2021年天津铁路第一中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年天津铁路第一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. （多选）在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波.波速v=200 m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40 m处,如图所示.波的接收器置于x=400 m处，下列说法正确的是（    ） A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向 B. 从t =0开始经0.15 s，x=40 m的质点运动的路程为0.6 m C. 接收器在t=2 s时才能接收到此波 D. 若波源向x轴正方向运动,接收器收到波的频率可能为9 Hz 参考答案： 2. （6分）关于天然放射现象，叙述正确的是_________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B、当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变 C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 D、铀核()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 E、铀核()衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能 参考答案： CDE 3. （多选）如图所示，倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为μ．线框边长为l，电阻为R．ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上．将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动．下列说法正确的是（　　） 　 A． 线框刚开始运动时的加速度a= 　 B． 线框匀速运动的速度v= 　 C． 线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量 　 D． 线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于2（M﹣msinθ﹣μmcosθ）gl 参考答案： 【考点】： 导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；焦耳定律． 【专题】： 电磁感应与电路结合． 【分析】： 根据牛顿第二定律求解线框进入磁场前的加速度．由线框刚进入磁场时做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，由平衡条件求解速度．根据能量守恒定律求解热量． ： 解：A、线框进入磁场前，设绳子上的拉力为F，根据牛顿第二定律得线框的加速度为： 重物的加速度： 联立得：．故A错误； B、线框出磁场时做匀速运动时，由F安+mgsinθ+μmgcosθ=F=Mg，而F安=， 解得：．故B正确． C、线框通过磁场过程中，线框与重物克服摩擦力和安培力做的功等于线框与重物机械能的和的减少量．故C错误． D、线框通过磁场过程中，线框与重物克服摩擦力和安培力做的功等于线框与重物机械能之和的减少量．即： 得：．故D正确． 故选：BD． 【点评】： 本题是电磁感应中力学问题，记住安培力的经验公式F安=，正确分析受力和功能关系是解答本题的关键，要注意线框切割磁感线的边长与通过的位移大小是不同的，不能搞错． 4. 研究电磁感应现象的实验中，采用了如图所示的装置，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个相同的电流表指针的位置如图所示，当滑片P较快地向a滑动，两表指针的偏转方向是  （    ）     A．甲、乙两表指针都向左偏     B．甲、乙两表指针都向右偏     C．甲表指针向左偏，乙表指针向右偏     D．甲表指针向右偏，乙表指针向左偏 参考答案： 答案：D 5. （多选）下列说法中正确的是（　　） 　 A． 机械波可以在真空中传播 　 B． 波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变 　 C． 机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大 　 D． 两列波发生稳定的干涉现象，则两列波的频率必然相同 　 E． 光的偏振现象说明光波是横波 参考答案： 【考点】： 波的干涉和衍射现象；机械波． 【分析】： 波的频率等于波源的振动频率，波的频率与介质无关．介质中各个质点的频率等于波源的频率．偏振是横波特有的现象． ： 解：A、机械波的传播需要介质；不能在真空中传播；故A错误； B、频率由波源决定，在不同介质中频率不变；故B正确； C、机械波的传播速度由介质决定；与频率无关；故C错误； D、干涉条件为两波的频率相同；故D正确； E、偏振是横波的性质；故光的偏振说明光是横波；故E正确； 故选：BDE 【点评】： 本题关键要知道波的频率等于波源的振动频率，由波源的振动情况决定，与其他因素无关． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005 t（T），则线框中感应电流的方向为        ，t=16s时，ab边所受安培力的大小为      N。 参考答案：     adcba           ；          0.02      N。 7. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；周期为____________。 参考答案：    8. 有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y=              m. 参考答案： 9.  （6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示            。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示          。 参考答案：     答案：平均速度，物体的末速度  10. 如图所示，在A点固定一点电荷，电荷量为+Q，已知点电荷Q周围各点的电势φ=（r是各点离Q的距离）。在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠（可以看作点电荷），液珠开始运动瞬间的加速度大小为（g为重力加速度）。静电常量为k，若液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力，则液珠的电量与质量的比值为___________；若液珠向下运动，到离A上方h/2处速度恰好为零，则液珠的最大速度为___________。 参考答案： ， 11. (6分)A、B两小球同时从距地面高为h = 15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0 =10 m/s，A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计(g = 10 m/s2)，则A球经      s落地，A球落地时AB相距           m。 参考答案：     1       12. 已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。     (1)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=_______ (2)若星体是在中心天体的表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度的表达式ρ=_______。 参考答案： 答案： 13. 一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体         （填“吸收”或“放出”）的热量是         J。此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了          J。 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 伏安法可以测纯电阻，也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流，从而求出其输入功率．用如图1所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率． （1）图1的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图，请根据实物连接图在图2的虚线框内画出实验电路图；（直流电动机的符号用表示） （2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次上升时选取匀速上升阶段，测量其上升的高度h和时间t，h每次均为1.5m，所测物理量及测量结果部分数值（空缺表格部分的数据隐去）如表所示． 实验次数 1 2 3 4 5 6 电动机的电流（I/A）   0.4 0.6   2.5 2.5 所提重物的重力（Mg/N） 0.8 2.0 4.0 6.0 6.5 7.0 重物上升时间（t/s） 1.4     2.6 电机不转 电机不转 从实验数据中，可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻，其阻值为　　Ω． （3）电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值，请推导出电动机效率η的表达式为η=　　（用题目中的符号表示）；现在用前4次实验数据（包括空缺表格部分隐去的数据）做出Mg/I﹣t的图象，如图3所示，请由图象给出的数据求出电动机的平均效率　　%．（结果保留三位有效数字） 参考答案： （1）如图；（2）2.4；（3） ，74.0 考点： 描绘小电珠的伏安特性曲线． 专题： 实验题；恒定电流专题． 分析： （1）对照实物图，从而得出原理图； （2）电动机的输出功率是机械功率，由图知，重物静止，电动机没有功率输出，此时电动机电路中纯电阻电路，根据欧姆定律求解线圈的内阻 （3）电动机效率η等于有用功与总功的比值，有用功为克服物体重力做的功，电动机的电功是总功． 解答： 解：（1）由实物图可知该电路采用了分压接法，原理图如图； （2）在第5次实验中，由图看出，重物处于静止状态，则电动机的输出功率为0． 根据欧姆定律得：电动机线圈的电阻为：R== Ω=2.4Ω （3）电动机消耗的电能为：W=UIt； 输出的机械能为：Mgh； 电动机效率η的表达式为 η= ×100%，前4次实验中电动机工作效率的平均值为： =（ ） 代入解得： =74.0% 故答案为：（1）如图；（2）2.4；（3） ，74.0 点评： 题中分析实物图是应培养的基本功．要掌握电动机效率η的意义．当电动机不转动时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律仍成立．　 15. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 ①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在______方向（填“水平”或“竖直”） ②弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表： 代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 数值（cm） 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小分度为______。 ③图16是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_________的差值（填“L0或L1”）。 ④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_________g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。 参考答案： ①  竖直 ， ②  静止 、L3 、1mm   。 ③   L0  ④   4.9  、10 。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一质量为m=1kg的滑块从半径为R=