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山东省聊城市温陈乡中学2021-2022学年高三物理下学期期末试题含解析.docx

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    • 山东省聊城市温陈乡中学2021-2022学年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. (多选题)地球赤道上有一物体随地球自转,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略),所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则(  )A.F1=F2>F3 B.g=a2>a3>a1 C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2参考答案:BD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.【分析】题中涉及三个物体:地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3;物体1与人造卫星2转动半径相同,物体1与同步卫星3转动周期相同,人造卫星2与同步卫星3同是卫星,都是万有引力提供向心力;分三种类型进行比较分析即可.【解答】解:A、根据题意三者质量相等,轨道半径r1=r2<r3物体1与人造卫星2比较,由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力,而近地卫星只受万有引力,故F1<F2 ,故A错误;B、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,而加速度a=rω2,则a3>a1,卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,根据=mω2r=ma,ω=,a=,知轨道半径越大,角速度越小,向心加速度越小,则a2>a3,ω2>ω3.物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,对于近地卫星,有=mg=ma2,向心加速度等于表面的重力加速度.故B正确,D正确.C、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,根据v=rω,则v3>v1,卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,根据=m,解得v=,知轨道半径越大,线速度越小,则v2>v3.故C错误.故选:BD.2. (单选)将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示.用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ=60,则F的最小值为(  )  A. B. mg C. D. 参考答案:考点: 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.专题: 共点力作用下物体平衡专题.分析: 以两个小球组成的整体为研究对象,当F垂直于Oa线时取得最小值,根据平衡条件求解F的最小值.解答: 解:以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,作出F在三个方向时整体的受力图,根据平衡条件得知:F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值为:根据平衡条件得:F=2mgsin60=mg故选:B.点评: 本题是隐含的临界问题,关键运用图解法确定出F的范围,得到F最小的条件,再由平衡条件进行求解.3. (多选)用细绳拴一个质量为m的小球,小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x(小球与弹簧不拴连),如图所示。

      将细绳剪断后( )A.小球立即获得的加速度B.小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动C.小球落地的时间等于D.小球落地的速度大于参考答案:CD 解析:A、细绳剪断前受重力、弹力和拉力,三力平衡,故弹力和重力的合力为:F合=;剪断细线后,弹力和重力不变,故合力为F合==ma,故a≠,故A错误;B、平抛运动只受重力;将细绳烧断后,小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用,合力斜向右下方,并不是只有重力的作用,所以不是平抛运动,故B错误.C、小球竖直方向只受重力,竖直分运动是自由落体运动,故小球落地的时间t=,故C正确;D、如果不受弹簧弹力,小球落地速度等于,有弹簧弹力做功,故落地速度大于,故D正确;故选:CD.4. 如图甲所示,一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场,其顶点a在直线MN上,且ab与MN的夹角为45一边长为L的正方形导线框从图示位置沿直线MN以速度v匀速穿过磁场区域规定逆时针方向为感应电流的正方向,图乙表示整个过程导线框中感应电流i随时间t(以为单位)变化的图象,正确的是参考答案:C5. 一交流电压为u=100sin100πt V,由此表达式可知( ) A.用电压表测该电压其示数为100 V B.该交流电压的周期为0.02 s C.将该电压加在“100V 100W”的灯泡两端,灯泡的实际功率小于100WD.t=1/400 s时,该交流电压的瞬时值为50 V参考答案:B二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么: (1)照片的闪光频率为________Hz. .(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_____m/s参考答案:(1)10 (2)0.757. 如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸现象,使活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是 图,该过程为 过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)参考答案:D,吸热 8. (6分)如图所示,一储油圆桶,底面直径与高均为d,当桶内无油时,从某点A恰好能看到桶底边缘上得点B,当桶内油的深度等于桶高的一半时,在A点沿A、B方向看去,看到桶底上的C点,C、B相距,由此可得油的折射率__________,光在油中的传播速度=_________m/s。

