黑龙江省安达市七中2020届高三上学期寒假考试（1）物理试卷

物理试卷一

一、单选题

1.已知核反应方程Th→Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成粒子), Th的半衰期为T,下列有关说法正确的是(　　)

A.  Pa核Th核多一个中子

B. Th的比结合能为

C.X粒子是电子,此核反应为β衰变

D.N0个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0ΔE(N0数值很大)

2.在均匀棒的两端各系一轻绳,棒的上端的轻绳的另一端固定在天花板上,再将系下端的绳用力F拉到水平方向,上端的绳与水平面成α角,棒与水平面成β角而静止.则(　　)

A.α＝2β 

B.sinα＝2sinβ

C.cosα＝2cosβ 

D.tanα＝2tanβ

3.如图所示,一位网球运动员在球网PQ前以拍击球,现分别使两只网球在网前O点先后沿水平方向击出;第一只球落在自己一方场地的B点,弹跳起来后,刚好擦网而过,落在对方场地的A点,该球初速度大小为v1,落至A点所用时间为t1,第二只球直接擦网而过,也落在A点,该球初速度大小为v2,落至A点所用时间为t2;设两球与球网的摩擦以及与地面的碰撞均没有能量损失,其运动过程中阻力不计,则(　　)

A.t1:t2=1:1 

B.t1:t2=2:1

C.v1:v2=1:3

D.v1:v2=3:1

4.如图所示,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电.一电荷量为q(q＞0)、质量为m的粒子在电容器中靠近下极板处,以初动能Ek0竖直向上射出.不计重力,极板尺寸足够大.若粒子能打到上极板,则粒子能在两极板间运动的最长时间和电场强度的最大值分别为(　　)

A.d、  B.d、

C.2d、  D.2d、

5.我国发射的“悟空”探测卫星,多年来积极开展了人类对暗物质的观测研究.现发现宇宙空间中两颗质量分别为m和3m的星球绕其连线某点转动时,理论计算的周期与实际观测周期不符,且＝5;科学家认为,在两星球之间存在暗物质.假设以3m的星球其圆周转动为直径的球体空间中均匀分布着暗物质,那么该暗物质质量与另外的一星球(m)质量之比为(　　)

A.2:3　　   　 B.3:2           C.16:25            D.25:16

6.如图所示,在一竖直向下的匀强磁场中,将一根通电直导线abc从中点b折成夹角为1200的ab、bc两段,bc段水平,导线abc平面位于竖直平面内;为使两段通电导线所受磁场力大小相等,在导线abc平面所在区域再加一大小相等的匀强磁场,则原磁场与合磁场磁感应强度大小之比为(   )

A.1:1          B.1:        C.1:            D.:1

二、多选题

7.一条宽为L的河流，河水流速为v1，船在静水中的速度为v2，v1 、v2均不等于零。设船头的指向与上游河岸的夹角为θ，要使船划到对岸时航程最短，则θ可能满足(    )

A．     B．     C．     D．

8.2012年7月26日，一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，体积大的星体质量大于体积小的星体质量。此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中：(   )

A．它们做圆周运动的万有引力保持不变        

B．它们做圆周运动的角速度不变

C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大

D．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小

9.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则　(  )

A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动

B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大

C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

D．若角速度ω较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动

10.如图甲所示，质量为 M＝1.0 kg 的长木板 A 静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质 量为 m＝1.0 kg 的小铁块 B，铁块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，对铁块施加水平向右的拉力 F， F 大小随时间变化如图乙所示，4 s 时撤去拉力。可认为 A、B 间的最大静摩擦力与滑动摩擦力 大小相等，重力加速度 g＝10 m/s2。则下列说法正确的是（               ）

A．0～1 s 内，B 的加速度大小 4 m/s2

B．0～4 s 内，拉力做的功 32J

C．B 相对 A 滑行的最大距离2m

D．0～4 s 内系统产生的摩擦热 5.6 J

三、计算题

11.如图所示，矩形ABCD中，长AB=2L，宽BC=L。ABD所在区域内存在水平向右的匀强电场，BCD所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子由静止开始从AD的中点出发，经过磁场最后从B点离开。不计粒子的重力。求：

