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2022年河北省保定市花張蒙中學(xué)高三物理測試題含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項符合題意1.有一則“守株待兔”的古代寓言,設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身重量的打擊力時,即可致死,假設(shè)兔子與樹樁作用時間大約為0.2秒,則若要被撞死,兔子奔跑的速度至少為:A.1m/s
B.1.5m/s
C.2m/s
D.3m/s參考答案:
答案:C2.某農(nóng)村水力發(fā)電站的發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定,它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓,然后用輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器,經(jīng)降低電壓后再輸送至各用戶。設(shè)變壓器都是理想的,那么在用電高峰期,隨用電器總功率的增加將導(dǎo)致:(
)
A、升壓變壓器初級線圈中的電流變小
B、升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小
C、高壓輸電線路的電壓損失變大
D、降壓變壓器次級線圈兩端的電壓變大
參考答案:答案:C3.從某一高度水平拋出質(zhì)量為的小球,不計空氣阻力,經(jīng)時間落在水平面上,速度方向偏轉(zhuǎn)角,則以下結(jié)論不正確的是A.小球平拋初速度為B.小球著地速度為C.該過程小球的速度的增量為D.該過程小球的水平射程為參考答案:A4.(單選)如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球.當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時,質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為α=90°,質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上,設(shè)此時質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镹,細線的拉力大小為T,則()參考答案:B5.(雙選)一質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上滑行,通過頻閃照片分析得知,滑塊在最開始2s內(nèi)的位移是最后2s內(nèi)位移的兩倍,且已知滑塊最開始1s內(nèi)的位移為2.5m,由此可求得A.滑塊的加速度為5m/s2
B.滑塊的初速度為5m/sC.滑塊運動的總時間為3s
D.滑塊運動的總位移為4.5m參考答案:BC二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A點無初速度自由下落,在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場,再經(jīng)過t=2s小球又回到A點.不計空氣阻力,且小球從未落地,則電場強度的大小E為2×103N/C,回到A點時動能為8J.參考答案:考點:電場強度;動能定理的應(yīng)用.分析:分析小球的運動情況:小球先做自由落體運動,加上勻強電場后小球先向下做勻減速運動,后向上做勻加速運動.由運動學(xué)公式求出t秒末速度大小,加上電場后小球運動,看成一種勻減速運動,自由落體運動的位移與這個勻減速運動的位移大小相等、方向相反,根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合求電場強度,由W=qEd求得電場力做功,即可得到回到A點時動能.解答:解:小球先做自由落體運動,后做勻減速運動,兩個過程的位移大小相等、方向相反.設(shè)電場強度大小為E,加電場后小球的加速度大小為a,取豎直向下方向為正方向,則有:gt2=﹣(vt﹣at2)又v=gt解得a=3g由牛頓第二定律得:a=,聯(lián)立解得,E===2×103N/C則小球回到A點時的速度為:v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s動能為Ek==0.01×4002J=8J故答案為:2×103,8.點評:本題首先要分析小球的運動過程,采用整體法研究勻減速運動過程,抓住兩個過程之間的聯(lián)系:位移大小相等、方向相反,運用牛頓第二定律、運動學(xué)規(guī)律結(jié)合進行研究.7.如圖所示,虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?,F(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,長度為L,兩側(cè)邊豎直且等長;直流電源電動勢為E,內(nèi)阻為r;R為電阻箱;S為開關(guān)。此外還有細沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開,在托盤內(nèi)加放適量細沙,使D處于平衡狀態(tài),然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S,將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r,在托盤內(nèi)重新加入細沙,使D重新處于平衡狀態(tài),用天平稱出此時細沙的質(zhì)量為m2且m2>m1。(1)磁感應(yīng)強度B大小為___________,方向垂直紙面____________(選填“向里”或“向外”);
