天津南開(kāi)區(qū)第七十四中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理月考試題含解析

天津南開(kāi)區(qū)第七十四中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理月考試題含解析一、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.A、B是天花板上兩點(diǎn)，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩穿過(guò)帶有光滑孔的小球，兩端分別系在A、B點(diǎn)，如圖甲所示；現(xiàn)將長(zhǎng)度也為l的均勻鐵鏈懸掛于A、B點(diǎn)，如圖乙所示．小球和鐵鏈的質(zhì)量相等，均處于平衡狀態(tài)，A點(diǎn)對(duì)輕繩和鐵鏈的拉力分別是F1和F2，球的重心和鐵鏈重心到天花板的距離分別是h1和h2，則（）A．F1＜F2，h1＜h2 B．F1＞F2，h1＜h2 C．F1＞F2，h1＞h2 D．F1=F2，h1＞h2參考答案：C【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；物體的彈性和彈力．【分析】球的重心在球上，鏈的重心不在鏈上；對(duì)繩和鏈分別進(jìn)行受力分析根據(jù)平衡條件列方程求解．【解答】解：因?yàn)槭禽p繩，所以繩子的質(zhì)量不計(jì)，則圖甲中的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而圖乙中鐵鏈的質(zhì)量是均勻的，故其重心在一定在最低點(diǎn)的上方，故h1＞h2，；對(duì)球和鏈?zhǔn)芰Ψ治?，如圖：A點(diǎn)對(duì)鏈的拉力沿著繩子的方向，A點(diǎn)對(duì)鏈子的拉力沿著該處鏈子的切線(xiàn)方向，故圖乙中AB兩點(diǎn)對(duì)鏈子拉力的夾角比較小，由力的合成知識(shí)知，F(xiàn)2較小，故選：C．2.（單選）如圖所示，三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距為2L.現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加的力的最小值為(C)參考答案：C3.如圖所示，眼睛在a處看到魚(yú)在水中的b處，若從a處射出一束激光欲照射到魚(yú)身上，則激光應(yīng)對(duì)著哪一位置射出A．b的下方B．b的上方C．b處D．無(wú)法確定參考答案：C4.a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9．6×106m的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時(shí)刻b、c剛好位于a的正上方（如圖甲所示），經(jīng)48h，a、b、c的大致位置是圖乙中的（取地球半徑R=6．4×106m，地球表面重力加速度g=10m/s2，π=）參考答案：B5.下列說(shuō)法正確的是

A．速度的變化量越大，加速度就越大

B．在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，速度方向與加速度方向不一定相同

C．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、角速度、周期都不變參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半徑為R，已知重力加速度為g。一小滑塊從頂端靜止開(kāi)始沿曲面滑下，滑塊脫離球面時(shí)的向心加速度大小為＿＿＿＿，角速度大小為＿＿＿＿＿。參考答案：，7.如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細(xì)桿長(zhǎng)為，兩端各固定著一個(gè)帶電小球，處于水平方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩小球帶電量分別為＋q和－q，輕桿可繞中點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在輕桿與電場(chǎng)線(xiàn)夾角為α?xí)r，忽略?xún)呻姾砷g的相互作用，兩電荷受到的電場(chǎng)力對(duì)O點(diǎn)的力矩大小為_(kāi)__________，兩電荷具有的電勢(shì)能為_(kāi)__________。參考答案：8.如圖所示，一輛長(zhǎng)L=2m,高h(yuǎn)=0.8m,質(zhì)量為M=12kg的平頂車(chē)，車(chē)頂面光滑，在牽引力為零時(shí)，仍在向前運(yùn)動(dòng)，設(shè)車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與它對(duì)地面的壓力成正比，且比例系數(shù)μ=0.3。當(dāng)車(chē)速為v0=7m／s時(shí)，把一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）輕輕放在車(chē)頂?shù)那岸?，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。那么，經(jīng)過(guò)t=

s物塊離開(kāi)平頂車(chē)；物塊落地時(shí)，落地點(diǎn)距車(chē)前端的距離為s=

m。參考答案：0.31

4.16

9.氫原子的能級(jí)如圖所示，設(shè)各能級(jí)的能量值分別為，且，n為量子數(shù)。有一群處于n=4能級(jí)的氫原子，當(dāng)它們向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可發(fā)出

種頻率的光子。若n=4能級(jí)的氫原子向n=2能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子照射到某金屬時(shí)恰能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的極限頻率為

（用，普朗克常量表示結(jié)果），上述各種頻率的光子中還能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子有

種。參考答案：10.如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程中密度隨熱力學(xué)溫度變化的曲線(xiàn)，則由圖可知：從A到B過(guò)程中氣體

