2022年河北省邢台市张王疃盛强中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年河北省邢台市张王疃盛强中学高三物理上学期期末试卷含解析 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. 如图所示，物体的质量为2 kg，两根轻细绳AB和AC的一端固定于竖直墙上，另一端系于物体上(∠BAC=θ=60°)，在物体上另施加一个方向与水平线也成θ角的拉力F，若要使绳都能伸直，下列F中不可能的是（取g＝10 m/s2） A．     B． C．     D． 参考答案： A 2. 一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．这是因为气体分子的（　　） 　 A． 密集程度增加 B． 密集程度减小 C． 平均动能增大 D． 平均动能减小 参考答案： 解：A、当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．体积减小，所以气体密度增大，即气体分子的密集程度增加，故A正确，B错误 C、温度保持不变时，所以分子平均动能不变，故CD错误 故选A． 3. 一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是 A. a和v都始终增大 B. a和v都先增大后减小 C. a先增大后减小，v始终增大 D. a和v都先减小后增大 参考答案： C 试题分析：由于质点初始处于静止状态，则其所受合力为零．这就相当于受两个等大反向的力：某个力和其余几个力的合力．其中某个力逐渐减小，而其余几个力的合力是不变的，则其合力就在这个力的反方向逐渐增大，这个力再由零增大到原来大小，则合力又会逐渐减小直到变为零，所以合力变化为先增大后减小，故加速度a先增大后减小，因此AD错误；合外力的方式始终与其余几个力的合力保持一致．由牛顿第二定律F合=ma知其加速度先增大后减小．所以从加速变化看只有C项符合，又由于其合外力方向始终不变，则加速度方向始终不变，所以其速度会一直增大．因此B错误，C正确；故选C。 考点：牛顿第二定律、力的合成、力的合成与分解的运用。 【名师点睛】根据牛顿第二定律可知物体加速度与合外力成正比，并且方向一致，所以本题要想分析其加速度的变化，要来分析合外力的变化情况．而要分析速度的变化，则要先分析加速度的变化情况。 4. 如图所示，水平地面上方矩形虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈l和Ⅱ分别用同样的导线绕制而成，其中I是边长为L的正方形，Ⅱ是长2L、宽L的矩形．将两线圈从图示位置同时由静止释放。线圈下边进入磁场时，I立即做一段时间的匀速运动．已知两线圈在整个运动过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力．则   A．下边进入磁场时，Ⅱ也立即做一段时问的匀速运动   B．从下边进入磁场开始的一段时间内．线圈Ⅱ做加速度不断减小的加速运动 C．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的减速运动 D．线圈Ⅱ先到达地面 参考答案： C 5. 一艘小船沿一定航向渡河，由于水流的作用，此时小船恰能沿垂直河岸方向抵达对岸。今保持小船的航向和动力的大小不变，则 A．若水流速度减小，则小船的合速度增大 B．若水流速度减小，则小船抵达对岸时将偏向下游 C．若水流速度增大，则小船抵达对岸时间减少 D．若水流速度增大，则小船的合速度不变 参考答案： A 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的正方形区域abcd内存在着匀强电场，一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。若粒子恰好从c点离开电场，则电场强度E＝______________；粒子离开电场时的动能为______________。 参考答案： ，mv02 7. 如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06 eV的光照射 一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的 光有   ▲  种，其中最短波长为  ▲  m（已知普朗克常量 h=6.63×10－34 J·s）。 参考答案： 10  9.5×10-8 8. 如图所示，一轻绳两端各系重物A和B，挂在汽车顶部的定滑轮上，绳的质量及滑轮摩擦均不计，mA>mB ，A静止在汽车底板上，轻绳呈竖直方向。当汽车在水平公路上匀速行驶时，A对汽车底板的压力为________，汽车以加速度a 向右匀加速运动时，A仍在原来的位置相对车底静止，此时A对车底的压力为_________。 参考答案： 9. 在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为x，且x1＝0.96cm，x2＝2.88cm，x3＝4.80cm，x4＝6.72cm，x5＝8.64cm，x6＝10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a＝___________m/s2，打第四个计数点时纸带的速度大小v＝___________m/s． 参考答案： 1.92          0.576 10. 气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。物体刚脱离气球时气球的高度H=___________（g取10m/s2） 参考答案： 11. 黑洞是一种密度极大的天体，从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出．若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子，光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动，运行周期为T，引力常量为G，则此黑洞的平均密度为           参考答案： 12. 某同学想设计一个调光电路，现在已有下列器材：一只标有“6 V，3 W”的灯泡L，一只标有“12 Ω，1 A”的滑动变阻器，一电源电动势为12 V，电源内阻不计，开关一只，导线若干．