2021年河南省郑州市大学第二附属中学高三物理测试题含解析

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1、2021年河南省郑州市大学第二附属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. 20电荷仅受电场力作用,由A点无初速度释放,先后经过电场中的B点和C点,点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E1、E2、E3表示,则E1、E2、E3的关系可能是:AE1E2E3 BE1E2E3 CE1E3E2 DE1E3E2参考答案:2. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备,它实际上是一个费力杠杆。如图所示,某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程。所用抛石机长臂的长度L ,石块装在长臂末端的口袋中。开始时长臂与水平面间的夹角 ,对短臂施力,使石块经较长路径

2、获得较大的速度,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出,石块落地位置与抛出位置间的水平距离s 。不计空气阻力。根据以上条件,不能求出的物理量是 A石块刚被抛出时的速度大小v0 B抛石机对石块所做的功W C石块刚落地时的速度vt的大小 D石块刚落地时的速度vt的方向参考答案: 答案:B3. 我国已经制定了登月计划,假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈。则下列推断中正确的是( ) A直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则判断月球表面无磁场C将电流表与线圈组成闭合

3、回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则判断月球表面有磁场D将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零.参考答案:答案:CD4. “蹦极”是一项刺激的极限运动,一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从高处跳下,测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化图像如图所示。若将蹦极过程视为在竖直方向上的运动,且空气阻力不计,下列说法正确的是( )At1t2时间内运动员处于超重状态Bt3时刻运动员的速度最大Ct1t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小相等Dt1t5时间内运动员的机械能先减小后增大参考答案:D5. (

4、多选题)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化参考答案:BD解:AC、由于整个系统处于静止状态,所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变;物块a只受重力以及绳子的拉力,由于物体a平衡,则连接a和b的绳子张力T保持不变;由于绳子的张力及夹角均不变,所以OO中的张力保持不

5、变,故AC均错误;BD、b处于静止即平衡状态,对b受力分析有:力T与力F与x轴所成夹角均保持不变,由平衡条件可得:N+Fsin+Tsinmg=0Fcos+fTcos=0由此可得:N=mgFsinTsin由于T的大小不变,可见当F大小发生变化时,支持力的大小也在一定范围内变化,故B正确f=TcosFcos由于T的大小不变,当F大小发生变化时,b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化,故D正确故选:BD二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. (4分)我国陆地面9.61012m2,若地面大气压,地面附近重力加速度 g=10m/s2 ,空气平均摩尔质量为,阿伏伽德罗常数,我国陆地上

6、空空气的总质量 M= ;我国陆地上空空气的分子总数N = 。(结果保留两位有效数字)参考答案:9.61016Kg,1.91042个解析:大气压可看作是由空气重量产生的, 代入数据解出 分子总数7. 如图所示,一束粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转,则电场方向向 ,进入电场后,粒子的动能 (填“增加”、“减少”或“不变”)。参考答案:答案:左 增加解析:由图可知,粒子(带负电)所受电场力方向水平向右,故电场方向向左。由于电场力作正功,根据动能定理可知粒子在电场中动能增加。8. 在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示,弹簧与木块接触但并没有拴连。木块

7、从A点静止释放后,在1根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根并列在一起进行第2次、第3次实验,每次实验木块均从A点释放,木块分别运动到B2、B3停下,测得OB2、OB3的距离分别为L2、L3作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。(1)根据图线分析,弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为 (2)WL图线不通过原点的原因是 。(3)求出弹簧被压缩的长度为 cm 。参考答案:1)W与 成线性关系(2)未计木块通过AO段时摩擦力对木块所

8、做(3) 3 cm9. 某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动,已知行星运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力恒量为G,则该行星的线速度大小为_,太阳的质量可表示为_。参考答案:10. 在探究弹簧振子(如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物,让其在竖直方向上振动)振动周期T与物体质量m间的关系的实验中:(1)如图,某同学尝试用DIS测量周期,把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上,图中力传感器的引出端A应接到_使重物做竖直方向小幅度振动,当力的测量值最大时重物位于_若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t,则重物的周期为_(2) 为了探究周期T与质量m间的关系,某同学改变重物质量,多次测量,得到了下

9、表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系,该同学建立了右下图的坐标系,并将横轴用来表示质量m,请在图中标出纵轴表示的物理量,然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是 参考答案:(1)数据采集器(1分),最低点(1分),(2分)(2)如右图( 2分)(3)振动周期T的平方与重物的质量m成正比。(或者:T2m,T2=0.20m,T2=km)(2分)11. 一质点作自由落体运动,落地速度大小为8 m/s 则它是从 m高处开始下落的,下落时间为- s参考答案:3.2、0.812. (4分)如图所示, 放置在水平地面上的支架质量为M,一长为L的细线连接一小球后另一端固定在支架顶端的前面

10、,现将细线拉至水平后无初速释放小球,小球将来回摆动,且此过程支架始终不动,则小球在最低位置时,支架对地面的压力大小为 。参考答案: 答案: (M + 3m) g 13. 下列由基本门电路组成的电路中,图_用的是“与”门电路,能使小灯泡发光的是图_。参考答案:答案:A、B三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14. (选修3-3)(4分)估算标准状态下理想气体分子间的距离(写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字)参考答案:解析:在标准状态下,1mol气体的体积为V=22.4L=2.2410-2m3 一个分子平均占有的体积V0=V/NA 分子间的平均距离d=V01/3=3.3

11、10-9m15. (8分)在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即中微子+,可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是 。(填写选项前的字母) A.0和0 B.0和1 C.1和 0 D.1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(),即+2 已知正电子和电子的质量都为9.110-31,反应中产生的每个光子的能量约为 J.

12、正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是 。参考答案:(1)A; (2);遵循动量守恒解析:(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确。(2)产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由,故一个光子的能量为,带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒。四、计算题:本题共3小题,共计47分16. 随着科学技术水平的不断进步,相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此,科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地

13、球做匀速圆周运动,人们生活在空间站的环形管道中,管道内部截面为圆形,直径可达几千米,如图(a)所示。已知地球质量为M,地球半径为R,空间站总质量为m,G为引力常量。(1)空问站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R,求空间站在轨道上运行的线速度大小;(2)为解决长期太空生活的失重问题,科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转,使在空问站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1、 r2,环形管道壁厚度忽略不计,如图(b)所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心

14、轴睁止),则该空间站的自转周期应为多大:(3)为进行某项科学实验,空间站需将运行轨道进行调整,先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时,再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响,且每次调速持续的时间很短。请说明空间站在这两次调速过程中,速度大小是如何变化的;若以无穷远为引力势能零点,空间站与地球间的引力势能为,式中r表示空间站到地心的距离,求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。参考答案:(1)v=;(2)T=2R;(3)加速过程;。试题分析:(1)空间站绕地球做圆周运动,由万有引力定律及牛顿运动定律有:, 解得v=;(2)设地球表面的物体质量为m0,在不考虑地球自转时有:,当人随空间站一起自转且加速度为g时,可获得

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