天津市七校静海一中,杨村中学,宝坻一中,大港一中等届高三教案物理上学期期中联考学习的试题含解析
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2021~2021学年度第一学期期中七校联考
高三物理
一、单项选择题〔每题3分,共24分〕
1.京津城际列车“复兴号〞在2021年8月8号实现每小时350公里时速运行,这样,从天津站到北京南站的时间就控制在三十分钟以内。
以下四个运动图线,能根本表示“复兴号〞列车在京津段运动规律的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、由x-t图线知,列车开始匀速运动,中间静止,最后反向匀速运动,最后回到初位置,这与列车的实际运动不符合,故A错误。
B、由x-t图线知,列车开始匀速运动,紧接着就反向匀速运动,最后回到初位置,这与列车的实际运动不符合,故B错误。
C、由v-t图线可知,列车开始匀加速运动,然后匀速运动,最后做加速度逐渐减少的减速运动,平稳的到达北京南站,故C正确。
D、由v-t图线可知,列车开始匀加速运动,然后匀速运动,最后还是做匀加速运动,显然与实际运动不符合,故D错误。
应选:C
2.以下说法正确的选项是
A. 玻尔通过对氢原子模型的研究,提出了原子的核式结构学说
B. 根据放射性元素的半衰期可以确定某个特定的原子核何时发生衰变
C. 太阳释放出的能量来源于太阳内部原子核的裂变
D. 原子核内部相邻核子之间距离非常的近,但是,核子之间的核力远大于它们
之间的万有引力和库仑力
【答案】D
【解析】
【详解】A、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型,故A错误;
B、放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,叫半衰期。
半衰期并不能指少数原子,半衰期描述的是统计规律,微观世界规律的特征之一在于"单个的微观事件是无法预测的",放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的,与外界的物理和化学状态无关,故B错误。
C、太阳能来源于太阳内部的热核反响,是由内部氢原子核发生聚变时释放出巨大核能而产生的能,故C错误。
D、核子之间的核力是强相互作用力,核力是短程力,核力的作用范围在m 内,每个核子只跟它相邻的核子发生核力作用,核子之间的核力远大于它们之间的万有引力和库仑力,故D正确。
应选:D
3.一个人在地面上立定跳远的最好成绩是s〔m〕,假设他站立在船的右端处于静止状态要跳上距离在L〔m〕远的岸上〔设船与岸边同高〕,如下图,〔忽略水的阻力〕那么
A. 只要L<s,他一定能跳上岸
B. 只要L<s,他有可能跳上岸
C. 如果L=s,他有可能跳上岸
D. 如果L=s,他一定能跳上岸
【答案】B
【解析】
【详解】当人往岸上跳的时候,人有一个向岸上的速度,由于动量守恒,船必然有一个离开岸的速度,这样人相对于地面的速度小于立定跳远的初速度,所以
L=S或L>S,人就一定跳不到岸上了,当L<S时,人才有可能跳上岸上,但也不是一定能跳上岸,故A、C、D错误,B正确。
应选:B
【点睛】此题考查了“人船模型〞,“人船模型〞是动量守恒定律的应用的一个经典模型,由于反冲作用,运发动从车上起跳的最好成绩一定小于s。
4.核潜艇是战略核威慑手段之一,我国自主研制的“094A〞核潜艇在世界上处于比拟领先的地位。
如下图,在某次实战训练中潜艇遇到情况需要紧急下潜,假设在某段时间内可视为匀减速下潜,假设在这段时间内5s末的速度比2s末的速度小3m/s,那么“094A〞潜艇在该段时间内的加速度大小为
A. 1 m/s2
B. 1.5 m/s2
C. 2 m/s2
D. 3 m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】设5s末的速度为v5,2s末的速度v2= v5-3,时间t=3s,潜艇在该段时
间内的加速度a===-1m/s2,故潜艇在该段时间内的加速度大小为1m/s2,故B、C、D错误,A正确。
应选:A
【点睛】此题简单。
有些题目前面带个很大的帽子,应该从题中去分析与题目问题相关的物理量。
5.如下图,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强磁场和匀强电场中,以下说法正确的选项是
