2021-2022學(xué)年湖北省十堰市池湖村第一中學(xué)高三物理測(cè)試題含解析

2021-2022學(xué)年湖北省十堰市池湖村第一中學(xué)高三物理測(cè)試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.花樣滑冰又被稱為“冰上芭蕾”，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)就是在音樂(lè)的伴奏下運(yùn)動(dòng)員完成一系列富有藝術(shù)性的動(dòng)作，在2010年溫哥華冬奧運(yùn)上，我國(guó)花樣滑冰選手申雪、趙宏博以216.57分的高分一舉奪得了雙人滑的冠軍，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)花樣滑冰的一個(gè)重大突破．在雙人滑的比賽中，有一組運(yùn)動(dòng)員出場(chǎng)后，在滑冰表演剛開(kāi)始時(shí)他們靜止不動(dòng)，隨著優(yōu)美的音樂(lè)響起在相互猛推一下之后他們分別向相反方向運(yùn)動(dòng)．假定兩人與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，已知女運(yùn)動(dòng)員在冰上滑行的距離比男運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)，則（

）A．在推的過(guò)程中，女運(yùn)動(dòng)員推男運(yùn)動(dòng)員的力等于男運(yùn)動(dòng)員推女運(yùn)動(dòng)員的力B．在推的過(guò)程中，女運(yùn)動(dòng)員推男運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間小于男運(yùn)動(dòng)員推女運(yùn)動(dòng)員的時(shí)間C．在剛分開(kāi)時(shí)，女運(yùn)動(dòng)員的初速度大小大于男運(yùn)動(dòng)員的初速度大小D．在剛分開(kāi)時(shí)，女運(yùn)動(dòng)員的加速度大小小于男運(yùn)動(dòng)員的加速度大小參考答案：AC2.（單選）如圖所示，將一個(gè)半圓形玻璃磚置于空氣中，當(dāng)一束單色光入射到玻璃磚的圓心O時(shí)，下列情況不可能發(fā)生的是參考答案：A3.如圖所示，水平固定傾角為的光滑斜面上有兩質(zhì)量均為的小球A、B，它們用勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)對(duì)B施加一水平向左推力F使A、B均靜止在斜面上，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為，則彈簧原長(zhǎng)和推力F的大小分別為(

)

A．

B．

C．

D．參考答案：B4.（單選）如圖所示，在同一平臺(tái)上的O點(diǎn)水平拋出的三個(gè)物體，分別落到a、b、c三點(diǎn)，則三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的初速度va，vb，vc的關(guān)系和三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta，tb,tc的關(guān)系分別是(

)A．va>vb>vc

ta>tb>tc

B．va<vb<vc

ta=tb=tcC．va<vb<vc

ta>tb>tc

D．va>vb>vc

ta<tb<tc參考答案：C5.（多選）下列說(shuō)法中正確的是A．“原子由電子和帶正電的物質(zhì)組成”是通過(guò)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)判定的B．玻爾理論認(rèn)為原子只能處在能量不連續(xù)的一系列狀態(tài)C．放射性元素的半衰期與溫度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)D．同一元素的兩種同位素,其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同參考答案：BCDA、通過(guò)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)判定的是原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；B、玻爾理論認(rèn)為原子只能處在能量不連續(xù)的一系列狀態(tài)，故B正確；C、放射性元素的半衰期只與原子核自身有關(guān)，與溫度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，故C正確；D、同一元素的兩種同位素，其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，故D正確.故選BCD?！究键c(diǎn)】粒子散射實(shí)驗(yàn)；玻爾模型和氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)【答案】二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車，牽引一條紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源的頻率是50Hz,由紙帶上打出的某一點(diǎn)開(kāi)始,每5點(diǎn)剪下一段紙帶（每段紙帶時(shí)間均為0.1s），按如圖所示，每一條紙帶下端與X軸相重合，在左邊與y軸平行,將紙帶粘在坐標(biāo)系中,則：①所剪的這0.6s內(nèi)的平均速度是_

m/s②物體運(yùn)動(dòng)的加速度是____

m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)參考答案：0.413m/s

0.750m/m27.質(zhì)量為100kg的小船靜止在水面上，船的左、右兩端分別有質(zhì)量40kg和60kg的甲、乙兩人，當(dāng)甲、乙同時(shí)以3m/s的速率分別向左、向右跳入水中后，小船的速度大小為_(kāi)______，方向