(2)將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r,則U形金屬框D_________(選填“向下”或“向上”)加速,加速度大小為___________。六.計算題(共50分)參考答案:(1),向外;(2)向上,8.質(zhì)量為1kg的物體在水平面上滑行,且動能隨位移變化的情況如圖所示,取g=10m/s2,則物體滑行持續(xù)的時間是_____S,摩擦系數(shù)是
。
參考答案:5
0.2
9.質(zhì)量為m=100kg的小船靜止在水面上,水的阻力不計,船上左、右兩端各站著質(zhì)量分別為m甲=40kg,m乙=60kg的游泳者,當(dāng)甲朝左,乙朝右,同時以相對河岸3m/s的速率躍入水中時,小船運動方向為
(填“向左”或“向右”);運動速率為
m/s。參考答案:向左;0.610.(2分)傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件。圖是一種測定位移的電容式傳感器電路。在該電路中,閉合開關(guān)S一小段時間后,使工件(電介質(zhì))緩慢向左移動,則在工件移動的過程中,通過電流表G的電流
(填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始終為零”)參考答案:方向由a至b11.用測電筆接觸市電相線,即使赤腳站在地上也不會觸電,原因是
;另一方面,即使穿絕緣性能良好的電工鞋操作,測電筆仍會發(fā)亮,原因是
。參考答案:測電筆內(nèi)阻很大,通過與之串聯(lián)的人體上的電流(或加在人體上的電壓)在安全范圍內(nèi);(2分)市電為交流電,而電工鞋相當(dāng)于一電容器,串聯(lián)在電路中仍允許交流電通過.(3分)12.(4分)質(zhì)量為0.5kg的物體從高處自由落下,前2s內(nèi)重力做功的平均功率是_________W,2s末重力對物體做功的瞬時功率是_________W(取g=10m/s2.)參考答案:
50
10013.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是波傳播到x=5m的M點時的波形圖,圖乙是質(zhì)點N(x=3m)從此時刻開始計時的振動圖象,Q是位于x=10m處的質(zhì)點,則Q點開始振動時,振動方向沿y軸
方向(填“正”或“負”);經(jīng)過
s,Q點第一次到達波峰。參考答案:負,8
解析:圖甲所示的波形為波剛傳到M點的波形,由圖甲可知,此時質(zhì)點M的振動方向向下,故Q點開始振動的方向沿y軸負方向.由圖甲可以看出波長λ=4m,由圖乙可以看出周期T=4s.所以波速v==1m/s.由圖甲還可以看出,最前面的波峰距Q點的距離△x=8m,故最前面的波峰傳播到Q點,也就是Q點第一次出現(xiàn)波峰的時間.則t=s=8s三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.如圖甲所示,將一質(zhì)量m=3kg的小球豎直向上拋出,小球在運動過程中的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,設(shè)阻力大小恒定不變,g=10m/s2,求(1)小球在上升過程中受到阻力的大小f.(2)小球在4s末的速度v及此時離拋出點的高度h.參考答案:(1)小球上升過程中阻力f為5N;(2)小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m考點: 牛頓第二定律;勻變速直線運動的圖像.專題: 牛頓運動定律綜合專題.分析: (1)根據(jù)勻變速直線運動的速度時間公式求出小球上升的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升過程中受到空氣的平均阻力.(2)利用牛頓第二定律求出下落加速度,利用運動學(xué)公式求的速度和位移.解答: 解:由圖可知,在0~2s內(nèi),小球做勻減速直線運動,加速度大小為:由牛頓第二定律,有:f+mg=ma1代入數(shù)據(jù),解得:f=6N.(2)2s~4s內(nèi),小球做勻加速直線運動,其所受阻力方向與重力方向相反,設(shè)加速度的大小為a2,有:mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依據(jù)圖象可知,小球在4s末離拋出點的高度:.答:(1)小球上升過程中阻力f為5N;(2)小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m點評: 本題主要考查了牛頓第二定律及運動學(xué)公式,注意加速度是中間橋梁15.(3-5模塊)(5分)有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B,A靜止,B以速度v0與之發(fā)生碰撞.己知:碰撞前后二者的速度均在一條直線上,碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),然后,此原子向低能級態(tài)躍遷,并發(fā)出光子.如欲碰后發(fā)出一個光子,則速度v0至少需要多大?己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案:解析:,--------------(1分)
