2018-2019学年山西省临汾市大宁第二中学高三物理上学期期末试题含解析

2018-2019学年山西省临汾市大宁第二中学高三物理上
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. 2015年是爱因斯坦的广义相对论诞生100周年．广义相对论预言了黑洞、引力波、参考系拖拽…等各种不可思议的天文现象，这些在当时乃至其后的很长一段时间内都被认为是不可能的现象被逐一发现，更加印证了广义相对论理论的伟大．北京时间2016年2月11日23：40左右，激光干涉引力波天文台（LIGO）负责人宣布，人类首次发现了引力波．它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞（质量分别为26个和39个太阳质量）互相绕转最后合并的过程．合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，关于此双星系统，下列说法正确的是（）
A．两个黑洞绕行的角速度相等
B．两个黑洞绕行的线速度相等
C．两个黑洞绕行的向心加速度相等
D．质量大的黑洞旋转半径大
参考答案：
A
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】双星系统是一个稳定的结构，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，角速度相等，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可
【解答】解：A、两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，双星系统的结构是稳定的，故它们的角速度相等，故A正确．
BD、根据牛顿第二定律，有：
其中
故
故
故质量大的黑洞转动半径小，线速度小，故BD 错误．
C 、根据
，质量大的黑洞转动半径小，向心加速度小，故C 错误．
故选：A
2. （单选）2012年10月25日，我国第16颗北斗导航卫星发射成功．它是一颗地球同步卫星，与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行，并形成区域服务能力．图中的A 、B 表示这16颗北斗导航卫星中的两颗地球同步卫星，关于这两颗卫星的说法中正确的是（ ）
解：A 、根据题意无法判断两卫星的质量关系，故A 错误．
B、根据万有引力提供向心力，得，因为第一宇宙速度的轨道半径
等于地球的半径，所以卫星的速度小于第一宇宙速度．即它们的运行速度都小于7.9 km/s．故B正确
C、地球静止轨道卫星的周期等于地球的自转周期，为1天，故C错误
D、地球同步卫星，距离地球的高度约为36000 km，高度一定，相对地面静止，AB
之间的距离始终保持不变，故D错误．
故选：B．
点评：解决本题的关键知道同步卫星的特点，以及掌握万有引力提供向心力这一理
轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。

随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则以下结论中
A、X星球质量为 3
B、 X星球表面的重力加速度为
C、登陆舱在与轨道上运动的速度大小之比为
D登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为
参考答案：
AD
4. （单选）如图，质量为MA、MB的A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（）
A．0和B．和0
C．和0 D．都等于
参考答案：
A
5. （多选题）如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向，紧贴斜面PQ无摩擦滑下；如下四图图为物体沿x方向和y方向运动的位移﹣时间图象及速度﹣时间图象，其中可能正确的是（）
A．B．
C．D．
参考答案：
AD
解：设斜面的倾角为α，则水平抛出的物体在抵达斜面之前其水平向做匀速直线运动，故其水平速度v x=v0，而抵达斜面后物体的加速度a=gsinθ，故水平向速度v x=v0+（gsinθcosθ）t，即在水平方向做匀加速运动．故B错误．
在抵达斜面之前物体在水平方向的位移x0=v0t0，而抵达斜面后物体在水平方向的位移
x=x0+v0△t+gsinθcosθ△t2，故A正确．
在物体抵达斜面之前，物体在竖直方向做自由落体运动，故竖直方向的速度v y=gt，抵达斜面后物体在竖直方向的加速度a y=gsinθsinθ=g（sinθ）2，故v y=gt0+g（sinθ）2t，故D正确．
在抵达斜面前物体在竖直方向的位移y=，抵达斜面后y=+gt0△t g（sinθ）2（△t）2，故C错误．
故选A、D．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。

例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型M g(O H)2，树脂可燃性大大降低。

该M g(O H)2的生产工艺如下：
⑴精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁［M g(O H)2-
x Cl x·mH2O］，
反应的化学方程式为。

⑵合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应：
［M g(O H)2-x Cl x·mH2O］==(1-)M g(O H)2+MgCl2+m H2O
水热处理后，过滤、水洗。

水洗的目的是。

⑶阻燃型M g(O H)2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。

上述
工艺流程中与此有关的步骤是。

⑷已知热化学方程式：
M g(O H)2(s)==MgO(s)+H2O(g)；△H1=+81.5kJ·mol-1
A l(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g)；△H2=+87.7kJ·mol-1
①M g(O H)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是。

②等质量M g(O H)2和A l(O H)3相比，阻燃效果较好的是，
原因是。

⑸常用阻燃剂主要有三类：A.卤系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.
无机类，主要是M g(O H)2和Al(O H)3。

从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是(填代号)，理由是。

参考答案：
答案：⑴2MgCl2+(2-X)Ca(OH) 2+2mH2O==2[Mg(OH)2-X Cl x ·mH2O]+(2-X)CaCl2
⑵除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2 等。

⑶表面处理。

⑷①M g(O H)2和Al(O H)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。

②M g(O H)2M g(OH)2的吸热效率为：81.5kJ·mol-1/58g·mol-1=1.41 kJ·g-1
A l(OH)3的吸热效率为：87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12 kJ·g-1等质量的
M g(O H)2比Al(OH)3吸热多。