A. ①④表示α射线,其射出速度最慢但电离能力最弱
B. ②⑤表示γ射线,其穿透能力和电离能力都很强
C. ②⑤表示γ射线,是由原子核内释放出来的高频电磁波
D. ③⑥表示β射线,是高速电子流,可以穿透几毫米厚的铝板
【答案】C
【解析】
【详解】A、是高速运动的氦核流,带正电,垂直进入匀强电场后,受电场力作用向右⑥偏转转,垂直进入磁场后,受洛伦茨力的作用,向右③偏转,α射线其射出速度最慢但电离能力最强,故A错误。
γ射线不带电,在电场中不偏转⑤,在磁场中不偏转②,其穿透能力最强但电离能力最弱,γ射线是由原子核内释放出来的高频电磁波,故B错误,C正确。
D、β射线是高速电子流,可以穿透几毫米厚的铝板,在电场中受电场力向左④偏转,在磁场中受洛伦茨力向左①偏转,故D错误。
应选:C
6.火星是我们认为最有可能有生命活动的地方。
我国将于2021年发射火星探测器。
如下图,探测器在太空直飞火星,在P点进行制动,使火星沿着大椭圆轨道Ⅰ运动,再经过P点时再次制动,使得探测器沿着近火星圆轨道Ⅱ做圆周运动而到达近距离探测的目的。
那么以下说法正确的选项是
A. 完成两次制动之后,探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期
B. 探测器分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过P点时的加速度相同
C. 探测器分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过P点时的速度相同
D. 探测器在轨道Ⅱ上运行速度大于火星的第一宇宙速度
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据开普勒第三定律,探测器在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的运行周期,故A错误。
B、探测器分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过P点时受火星的万有引力相同,由牛顿定律可知,加速度一样大,故B正确。
C、由于在P点万有引力的方向和速度方向垂直,所以探测器只有向心加速度,a1=a2,而探测器在椭圆轨道Ⅰ上P点的曲率半径r大于圆轨道Ⅱ上的半径R,
由向心加速度a1=,a2=可知,v1>v2,因此卫星的速度不相等。
故C错误。
D、火星的第一宇宙速度是绕火星外表附近的速度,由v=知,探测器在轨道Ⅱ上运行速度小于火星的第一宇宙速度,故D错误。
应选:B
7.如下图,水平地面上放置一静止斜面体P,P上有一小物块Q;P与Q之间、P与地面之间均存在摩擦。
开始Q、P均处于静止状态。
现给P和Q一个共同向右的初速度,P、Q之间始终保持相对静止状态,P和Q滑行过程中与P和Q 都静止时相比,那么
A. P与Q之间的压力不变
B. P与Q之间的压力增大
C. P与Q之间的压力减小
D. P与Q之间的压力可能增大也可能减小
【答案】C
【解析】
【详解】设Q的质量为m,斜面的倾角为依题意,开始Q、P均处于静止状态,那么Q对P的压力为mgcos;假设给P和Q一个共同向右的初速度,P、Q之间始终保持相对静止状态,由于P与地面间有摩擦,当给P一个向右的初速度后,P开始向右做减速运动,而Q由于受到P的作用力后也向右做减速运动,那么Q的加速度一定水平向左,如图将加速度分解为垂直斜面与平行于斜面,那么垂直斜面方向,mgcos N=ma y,即支持力F N=mgcos-ma y,F N小于mgcos,与都静止时比拟,Q与P间的压力减少。
故B正确,A、C、D错误。
应选:B
【点睛】此题关键是运用整体法判定P、Q加速度的方向,然后用隔离法对Q
物块的加速度进行分解,同时要能结合牛顿运动定律求解。
8.如图为一种“滚轮—平盘无极变速器〞的示意图,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。
由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是〔〕
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
试题分析:由题,滚轮不会打滑,滚轮边缘与主动轮接触处的线速度大小相等.滚轮边缘的线速度大小为v1=2πn2r,滚轮与主动轮接触处的线速度大小v2=2πn1x,联立求解n1、n2、r以及x之间的关系.