,--------------(1分)
,--------------(1分)
--------------(2分)四、計算題:本題共3小題,共計47分16.圖為可測定比荷的某裝置的簡化示意圖,在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小B=2.0×10﹣3T,在x軸上距坐標原點L=0.50m的P處為離子的入射口,在y上安放接收器.現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率從P處射入磁場,若粒子在y軸上距坐標原點L=0.50m的M處被觀測到,且運動軌跡半徑恰好最小,設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不計其重力.(1)求上述粒子的比荷;(2)如果在上述粒子運動過程中的某個時刻,在第一象限內(nèi)再加一個勻強電場,就可以使其沿y軸正方向做勻速直線運動,求該勻強電場的場強大小和方向,并求出從粒子射入磁場開始計時經(jīng)過多長時間加這個勻強電場;(3)為了在M處觀測到按題設(shè)條件運動的上述粒子,在第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個矩形區(qū)域內(nèi),求此矩形磁場區(qū)域的最小面積,并在圖中畫出該矩形.參考答案:【考點】:帶電粒子在勻強磁場中的運動.【專題】:壓軸題;帶電粒子在磁場中的運動專題.【分析】:(1)根據(jù)粒子的入射點P和出射點M,以及運動軌跡半徑恰好最小的條件,可以判定出,以MP為直徑的圓軌跡的半徑最小,然后由洛倫茲力提供粒子在磁場中作勻速圓周運動的向心力,求出粒子的比荷.(2)加入沿x軸正方向的勻強電場,電場力與此時洛倫茲力平衡.:解:(1)設(shè)粒子在磁場中的運動半徑為r,依題意MP連線即為該粒子在磁場中作勻速圓周運動的直徑,由幾何關(guān)系得,由洛倫茲力提供粒子在磁場中作勻速圓周運動的向心力,可得,聯(lián)立解得:=4.9×107C/kg(2)此時加入沿x軸正方向的勻強電場,電場力與此時洛倫茲力平衡,qE=qvB,代入數(shù)據(jù)得:E=70V/m.所加電場的場強方向沿x軸正方向.設(shè)帶點粒子做勻速圓周運動的周期為T,所求時間為t=T/8,而,解得t=7.9×10﹣6s(3)該區(qū)域面積S=2r2=0.25m2,矩形如圖所示.答:(1)上述粒子的比荷為4.9×107C/kg;(2)該勻強電場的場強大小為70V/m方向,從粒子射入磁場開始計時經(jīng)過7.9×10﹣6s加這個勻強電場;(3)此矩形磁場區(qū)域的最小面積為0.25m2,矩形框如圖..【點評】:該題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動,關(guān)鍵在于判斷出運動軌跡半徑恰好最小的條件是以MP為直徑的圓軌跡的半徑最?。畬儆谥袡n題.17.(8分)人類受小鳥在空中飛翔的啟發(fā)而發(fā)明了飛機,小鳥在空中滑翔時獲得的舉力可表示為F=KSv2,式中S為翅膀的面積,v為小鳥的速度,K為比例系統(tǒng),一小鳥質(zhì)量為120g,翅膀面積為S1,其水平勻速滑翔的最小速度為12m/s,假定飛機飛行時獲得向上的舉和與小鳥飛行時獲得的舉力有同樣的規(guī)律,現(xiàn)有一架質(zhì)量為3200kg的飛機,它在跑道上加速時獲得最大加速度為5m/s2。若飛機機翼面積為小鳥翅膀面積的600倍,則此飛機起飛的跑道至少要多長。參考答案:解析:小鳥飛行時獲得向上舉力與重力平衡
即KS·=m1g
2分
同理飛機:K×600S1=m2g
得=80m/s
3分
根據(jù)運動學(xué)公式=2as
3分18.如圖所示,滑塊質(zhì)量為m,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1,它以的初速度由A點開始向B點滑行,AB=5R,并滑上光滑的半徑為R的1/4圓弧BC,在C點正上方有一離C點高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺,沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔P、Q,孔徑大于滑塊的大小,旋轉(zhuǎn)時兩孔均能達到C點的正上方。求:(1)滑塊剛到B處的速度(2)若滑塊滑過C點后穿過P孔,求滑塊過P點后還能上升的最大高度(3)若滑塊穿過P孔后,又恰能從Q孔落下,則平臺轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件?參考答案:解:(1)設(shè)滑塊至B
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