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北京延庆县张山营中学高三物理下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.
参考答案:
C
2. 在光滑的水平地面上,与竖直墙平行放置着一个截面为 1/4圆的柱状物体,在柱状物体与墙之间放一光滑圆球,在柱状物体的右侧竖直面上施加一水平向左的推力F,使整个装置处于静止状态,现将柱状物体向左推过一段较小的距离,若使球与柱状物体仍保持静止状态,则与原来相比:
A.推力F变小。
B.地面受到的压力变小。
C.墙对球的弹力变大。
D.球对柱状物体的弹力变大。
参考答案:
A
3. (单选)用单色光照射某种金属表面发生光电效应。已知单色光的频率为,金属的逸出功为,普朗克常数为,光电子的最大初动能为,下列关于它们之间关系的表达式正确的是
A. B.
C. C.
参考答案:
A
由爱因斯坦光电效应方程可知A正确
4. 如图所示,a是地球赤道上的一点,某时刻在a的正上方有三颗轨道位于赤道平面的卫星b、c、d,各卫星的运行方向均与地球自转方向(图中已标出)相同,其中d是地球同步卫星.从该时刻起,经过一段时间t(已知在时间t内三颗卫星都还没有运行一周),下列各图中卫星相对a的位置最接近实际的是( )
A.
B.
C.
D.
参考答案:
考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
专题: 万有引力定律的应用专题.
分析: 根据万有引力等于向心力:G=mr知,轨道半径越大,周期越大,则角速度越小,所以经过相同的时间,可以比较出三卫星转过的角度,而同步卫星又与地球保持相对静止.
解答: 解:根据G=mr知,轨道半径越大,周期越大,则角速度越小,所以经过相同的时间,三个卫星中,b转过的角度最大,c次之,d最小,d为同步卫星,与赤道上的a保持相对静止.故A、B、C错误,D正确.
故选:D.
点评: 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力,G=mr知道周期与轨道半径的关系以及知道同步卫星的特点.
5. 质量相同的几个物体,分别受到大小不同的力的作用,其中
A.受力最大者,其位移一定最大
B.受力最大者,其速度一定最大
C.受力最大者,其加速度一定最大
D.受力作用时间最长者,其加速度一定最大
参考答案:
C
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,一定质量的理想气体,处在A状态时,温度为tA=27℃,则在状态B的温度为 ﹣33 ℃.气体从状态A等容变化到状态M,再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为 300 J.(取1atm=1.0×105Pa)
参考答案:
考点:
理想气体的状态方程.
专题:
理想气体状态方程专题.
分析:
由图象可知A和B状态的各个状态参量,根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度,在等压变化的过程中,封闭气体的压力不变,根据功的公式W=FL可以求得气体对外做功的大小.
解答:
解:由图可知,对于一定质量的理想气体,
在A状态时,
PA=2.5atm,VA=3L,TA=27+273=300K
在B状态时,
PB=1atm,VB=6L,TB=?
根据理想气体的状态方程可得
=
代入数据解得 TB=240k=﹣33°C
气体从状态A等容变化到状态M的过程中,气体的体积不变,所以此过程中不对外部做功,
从状态M等压变化到状态B的过程中,封闭气体的压强不变,压力的大小为F=PS,
气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=P△V=1.0×105Pa×(6﹣3)×10﹣3=300J.
故答案为:﹣33°C,300J
点评:
根据图象,找出气体在不同的状态下的状态参量,根据理想气体状态方程计算即可,在计算做功的大小的时候,要注意A到M的过程,气体的体积不变,气体对外不做功.只在M到B的等压的过程中对外做功.
7. 客运电梯简化模型如图甲所示,电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升,电梯总质最m=2.0×103kg,忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F = N,电梯在前2s内的速度改变量△v = m/s。
参考答案:
2.2×104, 1.5
8. 做匀加速直线运动的物体,在第3s内运动的位移为10m,第5s内的位移是14 m,则物
体的加速度大小为 m/s2,前5s内的位移是 m,第5s末的瞬时速度是
m/s。
参考答案:
2 36 15
9. 在图(a)所示的电路中,合上电键S,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中,电源的输出功率P与路端电压U、路端电压U与总电流I的关系曲线分别如图(b)、(c)所示。不计电表、导线对电路的影响。则电源电动势E=__________V,电源内阻r=________Ω。
参考答案:
12,3
10. 日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘131,它通过一系列的衰变产生对人体有危害的辐射,碘131不稳定,发生衰变,其半衰期为8天.碘131的衰变方程:
(衰变后的新元素用Y表示),经过 天有的碘131发生了衰变.
