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北京黄松峪中学高三物理下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. 用长为 l 的细线,一端固定在 O 点,另一端系一质量为 m 的小球,小球可在竖直平面内做圆周运动,如图所示.MD 为竖直方向上的直径,OB 为水平半径,A 点位于 M、B 之间的圆弧上,C 点位于 B、D 之间的圆弧上,开始时,小球处于圆周的最低点 M,现给小球某一初速度,下述说法正确的是
A.若小球通过 A 点的速度大于 ,则小球必能通过 D 点
B.若小球通过 B 点时 ,绳的拉力大于3mg,则小球必能通过 D 点
C.若小球通过 C 点的速度大于,则小球必能通过 D点
D.小球通过 D 点的速度可能会小于
参考答案:
AB
小球能通过 D 点的最小速度,由机械能守恒知此时小球通过M 点的速度等于 ,小球通过 B 点的速度等于,小球通过 B 点时绳的拉力等于3mg,由此推断可知A、B对,C选项不一定正确,小球通过 D 点的速度不可能小于,D错。
2. 在2012伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.63s和19.32s的成绩获得两枚金牌,成为奥运会历史上连续两届卫冕100米和200米冠军的第一人.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.200m决赛的位移是100m决赛的两倍
B.200m决赛的平均速度约为10.35m/s
C.100m决赛的平均速度约为10.38m/s
D.100m决赛的最大速度约为20.76m/s
参考答案:
C
200米比赛为弯道,位移大小不是200米,100米比赛为直道,位移大小为100米,故A错误;由于200米比赛为弯道,无法求出其位移大小,故平均速度无法求,故B错误;100米比赛的位移大小为100米,因此其平均速度为: m/s 10.38m/s,故C正确;由于100比赛过程中运动员并不是一直匀加速运动,平均速度等于最大速度的一半不成立,无法求出其最大速度,故D错误.
3. 如图甲所示,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,然后在斜面PQ上无摩擦滑下;图乙为物体沿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
参考答案:
AD
4. 如图1所示,铁板AB与水平地面之间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对于铁板静止.下列说法正确的是( )
A.磁铁所受合外力逐渐减小
B.磁铁始终受到三个力的作用
C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大
参考答案:
D
试题分析:对铁块受力分析,受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力,如图:
由于始终平衡,故合力为零,故A B错误;根据平衡条件,有:,
解得:,,由于不断变大,故不断变大,N不断变大,故C错误,D正确。
考点:共点力平衡的条件及其应用、摩擦力的判断与计算、物体的弹性和弹力
5. 如图所示平行的金属双轨与电路处在竖直向下的匀强磁场B中,一金属杆放在金属双轨上在恒定外力F作用下作匀速运动,则在开关S
A.闭合瞬间通过金属杆的电流增大
B.闭合瞬间通过金属杆的电流减小
C.闭合后金属杆先减速后匀速
D.闭合后金属杆先加速后匀速
参考答案:
AC
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. (填空)(2013?徐汇区二模)(1)法拉第发现电磁感应现象的实验装置如图所示,软铁环两侧分别绕两个线圈,左侧线圈为闭合回路,在其中一段导线下方附近放置一小磁针,小磁针静止时N极指向北方如图所示,右侧线圈与电池、电键相连.则在闭合电键后,你将看到小磁针 (单选题)
(A)仍然在原来位置静止不动 (B)抖动后又回到原来位置静止
(C)抖动后停在N极指向东方位置 (D)抖动后停在N极指向西方位置
(2)通过归纳得出产生感应电流的条件是 .
参考答案:
(1)B;(2)穿过闭合回路中磁通量发生变化.
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
解:(1)闭合电键后,线圈中的磁场方向为逆时针,且增加,故根据楞次定律,感应电流的磁场为顺时针方向,故左侧线圈中感应电流方向俯视顺时针,故直导线有电流,小磁针旋转一下,电路稳定后,无感应电流,小磁针不偏转,故选B;
(2)只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流,即原磁场变化时才有感应电流,故产生感应电流的条件是:穿过闭合回路中磁通量发生变化.
故答案为:(1)B;(2)穿过闭合回路中磁通量发生变化.
7. 一滴露珠的体积是12.0×10-4cm3,已知水的密度是1.0×103kg/m3,摩尔质量是18g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。水的摩尔体积是___________m3/mol。已知露珠在树叶上每分钟蒸发6.0×106个水分子,则需要__________分钟蒸发完。
参考答案:
1.8×10-5,6.67×1012
8. 如图,宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2m,离地高H=2m的质点与障碍物相距x.在障碍物以v0=4m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落.为使质点能穿过该孔,L的最大值为 0.8 m;若L=0.6m,x的取值范围是 0.8≤x≤1m. m.(取g=10m/s2)
参考答案:
考点:
平抛运动.