（1）粒子在磁场中运动的速度大小；

（2）电场强度的大小。

12.静止在水平面上的小车固定在刚性水平轻杆的一端，杆的另一端通过小圆环套在竖直光滑的立柱上。每当小车停止运动时，车上的弹簧枪就会沿垂直于轻杆的水平方向自动发射一粒弹丸，然后自动压缩弹簧并装好一粒弹丸等待下次发射,直至射出所有弹丸。右下图为该装置的俯视图。已知未装弹丸的小车质量为M，每粒弹丸的质量为m，每次发射弹丸释放的弹性势能为E，发射过程时间极短；小车运动时受到一个与运动方向相反、大小为小车对地面压力λ倍的作用力；忽略所有摩擦阻力，重力加速度为g。

(1)若小车上只装一粒弹丸，求弹丸被射出时小车的速度大小；

(2)若(1)问中发射弹丸后小车恰能运动一周，求射出弹丸时，杆对小车的拉力大小；

(3)若小车上共装15粒弹丸，轻杆能承受的最大拉力 (L为小车做圆周运动的半径），则须满足什么条件轻杆才不会被拉断？小车做圆周运动的总路程的最大值是多少？

13.【物理——选修3–3】

（1）下列说法正确的是(　　)

A．晶体都有确定的熔点

B．用油膜法可以估测分子的质量  

C．一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用

D．饱和汽的压强与温度无关

E．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体

（2）如图1所示，竖直放置、粗细均匀的玻璃管开口向上，管里一段高为h=15cm的水银柱封闭一段长为L=14cm的气体，水银柱的截面积为S，若将玻璃管按如图2所示倾斜放置，倾角为θ=37°，重力加速度g=10m/s2，大气压强p0=75cmHg，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：

①倾斜后气柱的长度；

②如果将图2所示的玻璃管以一定的加速度向右加速运动，如果空气柱的长度又变成L，则加速度a为多大？

四、实验题

14.在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些因素有关的实验中，得到的实验数据记录在下面的表格中（水的密度为ρ0=1.0×103 kg/m3）(   )

（1）根据以上1、2、3组实验数据，可知球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度v与固体颗粒的半径r的关系：v与           （填“r”或“r2”）成正比．

（2）根据以上1、4、6组实验数据，可知球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度v与水的密度ρ0、固体的密度ρ的关系：v与           （填“ρ”或“ρ-ρ0”）成正比．

（3）综合以上实验数据，推导球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式v=_________，比例系数可用k表示．

15.某物理兴趣小组的同学现在要测定由两节新干电池组成电池组的电动势和内阻的大小，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图1所示的原理图，其中定值电阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω，毫安表的量程范围为0~150 mA、内阻大小为rmA=4 Ω。试完成下列问题：

（1）请根据原理图将图2所示的实物图连接好；

（2）实验中电压表所选的量程为0~3 V，某次测量中电压表的读数如图3所示，则此次实验中电压表的读数为U=________V；

（3）他们已经将实验中所测得的实验数据描点，并作出了U–I图象，如图4所示。则电池组的电动势为E=________V，内阻为r=________Ω。（保留3位有效数字）

参考答案

1.答案：C

解析： Pa核比Th核多一个质子,A错误;比结合能是核子结合为原子核时释放的核能与核子数之比,而不是衰变释放的核能与核子数之比,B错误;由电荷数守恒和质量数守恒可以判断X为电子,题述核反应为β衰变,C正确;经过2T时间,个Th还剩2＝个没有衰变,则有－＝个发生了衰变,故核反应释放的核能为ΔE,D错误.

2.答案：D

解析：

由图知棒受重力G、上端绳拉力T、水平绳拉力F三力作用而平衡,知此三力为共点力,则将T和F反向延长与重力G交于O′点,因棒的重心在棒的中点,则由几何关系知l1＝l2,tanα＝,tanβ＝,联立解得:tanα＝2tanβ,所以D项正确.

3.答案：C

解析：两球飞出时的高度相同,所以第一只球落到B点所用的时间等于第二只球落到A点所用时间,根据竖直上抛和自由落体运动的对称性可知,落到A点时,第一只球所用时间为t1＝3t,第二只球所用时间为t2＝t,由于两只球在水平方向的分运动均为匀速运动,水平位移大小相等,由x＝v0t得v2＝3v1,即＝,C正确.