⑸C 四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。

无机类阻燃剂M g(O H)2和A l(O H)3无烟、无毒、腐蚀性小。

7. 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上点距双缝和的路程差为7.95×10－7m。

则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。

现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将_________（填“变宽”、“变窄”或“不变”）。

参考答案：
暗条纹（2分）；变宽（2分）
8. 如图所示的逻辑电路由一个“________”门和一个“非”门组合而成；当输入端“A=1”、“B=0”时，输出端“Z=______”。

参考答案：
答案：或
9. 某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。

由天文观察测得其运动的周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G，由此可求得S1和S2的线速度之比v1：v2＝____________，S2的质量为____________。

参考答案：
；
10. 写出钠核(Na)俘获一个粒子后放出一个质子的核反应方程{ }
参考答案：
由质量数守恒和电荷数守恒可得结果。

11. （5分）制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环，使热从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间中一台正工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度? 为什么?
参考答案：
制冷机正常工作时，室内工作器从室内吸收热量，同时将冷风向室内散发, 室外工作器向外散热。

若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管它可以不断地向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电流不断有能量输入，室内的温度会不断升高。

（5分）
命题立意：本题是一条联系实际的题目,考查运用所学知识解决实际问题的能力。

解题关键：考虑整个系统，并结合能量守恒来加以分析。

错解剖析：解本题容易凭借想当然，认为打开冰箱门，会降低房间的温度．应该考虑整个系统加以分析。

12. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm。

如果取g=10 m/s2，那么，
（1）闪光频率是________Hz．
（2）小球运动中水平分速度的大小是________m/s．
（3）小球经过B点时的速度大小是________m/s．
参考答案：
10、1.5、2.5
13. 如右图所示，一个活塞将绝热容器分成A、B两部分，用控制栓K固定活塞。

保持A体积不变，给电热丝通电，则此过程中气体A的内能，温度；拔出控制栓K，活塞将向右移动压缩气体B，则气体B的内能。

参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （实验）（2014秋?曹县校级月考）有一个纯电阻用电器，其电阻约为1kΩ，试设计一个能够精确地测量该用电器电阻的电路，实验要求用电器两端的电压从0开始逐渐变化．给有如下器材：
电源：电动势为3V，内电阻约为0.1Ω；
电流表：量程0.6A，内阻R A约为0.50Ω；
电压表：量程3V，内阻R V约为10kΩ
滑动变阻器：最大电阻值为R=5.0Ω；
开关一个、导线若干．
①在图1的方框内画出实验电路图．
②在图2中画出实验实物连接图．
③若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻引起的系统误差，则用测量的电压、电流以及电表内阻计算用电器电阻真实值的表
达式为R=．
参考答案：
（1）电路图如图所示；（2）实物电路图如图所示；（3）R=．
解：（1）要使灯泡两端电压变化范围大，滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡的电阻较小，为减小误差，应采用电流表的外接法；
实验电路图如图所示．
（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示，
（3）根据欧姆定律得通过电压表的电流是：I V=，
所以通过用电器的电流是：I电=I﹣I V
所以用电器正常工作时电阻值的表达式为：R==；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）实物电路图如图所示；（3）R=．
15. 如图，游标卡尺的读数是 mm。

游标尺上有20个分格，其总长度
是 mm。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 质量均为m=0.1 kg的两个小物体A和B，静止放在足够长的水平面上，相距L=12.5 m。

它们跟水平面间的动摩擦因数均为=0．2，其中A带电荷量为
q=3×10－4 C的正电荷，与水平面的接触是绝缘的，B不带电。

现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场，场强E=103 N/C，A便开始向右运动，并与B发生多次对心碰撞，碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，A带电量不变，B始终不带电，重力加速度g取10m/s2。

求：
（1）A与B第1次碰撞后B的速度大小；
（2）A与B从第2次碰撞到第3次碰撞过程中B运动的位移；
（3）整个运动过程中A、B同水平面摩擦产生热量的总和。

参考答案：
17. 如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，横截面积S2=4S1。

上端与大气连通，管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，空气柱长
度为h，水银柱高度h1= h2=h。

已知大气压强为po，水银密度为ρ，重力加速度为g，初始温度为To。

求：
（1）将温度降低至水银柱恰好全部进入粗管中，此时封闭气体的温度；
（2）接着在细管口加一个抽气机，对细管内空气进行抽气（保持第一小问中的温度不变），使水银柱上升至原图示位置，细管内被抽气体的压强。

参考答案：
（1）粗管内水银柱长度增加了h2’，根据：
，
封闭气体压强：
，
根据理想气体状态方程：，
封闭气体的温度：
；
（2）等温变化：
，
细管内被抽气体的压强：
18. 如下图所示，质量kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量
kg的小球B相连。

今用跟水平方向成α=30°角的力N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2。

求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。

（3）当为多大时，使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小？
参考答案：
（1）（2）（3）时F的值最小
（1）对B进行受力分析，设细绳对B的拉力为T，由平衡条件可得（1分）
（1分）解得：（1分），即
（1分）
（2）对A进行受力分析，由平衡条件有（1分）
（1分）解得（1分）
（3）对A进行受力分析，由平衡条件有（1分）（1分）解得：（1分）
令，，即则：（1分）
显然，当时F有最小值，所以时F的值最小。

（1分）。