（吸熱、放熱），從B到C過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為

（P與T成正比，P與T的平方成正比）參考答案：吸熱

P與T的平方成正比11.如圖所示，是自行車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則大齒輪邊緣的線(xiàn)速度為

，自行車(chē)前進(jìn)的速度為

。參考答案：

，

12.已知金屬鈣的逸出功為2.7eV，氫原子的能級(jí)圖如圖所示．一群處于n=4的氫原子在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中，可能輻射

▲

種頻率的光子，有

▲

種頻率的光能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)．

參考答案：6（1分）

3（2分）13.4分）歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個(gè)He。上述核反應(yīng)方程中的X核的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)__________，中子數(shù)為_(kāi)___________。參考答案：3

4三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（1）做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________．(填代號(hào))A．游標(biāo)卡尺B．秒表C．坐標(biāo)紙D．天平E．彈簧測(cè)力計(jì)F．重垂線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________．A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端可以不水平D．需使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些E．為了比較正確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線(xiàn)把所有的點(diǎn)連接起來(lái)（2）平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)l＝1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置如圖7中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算公式為v0＝________(用l、g表示)，其值是________．參考答案：15.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小王同學(xué)采用如圖裝置，如圖中小車(chē)及砝碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出．(1)往沙桶中加入定量的沙子，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足______時(shí)，可近似認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在釋放小車(chē)______選填“之前”或“之后”接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出系列的點(diǎn)．(2)在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖2，該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率是50Hz，則小車(chē)的加速度大小是______，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是______；結(jié)果保留三位有效數(shù)字(3)小張同學(xué)用同裝置做實(shí)驗(yàn)，他們倆在同坐標(biāo)系中畫(huà)出了關(guān)系圖，如圖3，小張和小王同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，哪個(gè)物理量是不同的______．參考答案：

(1).（1）M＞＞m；

(2).之前；

(3).（2）0.390；

(4).0.377；

(5).（3）小車(chē)質(zhì)量M。解：（1）假設(shè)小車(chē)的加速度為a，拉力為F，對(duì)沙桶及沙：mg-F=ma；對(duì)小車(chē)：F=Ma；

聯(lián)立得：，故只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg。

由于人的反應(yīng)時(shí)間有0.1s左右，故為提高打出的有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再接通電源。

（2）紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是T=0.1s。

根據(jù)逐差法求解加速度：，

根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度得：

B點(diǎn)的速度（3）根據(jù)F=ma可得a=，即a-F圖象的斜率等于小車(chē)的質(zhì)量，故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)質(zhì)量M不同?！军c(diǎn)睛】能夠知道相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，利用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力。只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，傾角為30°的足夠長(zhǎng)斜面固定于水平面上，輕滑輪的頂端與固定于豎直平面內(nèi)圓環(huán)的圓心0及圓環(huán)上的P點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上，細(xì)線(xiàn)一端與套在環(huán)上質(zhì)量為m的小球相連，另一端跨過(guò)滑輪與質(zhì)量為M的物塊相連。在豎直向下拉力作用下小球靜止于Q點(diǎn)，細(xì)線(xiàn)與環(huán)恰好相切，0Q、OP問(wèn)成53°角。撤去拉力后球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)速度恰好為零。忽略一切摩擦，重力加速度為g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：(1)拉力的大小F；(2)物塊和球的質(zhì)量之比；(3)球向K運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，繃線(xiàn)張力T的大小。參考答案：（1）（2）M∶m＝12∶5（3）【分析】（1）根據(jù)平衡條件，對(duì)M和m分別列出平衡方程即可；（2）對(duì)M和m列出系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即可求解；（3）對(duì)M和m根據(jù)牛頓第二定律列出方程即可；【詳解】（1）設(shè)細(xì)線(xiàn)的張力為，根據(jù)平衡條件可以得到：物塊M：球m：得到：；（2）設(shè)環(huán)的半徑為R，球運(yùn)動(dòng)至P過(guò)程中，球上升高度為：物塊沿斜面下滑的距離為：由機(jī)械能守恒定律有：得到：；（3）設(shè)細(xì)線(xiàn)的張力為T(mén)，根據(jù)牛頓第二定律可以得到：物塊M：球m：解得：(或，)?！军c(diǎn)睛】本題考查了平衡條件、牛頓第二定律以及機(jī)械能守恒的應(yīng)用，關(guān)鍵對(duì)m和M進(jìn)行受力分析，根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況恰當(dāng)?shù)倪x擇定律進(jìn)行求解即可。17.（12分）如圖是發(fā)射地球同步衛(wèi)星的簡(jiǎn)化軌道示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的近地軌道Ⅰ上．在衛(wèi)星經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火實(shí)施變軌，進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道Ⅱ上，最后在B點(diǎn)再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道Ⅲ．已知地球表面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地球的半徑為R．求：（1）近地軌道Ⅰ上的速度大小；