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河北省张家口市西合营中学2021-2022学年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.将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3,图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响,以下说法中正确的是A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大C.苹果通过第1个窗户重力所做的功最多D.苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小参考答案:D2.如图所示,蜘蛛在地面与竖直墙壁之间结网,蛛丝AB与水平地面之间的夹角450,A点到地面的距离为1m,已知重力加速度g取10m/s2,空气阻力不计,若蜘蛛从竖直墙上距地面0.8m的C点以水平速度v0跳出,要到达蛛丝,水平速度v0至少为(

)A.1m/s

B.2m/s

C.2.5m/s

D.m/s参考答案:B3.关于力和运动的关系,下列说法正确的是A.物体在恒力作用下一定做直线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.做曲线运动的物体可能受到的是恒力D.做直线运动的物体可能受到的是变力参考答案:CD4.将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形箱子中,如图所示,在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器,能随时显示出金属块和弹簧对箱子上顶板和下底板的压力大小。将箱子置于电梯中,随电梯沿竖直方向运动。当箱子随电梯以a=4.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为4.0N,下底板的传感器显示的压力为10.0N。取g=10m/s2,若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,则升降机的运动状态可能是

A.匀加速上升,加速度大小为5m/s2

B.匀加速下降,加速度大小为5m/s2

C.匀速上升

D.静止状态参考答案:B5.如图所示,空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中,筒中液面与A点齐平。现缓慢将其压到更深处,筒中液面与B点齐平,不计气体分子间相互作用,且筒内气体无泄漏。下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是(

)参考答案:C二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为,方向水平.释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气,则火箭相对于地面的速度变为

参考答案:

(3)

7.从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,它运动的速率随时间变化的规律如图所示,在t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________,球上升的最大高度H=_________________。参考答案:,8.某热机在工作中从高温热库吸收了8×106kJ的热量,同时有2×106kJ的热量排放给了低温热库(冷凝器或大气),则在工作中该热机对外做了

kJ的功,热机的效率%.参考答案:

6×106

75

9.设雨点下落过程中所受空气阻力大小与雨点半径的平方成正比,现有两个密度相同大小不同的雨点从同一高度的云层静止起下落,那么先到达地面的是________(填“大”或“小”)雨点,接近地面时速度较小的是________(填“大”或“小”)雨点。参考答案:答案:大,小解析:由m=ρV=ρπr3,f=kr2,mg-f=ma,联立解得a=g-。由于半径r大的雨滴下落的加速度大,所以大雨滴先到达地面。从同一高度的云层静止起下落,由v2=2ah可知,接近地面时速度较小的是小雨滴。

10.(6分)一列简谐横波在时的波形图如下,若波自右向左传播的,则在X=0.2m处且处于平衡位置的P点此时的运动方向是

。若经过时间后,P点刚好第一次到达波峰,则波的传播速度是

,从到时P点走过的路程为

。参考答案:向下

10m/s

2.05m11.(4分)随着能量消耗的迅速增加,如何有效的提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度,从提高能量利用的角度来看,这种设计的优点是

。参考答案:

上坡时,部分动能转化为重力势能;下坡时部分重力势能转化为动能。12.如图所示,是小球做平抛运动中的一段轨迹,已知小球质量m=0.2kg,取重力加速度g=10m/s2,则由轨迹对应的坐标值可求得其初速度v0=_________m/s;若以抛出点为零势能参考平面,小球经P点时的重力势能Ep=________J.参考答案:vo=2m/s;

Ep=-0.4J13.如图所示,虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,长度为L,两侧边竖直且等长;直流电源电动势为E,内阻为r;R为电阻箱;S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开,在托盘内加放适量细沙,使D处于平衡状态,然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S,将电阻箱阻值调节至R1=r,在托盘内重新加入细沙,使D重新处于平衡状态,用天平称出此时细沙的质量为m2且m2>m1。(1)磁感应强度B大小为___________,方向垂直纸面____________(选填“向里”或“向外”);