参考答案:
,,24
11. 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___。
12. 一个铀核()放出一个α粒子后衰变成钍核(),其衰变方程为 ;已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3,真空中的光速为c,上述衰变过程中释放出的核能为 。
参考答案:
(2分) (m1-m2-m3)c2(2分)
13. (选修3-3)(5分)如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线.图中等温线Ⅰ对应的温度比等温线Ⅱ对应的温度要 (填“高”或“低”) .在同一等温线下,如果该气体的压强变为原来的2倍,则气体的体积应变为原来的 倍.
参考答案:
答案:低(2分) 1/2(3分)
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在“油膜法估测分子的大小”实验中,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形态如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油酸膜的面积是 m2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10﹣6 mL,则油酸分子的直径是 m.(上述结果均保留1位有效数字)
参考答案:
8×10﹣3,5×10﹣10
【分析】在油膜所围成的方格中,先数出坐标纸上方格的个数,不足半个舍去,多于半个的算一个,即可统计出油酸薄膜的面积;根据d= 求出分子直径.
【解答】解:①在围成的方格中,不足半个舍去,多于半个的算一个,共有80个方格,故油酸膜的面积为 S=80×(10×10﹣3)2 m2=8×10﹣3m2
②油酸分子直径为 d==m=5×10﹣10m;
故答案为:8×10﹣3,5×10﹣10
15. 某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系.用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系.根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致.该同学列举产生这种结果的可能原因如下:
(1)在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
(2)没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
(3)测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大;
(4)砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件.
通过进一步分析,你认为比较合理的原因可能是( )
A.
(1)和(4)
B.
(2)和(3)
C.
(1)和(3)
D.
(2)和(4)
参考答案:
解:根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,
1、图线不经过原点,当拉力为零时,加速度不为零,知平衡摩擦力过度,即长木板的末端抬得过高了.故(1)正确
2、曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不在满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.故(4)正确
故选A.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距l=0.2 m,在导轨的一端接有阻值R=3 Ω的电阻,在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场,磁感强度B=0.5 T。一质量m =0. 1kg,电阻r=2 Ω的金属棒垂直搁在导轨上,并以v0=20 m/s的初速度进入磁场,在水平拉力F的作用下作匀减速直线运动,加速度大小a=2 m/s2。棒与导轨接触良好,其余电阻均不计。求:
(1)第一次电流为零时金属棒所处的位置;
(2)电流第一次减少为最大值的一半时拉力F的大小及其功率;
(3)金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻R上产生的热量为1.6 J,求该过程中拉力F所做的功。
参考答案:
(1)由,可知 1分
若,则 1分 故 2分
17. 如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14cm,一空气柱将管内水银分隔成左右两段,大气压强相当于高为76cm水银柱的压强.
①当空气柱长度为8cm,温度为T0=273K时,BC管内左边水银柱长2cm,AB管内水银柱长也是2cm,则右边水银柱总长是多少?
②当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?
参考答案:
①当右边水银柱总长是6cm
②当空气柱温度升高到364.6K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内
: 解:①U形管两端开口,所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为h0=2cm
右边水平管内水银柱长度为14﹣l0﹣2=4cm,
右边水银柱总长为 L=4+2=6cm
②当左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为
h1=4cm
此时,右边水平管内水银柱长度为2cm,所以空气柱的长度为
l1=14﹣2=12cm
由理想气体状态方程可得
可得T2=K=364.6K
答:①当右边水银柱总长是6cm ②当空气柱温度升高到364.6K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内
【点评】: 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解
18. 如图所示,质量为m=1kg的滑块,以υ0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若小车质量M=4kg,平板小车长L=3.6m,滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止.求:
(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;
(2)若要滑块不滑离小车,滑块的初速度不能超过多少?(g取9.8m/s2 ) (10分)
参考答案:
(1)m滑上平板小车到与平板小车相对静止,速度为v1,
据动量守恒定律: ①(2分)
对m据动量定理: ②(2分)
将①代入②解得μ=0.4 (2分)
(2)设当滑块刚滑到平板小车的右端时,两者恰有共同速度为v2,据动量守恒定律: ③ (2分)
对m据动能定理有: ④(1分)
对M据动能定理有: ⑤(1分)
由几何关系有: ⑥(1分)
联立③④⑤⑥解得:v0=6米/秒即滑块的初速度不能超过6米/秒。(1分)
或由功能原理得:(3分)解得:v0=6米/秒(1分)
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