专题:
平抛运动专题.
分析:
根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间,从而通过等时性求出L的最大值.结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间,结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值.
解答:
解:小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间s=0.2s;
小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间,
则小球通过矩形孔的时间△t=t2﹣t1=0.2s,
根据等时性知,L的最大值为Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m.
x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8m
x的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m.
所以0.8m≤x≤1m.
故答案为:0.8,0.8m≤x≤1m.
点评:
解决本题的关键抓住临界状态,运用运动学公式进行求解.知道小球通过矩形孔的时间和障碍物移动L的最大值时间相等.
9. 近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前,在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,比如,含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识回答下列问题:
(1)下列说法正确的是
A.氡的半衰期为3.8天,则若在高温下其半衰期必缩短
B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C.射线一般伴随着或射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能力也最强
D.发生衰变时,新核与原来的原子核相比,中子数减少了2
(2)氡核()发生衰变后变为钋(),其衰变方程为 ,若氡()经过一系列衰变后的最终产物为铅(),则共经过 次衰变, 次衰变.
(3)静止的氡核()放出一个速度为v0的粒子,若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能,已知原子质量单位为u,试求在衰变过程中释放的核能.(不计相对论修正,在涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计.)
参考答案:
【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度;爱因斯坦质能方程;裂变反应和聚变反应.O2O3
【答案解析】(1)BD (2) 4 ;4 (3)
解析:(1)A、半衰期与外界因素无关,故A错误
B、原子核内的中子转化为质子时,放出一个电子,这个过程即β衰变,故B正确;
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,故C错误;
D、发生α衰变时,生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数,即α粒子由2个中子和2个质子构成,故α衰变时成生的新核中子数减少2,质子数减少2,故D正确;
故选:BD.
(2)根据电荷数守恒、质量数守恒,衰变方程为.
设经过了n次α衰变,m次β衰变.
有:4n=16,2n-m=4,解得n=4,m=4.
(3)设α粒子的质量为m1,氡核的质量为m2,反冲核的速度大小为v.
则根据动量守恒定律可得:m1v0=(m2-m1)v
由题意得,释放的核能E=+
解得E=
【思路点拨】α衰变生成氦原子核,β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的,半衰期是统计规律,与外界因素无关.
根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程,通过一次α衰变电荷数少2,质量数少4,一次β衰变电荷数多1,质量数不变,求出衰变的次数.
先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度;然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损,从而求释放的核能.
10. 两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,运行线速度之比是v1:v2=1:2,它们运行的轨道半径之比为__________;所在位置的重力加速度之比为__________。
参考答案:
_4:1___;__ 1:16___。
11. 如图所示,直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路,ab长0.40 m,在磁感强度是 0.60 T的匀强磁场中以5.0 m/s的速度向右做切割磁感线的运动,运动方向跟ab导线垂直.这时直导线ab产生的感应电动势的大小是_______V ,直导线ab中感应电流的方向是_________(填“a→b”或“b→a”);若电阻R=5Ω,导线ab电阻r=1Ω,则ab两端的电势差大小为_______V。
参考答案:
1.2V b→a 1.0V
ab导线切割磁感线,感应电动势E=BLv=1.2V,由右手定则知ab中电流方向是“b→a”; ab两端的电势差=1.0V
12. 两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两圆环,两环上分别用细线悬吊着两物体C、D,如图所示,当它们都沿滑杆一起向下滑动时,A的悬线与杆垂直,B的悬线竖直向下,则( )
A. A环与杆无摩擦力
B. B环与杆无摩擦力
C. A环做的是匀速运动
D. B环做的是匀速运动
参考答案:
AD
【详解】AC.假设A环与杆间的摩擦力为f,对A环受力分析,受重力、拉力、支持力、沿杆向上的摩擦力f,如图,根据牛顿第二定律,有
mAgsinθ-f=mAa
对C,据牛顿第二定律有
mCgsinθ=mCa
联立解得:
f=0
a=gsinθ
故A正确,C错误;
BD.对D球受力分析,受重力和拉力,由于做直线运动,合力与速度在一条直线上或者合力为零,故合力只能为零,物体做匀速运动;再对B求受力分析,如图,受重力、拉力、支持力,由于做匀速运动,合力为零,故必有沿杆向上的摩擦力。故B错误,D正确。
13. 原长为16cm的轻质弹簧,当甲 乙二人同时用100N的力由两端反向拉时,弹簧长度为18cm,若将弹簧一端固定在墙上,另一端由甲一个用200N的力拉, 这时弹簧长度为 cm此弹簧的劲度系数为 N/m
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:底座、带有标尺的竖直杆、光电门l和2组成的光电计时器(其中光电门l更靠近小球释放点),小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2
的
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