。參考答案：、向左

8.已知引力常量月球中心到地球中心的距離及和月球繞地球運(yùn)行的周期T。僅利用這三個(gè)數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）。A.月球的質(zhì)量B.地球的密度C.地球的半徑D.月球繞地球運(yùn)行速度的大小參考答案：D【詳解】研究月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，列出等式，得，所以可以估算出地球的質(zhì)量，不能估算出月球的質(zhì)量；由題中條件不能求解地球的半徑，也就不能求解地球的密度；故ABC錯(cuò)誤。研究月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得：月球繞地球運(yùn)行速度的大小，故D正確。故選D。9.（4分）一輛汽車從靜止開(kāi)始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止。從汽車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí)，下表給出了某些時(shí)刻汽車的瞬時(shí)速度，從表中的數(shù)據(jù)可以得出：汽車勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間是

s，汽車通過(guò)的總路程是

米。

時(shí)刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0參考答案：

答案：4，9610.某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。參考答案：

(1).低于

(2).大于【詳解】由題意可知，容器與活塞絕熱性能良好，容器內(nèi)氣體與外界不發(fā)生熱交換，故，但活塞移動(dòng)的過(guò)程中，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，則容器內(nèi)氣體正在膨脹，體積增大，氣體對(duì)外界做功，即，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：，故容器內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度降低，低于外界溫度。最終容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)和外界氣體壓強(qiáng)相同，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：又，m為容器內(nèi)氣體質(zhì)量聯(lián)立得：取容器外界質(zhì)量也為m的一部分氣體，由于容器內(nèi)溫度T低于外界溫度，故容器內(nèi)氣體密度大于外界。故本題答案為：低于；大于。11.研究加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系：兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平軌道上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里分別放有不同質(zhì)量的砝碼．小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤(pán)）的重力大?。≤嚭蠖艘蚕涤屑?xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線，控制兩輛小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)．（1）利用這一裝置，我們來(lái)研究質(zhì)量相同的兩輛小車在不同的恒定拉力作用下，它們的加速度是怎樣的．由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同，由公式

，只要測(cè)出兩小車

之比就等于它們的加速度a之比．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí)，a正比于F．（2）利用同一裝置，我們來(lái)研究?jī)奢v小車在相同的恒定拉力作用下，它們的加速度與質(zhì)量是怎樣的．在兩個(gè)盤(pán)里放上相同數(shù)目的砝碼，使兩輛小車受到的拉力相同，而在一輛小車上加放砝碼，以增大質(zhì)量．重做試驗(yàn)，測(cè)出

和

．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)拉力F相等時(shí)，a與質(zhì)量m成反比。（3）實(shí)驗(yàn)中用砝碼（包括砝碼盤(pán)）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是

（4））將夾子換為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以通過(guò)所打紙帶計(jì)算出物體的加速度。某次實(shí)驗(yàn)所得圖線如圖所示。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_(kāi)________，小車的質(zhì)量為_(kāi)_______。參考答案：．(1)

位移(2)

小車質(zhì)量

通過(guò)位移

(3)

砝碼與砝碼盤(pán)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量

(4)

12.（5分）長(zhǎng)度為的質(zhì)量分布不均的木棒，木棒用細(xì)繩懸掛在水平天花板上而處于水平位置，細(xì)繩與天花板間的夾角分布為，如圖所示,則木棒的重心離右端的距離為

