最大值，此时的时间为

（备注：可以用其他方法求极值，只要正确就可以得到y或v两解2分，得到t两解2分，如果是只有一个解共得2分）感应电流最大值为

（1分）（4）（4分）施加于金属杆上的外力F随时间t的变化为：当，以向上为正方向（2分）()（2分）当

，与t无关。（备注：如果情况中分段写，每段2分；若不写情况不扣分；若不写定义域，扣1分）

18.如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与粗糙的水平地面相切．现有一辆质量为m=1Kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始行驶，经过一段时间t=4s后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道，从轨道的最高点飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高．已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ=0.1，ED之间的距离为x0=10m，斜面的倾角为30°．求：（g=10m/s2）（1）小车到达C点时的速度大小为多少；（2）在A点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何；（3）小车的恒定功率是多少．参考答案：考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．版权所有专题：动能定理的应用专题．分析：（1）小车离开A后做平抛运动，根据竖直方向的分运动可以求出小车的运动时间与竖直分速度，然后在C点根据运动的合成与分解可以求出小车的速度；（2）小车在A点做圆周运动，由牛顿第二定律求出求出轨道对小车的支持力，然后由牛顿第三定律求出小车对轨道的压力；解答：解：（1）把C点的速度分解为水平方向的vA和