(2)将电阻箱阻值调节至R2=2r,则U形金属框D_________(选填“向下”或“向上”)加速,加速度大小为___________。参考答案:(1),向外;(2)向上,三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.如图为一块直角三棱镜,顶角A为30°.一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB,并从AC边射出,出射光线与AC边夹角也为30°.则该激光在棱镜中的传播速度为多少?(结果保留两位有效数字)参考答案:1.7×108m/s解:光路图如图:

由几何关系得:α=∠A=30°,β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图,由几何知识找出入射角和折射角是关键.知道光速和折射率的关系.15.(10分)如图所示,气缸放置在水平台上,活塞质量为5kg,面积为25cm2,厚度不计,气缸全长25cm,大气压强为1×105pa,当温度为27℃时,活塞封闭的气柱长10cm,若保持气体温度不变,将气缸缓慢竖起倒置.g取10m/s2.

(1)气缸倒置过程中,下列说法正确的是__________A.单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B.单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C.吸收热量,对外做功D.外界气体对缸内气体做功,放出热量(2)求气缸倒置后气柱长度;(3)气缸倒置后,温度升至多高时,活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案:(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题:本题共3小题,共计47分16.如图所示,一个板长为L,板间距离也是L的平行板容器上极板带正电,下极板带负电。有一对质量均为m,重力不计,带电量分别为+q和-q的粒子从极板正中水平射入(忽略两粒子间相互作用),初速度均为v0。若-q粒子恰能从上极板边缘飞出,求⑴两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向⑵-q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向⑶在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,为使得+q粒子与-q粒子在磁场中对心正碰(碰撞时速度方向相反),则磁感应强度B应为多少?并画出运动轨迹图。参考答案:解:(1)(4分)板间电场强度方向竖直向下(1分)

-q粒子在水平方向上匀速运动,在竖直方向上匀加速运动

(1分)

=

(1分)

由①②得,

(1分)(2)(4分)设粒子飞出板时水平速度为vx,竖直速度为vy,水平偏转角为

(1分)

(1分)

(1分)

解得,

(1分)(3)(4分)由于+q粒子在电场中向下偏转,且运动轨迹与-q粒子对称,它飞出下极板时速度大小与偏转角和-q粒子相同,进入磁场后它们均做圆周运动,为了使它们正碰,只须,轨迹如图所示(正确画出轨迹图可得1分)

由几何关系易知.

(1分)

洛伦兹力提供向心力

(1分)

由得⑨⑩⑾

(1分)17.如图所示,半径为R的光滑半圆轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,水平轨道与斜轨道间有一段很小圆弧过渡。在水平轨道上,轻质弹簧被a、b两小球挤压(弹簧与两小球均不相连),处于静止状态。同时释放两个小球,a、b两小球都在水平轨道CD上与弹簧分离,之后a球恰好能通过圆轨道最高点A,b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m,重力加速度为g.求:(1)弹簧恢复原长时,a球、b球的速度大小各是多少?(2)b球的质量是多少?(3)释放小球前弹簧的弹性势能为多少?参考答案:18.25.(18分)如图所示,在平面直角坐标系xoy的0≤x≤2L、0≤y≤L区域内存在沿y轴正向的匀强电场,一质量为m,电荷量为q,不计重力,带正电的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入电场后,恰好从M(2L,L)点离开电场,粒子离开电场后将有机会进入一个磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的矩形磁场区域,并最终从x轴上的N(4L,0)点与x轴正向成45°角离开第一象限,题中只有、、、为已知量,求:(1)匀强电场的电场强度;(2)粒子在第一象限内运动的时间;(3)如果粒子离开M点后有机会进入的是垂直纸面向里的矩形磁场,磁感应强度大小仍然为,粒子运动一段时间后仍然能从x轴上的N点与x轴正向成45°角离开第一象限,则该矩形区域的最小面积S。参考答案:(1)由带电粒子在电场中做类平抛运动有

(1分)①

(1分)②

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