解:滚轮边缘的线速度大小为v1=2πn2r,滚轮与主动轮接触处的线速度大小
v2=2πn1x.根据v1=v2,得
2πn2r=2πn1x,解得,故A正确BCD错误,
应选:A
二、多项选择题〔每题4分,共20分〕
9.以下给出的核反响方程中,所有说法正确的选项是
A. ,X为中子,核反响为聚变
B. ,Y为质子,核反响为聚变
C. +,Z为中子,核反响为聚变
D. ,K为3个中子,核反响为裂变
【答案】AD
【解析】
【详解】A、是氢核的聚变,根据核反响方程质量数守恒,电荷数守恒可知,X为中子,故A正确。
B、是原子核的人工转变,也是发现质子的核反响方程,Y为质子,故B错误。
C、+是原子核的人工转变,Z应为中子,故C错误。
D、是核裂变,K为3个中子,故D正确。
应选:A、D
10.某建筑工地需要把货物提升到高处,采取如下图的装置。
光滑的轻滑轮用细绳OO’悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂货物a,人拉绳的另一端缓慢向右运动到达提升货物的目的。
在人向右缓慢运动的过程中,那么
A. 细绳OO’的张力大小保持不变
B. 人对绳的拉力大小保持不变
C. 细绳OO’的张力逐渐变小
D. 人对水平面的压力保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】人拉绳的另一端缓慢向右运动过程中,可以认为a一直处于平衡状态,故人对绳的拉力F1大小等于货物的重力保持不变,F1与货物向下的拉力F2的夹角逐渐增大,F1与F2的合力逐渐减少,所以细绳OO’的张力逐渐变小,故A错误,B、C正确。
人拉绳的另一端缓慢向右运动过程中,细绳对人的拉力大小不变,但与水平方向的夹角逐渐减少,竖直方向的分力逐渐减少,地面对人的支持力就逐渐增大,人对水平面的压力也逐渐增大,故D错误。
应选:B、C
11.如下图。
是某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压U c与入射光频率v的关系图象。
那么由图象可知
A. 遏止电压与入射光的频率无关
B. 该金属的逸出功等于hv0
C. 图像的斜率表示普朗克常量h
D. 入射光的频率为3v0时,产生的光电子的最大初动能为2hv0
【答案】BD
【解析】
【分析】
根据光电效应方程E km=hv-W和eU c=E Km得出遏止电压U c与入射光频率v的关系式,从而进行判断
【详解】A、根据光电效应方程E km=h-W,对照图象可知,该金属的逸出功W=h0,
由于eU c=E Km,所以遏止电压U c=-,当入射光的频率大于极限频率0时,遏止电压与入射光的频率成线性关系,故A错误,B正确。
C、因为U c=-,知图线的斜率等于,故C错误。
D、从图上可知,逸出功W=h0,根据光电效应方程,E km=hv-h0可知,入射光的频率为3v0时,产生的光电子的最大初动能为2hv0,故D正确。
应选:B、D
12.如下图,为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为1.90 ev 的金属铯,以下说法正确的选项是
A. 这群氢原子能发出六种频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=3所发出的光波长最长
B. 这群氢原子能发出频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=1所发出的光频率最高
C. 金属铯外表所发出的光电子的初动能最大值为12.75 ev
D. 金属铯外表所发出的光电子的初动能最大值为10.19 ev
【答案】AB
【解析】
【详解】A、一群氢原子处于n=4的激发态,可能发出==6种不同频率的光子,从n=4跃迁到n=3间的能级差最小,所以从n=4跃迁到n=3发出的光子频率最低,波长最长,故A正确。
B、因为n=4和n=1间能级差最大,所以从n=4跃迁到n=1发出的光子频率最高,波长最短,故B正确。
C、从n=4跃迁到n=1发出的光子频率最高,发出的光子能量为v,根据光电效应方程E Km=hv-W0得,金属铯外表所发出的光电子的最大初动能E km v,故C、D错误。
应选:A、B
13.蹦极是勇敢者的运动,深受年轻人的喜爱。
如下图,蹦极者从高台跳下,在空中经历加速、减速下降至速度为零,然后再通过反弹上升。
设蹦极者在空中自由下落的运动过程为Ⅰ,弹性绳张紧至最低点速度为零的过程为Ⅱ,不计空气阻力,那么以下判断正确的选项是
A. 在过程Ⅰ中,蹦极者受到的重力冲量等于动量的改变量
B. 在过程Ⅰ中,蹦极者受到重力冲量的大小与过程Ⅱ中绳子弹力冲量的大小相
等
C. 在过程Ⅰ中,每秒钟蹦极者动量的变化量相同
D. 在过程Ⅱ中的任意一段时间内,蹦极者受到合力的冲量方向始终向上
【答案】AC
【解析】
【详解】A、在过程Ⅰ中,蹦极者只受重力,重力冲量等于在过程Ⅱ中动量的改变量,mg=,每秒钟重力的冲量相等,每秒钟蹦极者动量的变化量就相同,故A、C正确。
B、在过程Ⅰ中,蹦极者受到重力冲量的大小与过程Ⅱ中绳子弹力与重力合冲量的大小相等,方向相反,故B错误。
D、在过程Ⅱ中的开始阶段,重力大于弹性绳的弹力,蹦极者受到合力的冲量方向向下,故D错误。
应选:A、C
三、填空题〔每空2分,共18分〕
14.如下图,台秤的托盘上放有质量为2 kg的物体,整个装置放到升降机中,如果升降机以2 m/s2的加速度减速上升,那么台秤的示数为_________N。