要想使调光电路的开关闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，可使灯泡由正常发光到逐渐变暗，直至熄灭．        （1）为了满足实验设计的要求还需要_________________________（填写实验器材），理由_____________________________________________        _______________________________________________        _______________________________________________        ___________________________________________        （2）请在右边的方框内画出符合设计要求的电路图． 参考答案： （1）一个分压电阻R0；        若仅用现有器材设计电路其电路图如图所示，通过计算可知，当滑动触片P使灯泡正确发光时，滑动电阻器左边部分电阻为R1 = 7.42 Ω，通过部分的电流将大于1 A，所以滑动变阻器将破坏，因此不能满足灯泡正常发光的情况．          （2）电路图如图所示． 13. 如图所示，直角形轻支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度均为L，可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，空气阻力不计。设A球带正电，电荷量为q，B球不带电，处在竖直向下的匀强电场中。若杆OA自水平位置由静止释放，当杆OA转过37°时，小球A的速度最大，则匀强电场的场强E的大小为___________；若A球、B球都不带电，重复上述操作，当A球速度最大时，杆OA转过的角度将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8） 参考答案： ；减小 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，当摆球通过最低点开始计时，同时计数为“0”，下次摆球回到最低点时计数为“1”，当计数到“100”时停止计时，此时秒表记录的时间如图6所示，由图可读出时间为       s，可知单摆的振动周期为      s。 参考答案： 101.3s， 2.03s 秒表（停表）有两根针，长针是秒针，每转一圈是30S；短针是分针，每转一圈是15 min。结合题图可知读数为101.3s.   单摆一个周期两次经过最低点。 15. 用如图1实验装置验证m1、m 2组成的系统机械能守恒．图3给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图3所示．已知m1=50g、m2=150g，则（计算结果保留两位有效数字） ①在纸带上打下记数点5时的速度v=　2.4　m/s； ②这个实验需要验证机械能守恒的公式为：　（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh　 ③在记数点0～5过程中系统动能的增量△EK=　0.58　J．为了简化计算，设g=10m/s2，则系统势能的减少量△EP=　0.60　J； ④在本实验中，若某同学作出了v2﹣h图象如图2，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g=　9.7　m/s2． 参考答案： 解：①由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s， 根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度， 可知打第5个点时的速度为： v5==2.4m/s， ②系统的重力势能的减小量：△EP=（m2﹣m1）gh  系统的动能的增加量△EK=（m1+m2）v2， 所以这个实验需要验证机械能守恒的公式为（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh． ③物体的初速度为零，所以动能的增加量为： △EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J=0.58  J 重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J； ④本题中根据机械能守恒可知，（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh， 即有：v2=gh， 所以v2﹣h图象中图象的斜率k=g=， 由图可知当地的实际重力加速度g=9.7m/s2． 故答案为：①2.4 ②（m1+m2）v2=（m2﹣m1）gh  ③0.58、0.60 ④9.7 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （22分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。 （1）可见得A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/的（用m1、m2表示）； （2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式； （3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的两倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v＝2.7m/s，运行周期T＝4.7π×104s，质量m1＝6ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G＝6.67×10N·m/kg2，ms＝2.0×1030kg） 参考答案： 解析： （1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速相同，其为ω。由牛顿运动定律，有 FA＝m1ω2r1   FB＝m2ω2r2   FA＝FB 设A、B之间的距离为r，又r＝r1＋r2，由上述各式得 　　　r＝                                                    ①