      参考答案: 9. (1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象.由图象可知:弹簧原长L0=   cm.求得弹簧的劲度系数k=   N/m.(2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针如图b,则指针所指刻度尺示数为   cm.由此可推测图b中所挂钩码的个数为  个.参考答案:(1)3.0,200;(2)1.50,3.【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系.【分析】根据图线的横轴截距得出弹簧的原长,结合图线的斜率求出他和的劲度系数.刻度尺的读数要读到最小刻度的下一位,根据形变量,结合胡克定律求出弹力的大小,从而得出所挂钩码的个数.【解答】解:(1)当弹力为零时,弹簧的长度等于原长,可知图线的横轴截距等于原长,则L0=3.0cm,图线的斜率表示弹簧的劲度系数,则有:k==200N/m.(2)刻度尺所指的示数为1.50cm,则弹簧的形变量为:△x=3.0﹣1.50cm=1.50cm,根据胡克定律得,弹簧的弹力为:F=k△x=2000.015N=3N=3G,可知图b中所挂钩码的个数为3个.故答案为:(1)3.0,200;(2)1.50,3.10. 质量为2.0 kg的物体,从离地面l6 m高处,由静止开始匀加速下落,经2 s落地,则物体下落的加速度的大小是 m/s2,下落过程中物体所受阻力的大小是 N.(g取l0m/s2)参考答案:8;4 物体下落做匀加速直线运动,根据位移时间关系得:x=at2,a== m/s2=8m/s2,根据牛顿第二定律得:a=,解得:f=4N。

      11. 在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为2m的小车,保持静止状态,A车上站着一个质量为m的人,当人从A车跳到B车上,并与B车保持相对静止,则A车与B车速度大小之比等于______,A车与B车动量大小之比等于______参考答案:3∶2,3∶212. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的1/4,不考虑卫星质量的变化,则变轨后卫星的轨道半径 (填“变大”,“变小”或“不变”),前后角速度之比为 参考答案:变大,8:113. 近年,我国的高铁发展非常迅猛.为了保证行车安全,车辆转弯的技术要求是相当高的.如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道,则车辆经过弯道时,火车的 外轨 (选填“外轮”、“内轮”)对轨道有侧向挤压,容易导致翻车事故.为此,铺设轨道时应该把 内轨 (选填“外轨”、“内轨”)适当降低一定的高度.如果两轨道间距为L,内外轨高度差为h,弯道半径为R,则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为  .参考答案:考点:向心力.专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用.分析:火车拐弯需要有指向圆心的向心力,若内、外轨等高,则火车拐弯时由外轨的压力去提供,若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,要靠重力和支持力的合力提供向心力,进而判断降低哪一侧的高度.火车对内外轨轨道均无侧向挤压时,火车拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供.根据牛顿第二定律求解火车的行驶速度.解答:解:火车拐弯需要有指向圆心的向心力,若内、外轨等高,则火车拐弯时由外轨的压力去提供,则火车的外轮对轨道有侧向挤压,若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,要靠重力和支持力的合力提供向心力,则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度,使外轨高于内轨.设路面的倾角为θ,由牛顿第二定律得:mgtanθ=m由于θ较小,则tanθ≈sinθ≈解得 v=故答案为:外轮,内轨,.点评:本题是生活中圆周运动问题,关键是分析受力情况,分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系,难度不大,属于基础题.三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14. (选修3-5模块)(4分)2008年北京奥运会场馆周围 80%~90% 的路灯将利用太阳能发电技术来供电,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应,即在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量.已知质子质量mP = 1.0073u,α粒子的质量mα = 4.0015u,电子的质量me = 0.0005u.1u的质量相当于931.MeV的能量.①写出该热核反应方程;②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?(结果保留四位有效数字)参考答案: 答案: ①4H →He +2e(2分)②Δm = 4mP- mα-2me = 41.0073u-4.0015u-20.0005u = 0.0267 u(2分)ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u931.5MeV/u =24.86 MeV(2分)15. (09年大连24中质检)(选修3—5)(5分)如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A,其上放有一个滑块B,已知木板和滑块的质量均为m=0.8 kg,滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,开始时A静止,滑块B以V=4m/s向右的初速度滑上A板,如图所示,B恰滑到A板的右端,求:①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?参考答案:解析:①因为B做匀减速运动,A做匀加速运动,A,B达到共同速度V1时,B恰滑到A板的右端 (2分) ②根据动量守恒 mv=2mv1(1分) v1=2m/s …… 设A板长为L,根据能量守恒定律 。

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