如果升降机以2 m/s2的加速度减速下降,那么台秤的示数为_________N。
〔g取10
m/s2〕
【答案】(1). 16 (2). 24
【解析】
【详解】升降机以2 m/s2的加速度减速上升过程中,取向上为正方向,对物体有:F N-mg=ma,a=-2 m/s2,可得台秤对物体的支持力F N=m〔g+a〕=2〔10-2〕N=16N,故台秤的示数为16N。
升降机以2 m/s2的加速度减速下降过程中,取向下为正方向,对物体有:
mg-F N=ma,a=-2 m/s2,可得台秤对物体的支持力F N=m(g-a)=2(10+2)N=24N,故台秤的示数为24N。
故答案为:16N;24N
【点睛】当物体存在向上的加速度,物体就处于超重状态,当物体存在向下的加速度,物体就处于失重状态。
15.用如图甲所示的装置探究匀变速直线运动的规律。
实验中,打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,小车的一端通过跨过滑轮的细线与重锤相连,另一端与穿过打点计时器的纸带相连。
为准确完本钱实验,必须满足的条件是_________
A.保持木板水平
B.把长木板的右端垫起适当的高度以平衡摩擦力
C.重锤的质量要远大于小车的质量
D.调整滑轮的高度使细线与长木板平行
【答案】D
【解析】
【详解】A、用如图示的装置探究匀变速直线运动的规律,能保证小车在长木板上做匀加速直线运动即可,木板可以水平,也可以倾斜,不是必须满足的条件,故A错误。
B、平衡摩擦力不是本实验必须的,可以平衡也可以不平衡摩擦力,故B错误。
C、本实验探究匀变速直线运动的规律,能保证小车在长木板上做匀加速直线运动即可,不必要重锤的质量要远大于小车的质量,故C错误。
D、为准确完本钱实验,必须满足的条件是调整滑轮的高度使细线与长木板平行,如果不平行,细线的拉力在沿长木板方向就会发生变化,从而影响小车的加速度发生变化,故D正确。
应选:D
16.探究“互成角度的两个力的合成〞实验情况如下图,其中A为固定橡皮条的图
钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,第一次用两只弹簧秤同时拉OB和OC,第二次只用一只弹簧秤拉OB.
(1)以下说法正确的选项是_____〔填字母代号〕
A.必须将弹簧秤都拉伸到相同刻度
B.只要将橡皮条拉伸相同长度即可
C.需要及时记录下拉力的大小和方向
D.必须将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置
(2)完成该实验的以下措施中,能够减小实验误差的是_____〔填字母代号〕A.拉橡皮条的绳细一些并且长一些
B.标记同一细绳方向的两点尽量近一些
C.使拉力F1和F2的夹角尽量等于90°
D.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行
(3)甲、乙两图分别是某两位同学在做以上实验时得到的结果,其中符合实验事实的是_____〔填“甲〞或“乙〞,其中力F′是用一只弹簧测力拉计时的图示〕
【答案】(1). CD (2). AD (3). 甲
【解析】
(1)A、B、本实验的目的是为了验证力的平行四边形定那么,即研究合力与分力的关系.根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同.故A、B错误.C、要作出力的图示,所以要记录力的大小和方向,故C 正确。
D、在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置,第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,说明两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,而弹簧秤不必拉到相同刻度.故D正确.应选CD.
(2)A、两根细线应适当长些,便于减小力的方向测量的误差,故A正确;B、为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故B错误;C、两拉力F1、F2之间的夹角不宜过小以60°~100°为宜,
故C错误;D、本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定那么,为了减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,否那么,作出的是拉力在纸面上的分力,误差较大.两细绳长度不需要相同.故D正确.应选AD。
(3)用平行四边形定那么求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差,但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上,故甲符合实验事实.【点睛】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材,安排实验步骤,分析实验误差,进行数据处理等等,难度适中.
四、计算题〔共38分〕
17.如下图,质量为m=2.0 kg的物体静止在水平面上,现用F=5.0 N的水平拉力作用在物体上,在t=4.0 s内可使物体产生x=4.0 m的位移。
〔1〕求物体与水平面间的动摩擦因数μ为多少?