。

參考答案：

解析：該題是質(zhì)量分布不均的木棒，其重心位置未知，無(wú)法直接求重心離右端的距離。根據(jù)三力匯交原理，木棒受兩細(xì)繩和重力三個(gè)力作用，這三個(gè)力必然交于一點(diǎn)，如圖所示，則點(diǎn)為重心位置。設(shè)，。由幾何關(guān)系則有:，，可求得。13.（8分）質(zhì)量為1．0kg的物體放在可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上，物體與轉(zhuǎn)軸間用輕彈簧相連．物體與轉(zhuǎn)盤(pán)間最大靜摩擦力是重力的0．2倍，彈簧的勁度系數(shù)為600N／m，原長(zhǎng)為4cm，此時(shí)圓盤(pán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖2—13所示．圓盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，要使物體與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，圓盤(pán)的最大角速度=

(2)當(dāng)角速度達(dá)到2ω0時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量X=

．(g取10m／s2)參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過(guò)程，B→C的絕熱過(guò)程（氣體與外界無(wú)熱量交換），其中B→C過(guò)程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過(guò)程為等壓膨脹，所以氣體對(duì)外做功為：過(guò)程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對(duì)外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界過(guò)原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)A（0，L）．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從A點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng)，并從x軸上的B點(diǎn)射出磁場(chǎng)，射出B點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．參考答案：答：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為考點(diǎn)： 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析： （1）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度．（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可以求出電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．解答： 解：（1）設(shè)電子在磁場(chǎng)中軌跡的半徑為r，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，可得電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角為60°，由幾何關(guān)系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對(duì)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，有：ev0B=m，解得，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。築=；（2）電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：T==，電子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角為60°，則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T=；答：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為；（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為．點(diǎn)評(píng)： 本題考查了電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為；石油密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒(méi)有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度（正常值）沿豎直方向；當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情況有微小偏高。重力加速度在原堅(jiān)直方向（即PO方向）上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“重力加速度反?！?。為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用P點(diǎn)附近重力加速度反?，F(xiàn)象。已知引力常數(shù)為G。（1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x，求空腔所引起的Q點(diǎn)處的重力加速度反常（2）若在水平地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在與（k>1）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為L(zhǎng)的范圍的中心,如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。參考答案：（1）；（2）,

解析：本題考查萬(wàn)有引力部分的知識(shí)

（1）如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反?？赏ㄟ^(guò)填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力………①來(lái)計(jì)算,式中的m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量,而r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離………③在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變的大小.Q點(diǎn)處重力加速度改變的方向沿OQ方向,重力加速度反常是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影………④聯(lián)立以上式子得（2）由⑤式得,重力加速度反常的最大值和最小值分別為……………⑦由提設(shè)有、聯(lián)立以上式子得,地下球形空腔球心的深度和空腔的體積分別,17.下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實(shí)驗(yàn)用彈丸）．滑塊可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過(guò)滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源．滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射．在發(fā)射過(guò)程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=2.5×10﹣6T/A．已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為l=3.0cm，滑塊的質(zhì)量為m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度為v=3.0km/s（此過(guò)程視為勻加速運(yùn)動(dòng)）．（1）求發(fā)射過(guò)程中金屬滑塊的加速度大小；（2）求發(fā)射過(guò)程中電源提供的電流強(qiáng)度大??；（3）若電源輸出的能量有9%轉(zhuǎn)換為滑塊的動(dòng)能，則發(fā)射過(guò)程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？參考答案：考點(diǎn)：安培力；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；牛頓第二定律．分析：（1）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定滑塊加速的加速度，再由動(dòng)能定理求得安培力，最后得到電流強(qiáng)度；（2）先由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定滑塊加速的時(shí)間，再由能量守恒定律結(jié)合已知條件列式求解即可；（3）根據(jù)動(dòng)能定理和動(dòng)量守恒定律結(jié)合已知條件聯(lián)立方程組求解即可．解答：解：（1）由勻加速運(yùn)動(dòng)公式a==9×105m/s2（2）由安培力公式和牛頓第二定律，有F=IBl=kI2l，kI2l=ma因此

I==6.0×105A（3）滑塊獲得的動(dòng)能是電源輸出能量的，即P△t×9%=mv2發(fā)射過(guò)程中電源供電時(shí)間△t==×10﹣2s所需的電源輸出功率為P==4.5×108W由功率P=IU，解得輸出電壓

U==750V答：（1）求