〔2〕这个水平力作用在物体上一段时间后撤去该力,物体又运动一段时间后停下来,物体从开始运动到停下来共发生位移x
,求:该力在物体上的
总=20.0 m
作用时间?〔g=10 m/s2〕
【答案】〔1〕μ=0.2 〔2〕t1 =8 s
【解析】
【详解】〔1〕由运动学知识:x=a1t2,代入数据得a1=/s2
根据牛顿第二定律得:F—mg=ma1,得物体与水平面间的动摩擦因数
〔2〕a1=/s2,撤去F后物体的加速度大小a2==2m/s2
设F作用一段时间t1后撤去,发生的位移为x1,物体再做匀减速直线运动的时间为t2,发生的位移为x2,,由于有:a1t1=a2t2,x1+x2=,x1=,x2=
解得x1=16m,又x1=,得该力在物体上的作用时间t1=8s
18.如下图,一个质量为60 kg滑板运发动,以v 0=4m/s初速度从某一高台的A点水平飞出,恰好从光滑竖直圆轨道的D点的切线方向进入圆弧〔不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失〕。
圆弧的半径R=3 m,θ=60°,取g=10 m/s2,求:
〔1〕滑板运发动在空中的飞行时间。
〔2〕滑板运发动运动到圆弧轨道最高点B时轨道对他的作用力。
【答案】〔1〕t=1.2s 〔2〕F N=1440N,方向向下
【解析】
【详解】〔1〕设运发动到D点时竖直分速度为v y,tan300=,解得v y=12m/s,由于v y=gt可得滑板运发动在空中的飞行时间
〔2〕设运发动到达D点时速度为,到达B点时速度为,D点到圆心的竖直高度为h
=,h=Rcos600R,由机械能守恒可得:m+mg(R+h)=m,解得
=102m2/,由于物体通过圆周运动的最高点应满足v=,即v2=gR=30m2/,因为=102m2/gR,所以滑板运发动能顺利通过最高点。
设运发动在最高点时轨道对他的作用力为F N,根据牛顿第二定律有:mg+F N=m
解得滑板运发动运动到圆弧轨道最高点B时轨道对他的作用力:F N=1440N,方向向下
【点睛】要通过分析计算确定滑板运发动能否顺利通过最高点。
19.如下图小球A用长为L的细线悬挂与O点,且与水平面刚好接触,另一相同的小球B从固定的光滑曲面h高处由静止下滑,然后沿水平面向右运动S距离后与A球发生对心碰撞。
设曲面底端与水平面平滑连接,且m A=m B,A、B两球碰撞时无机械能损失。
求
〔1〕假设水平面光滑,且h=3L,试通过计算说明A、B两球碰撞后各如何运动?〔2〕假设水平面不光滑,且B球在水平面上滑动时与水平面间的动摩擦因数
μ=0.2,h=L=1 m,S=0.5 m,那么A、B两球共发生多少次碰撞?B球最终停在何处?
【答案】〔1〕B与A碰后,B停止,A做圆周运动,经一周后,A再次与B相碰,A停止,B向右以的速度做匀速直线运动〔2〕最后一定停在曲面的低端。
每经过一次往复,碰撞两次,所以共碰撞10次
【解析】
【详解】〔1〕设A与B碰前B的速度为,B沿曲面下滑时由机械能守恒得
m B gh=,得=
A、B碰撞动量守恒有:m B v B=m A v A´+m B v B´
A、B碰撞能量守恒有:m B v B2+m A v A2=m B v B´2+m A v A´2
因m A=m B,得碰前方B、A的速度分别为:v B´=0,v A´=
设A到最高点的速度为v c,A做圆周运动在最高点的临界条件为:m A g=m A
A作圆周运动时机械能守恒有:m A v A´2=m A v C2+m A g2L
代入v A´=得h=<3L
故B与A碰后,B停止,A做圆周运动,经一周后,A再次与B相碰,A停止,B向右以的速度做匀速直线运动。
〔2〕因L=h且水平面粗糙,故A、B第一次碰后,A上摆高度必小于L,到达最高点后又左摆动与B球相碰交换速度,B球向左运动达曲面上某高度下滑,沿水平面向右运动,与球发生第二次碰撞,如此反复。
设B球在水平面上运动的总路程为x,由能的转化和守恒定律得:
m B gx=m B gh,x===5m=10S,因为小球B在水平面上每经过一次往复与A 球碰撞两次,所以共碰撞10次,最后一定停在曲面的底端。