4.答案：C

解析：当电场足够大时,粒子打到上极板的极限情况为:粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行,粒子的运动为类平抛运动的逆运动.将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx,根据运动的合成与分解,当vy＝0时,根据运动学公式有,,,联立得,再根据动量定理有qEmax△t=△Py=mv0cos45°,解得△t=2d,故选项C正确.

5.答案：B

解析：设两星球间距为L,则根据万有引力定律:;若有暗物质,因均匀分布,根据万有引力定律:;其中＝5,联立解得:故选B.

6.答案：AC

解析：

设原磁场磁感应强度为B0,所加磁场为B1=B0,当合磁场B合⊥ac时,ab、bc所受磁场力大小相等,由几何和三角知识有:B合,C选项正确;当所加磁场为B2=B0,合磁场B合⊥be时,ab、bc所受磁场力大小相等,由几何和三角知识有:B合=B0,A选项正确

【答案】AC

7.答案：CD
解析：试题分析:要使船划到对岸时航程最短,如果合速度能够垂直河岸方向,即一个分速度为水速,一个分速度为与上游河岸的夹角为θ的船速,根据速度的合成,则有。如果,合速度不能垂直河岸方向,那么合速度与河岸的夹角越大航程越短,根据几何关系可知此时船速与合速度垂直,如下图所示,此时。

8.答案：BC
解析： A. 设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2.双星间的距离为L.转移的质量为△m.

则它们之间的万有引力为F=，根据数学知识得知，随着△m的增大，F先增大后减小。故A错误。

B. 对①

对②

由①②得：，总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度ω不变。故B正确。

C. D. 由②得：，ω、L、m1均不变，△m增大，则r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大。

由v=ωr2得线速度v也增大。故C正确.D错误。

故选：BC.

9.答案：BCD

解析：A解: ,小球原来在水平面内做匀速圆周运动,绳b 被烧断后,小球在垂直于平面 ABC的竖直平面内摆动或圆周运动.故 A错误.
B ,绳 b被烧断前,小球在竖直方向没有位移,加速度为零, 绳a中张力等于重力,在绳b被烧断瞬间, 绳a中张力与重力的合力提供小球的向心力,而向心力竖直向上,绳 b的张力将大于重力,即张力突然增大.故 B正确.
C ,若角速度 较小,小球原来的速度较小,小球在垂直于平面 的竖直平面内摆动.故C 正确.
D ,若角速度 较大,小球原来的速度较大,小球可能在垂直于平面 的竖直平面内做圆周运动.故 D正确.
故选BCD

10.答案：AC

解析：A. 在0∼1s内,拉力F1=6N,假设AB相对静止,整体的加速度为,m受到的摩擦力为f=ma=3N,而B的最大静摩擦力fm=μmg=2N,知f>fm，故AB一定发生相对运动；AB两物体分别做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得：

对A有对B有

代入数据得：；故A正确。

C. 当后,拉力=2N=μmg,铁块B做匀速运动,速度大小为v1,木板A仍做匀加速直线运动,又经过时间t2，A的速度与B相等

则

解得：=1s；

设A. B速度相等后一起做匀加速直线运动,运动时间=2s，加速度为a，

木板A受到的静摩擦力f=Ma<μmg,AB一起运动,故B相对A滑行的最大距离

代入数据得s=2m；故C正确。

B. 时间内拉力做的功,解得=12J

时间内拉力做功,解得=8J；

时间内拉力做的功,解得=20J；

0−4s内拉力做的功=40J.故B错误。

C. 0∼4s内系统产生的摩擦热Q=μmgs=2×2J=4J，故D错误。

故选：AC。

11.答案：解：（1）粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识得：，

，

解得，粒子轨道半径：，

粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

由牛顿第二定律得：，

解得：

（2）粒子在电场中加速，由动能定理得：，

解得：

解析：

12.答案：(1)发射弹丸的过程，遵守动量守恒和机械能守恒

mv=MV

联立解得:

(2)发射弹丸后，小车做圆周运动，圆周半径为 L，由动能定理得

弹丸刚被射出时杆受到的拉力

解得：

（3）某次发射后，小车（连同弹簧枪）和车载弹丸的总质量为Mk=km(k从某一较大值开始减小，可取15个值，且k>15)

与上述同理可知：

由此可知，弹丸全部射完，k取最小值M/m时，杆的拉力最大，若此时还能满足

则杆不会被拉断，解得

与上述同理可知，某次发射后到下一次发射前小车做圆周运动的路程：

由此式可知，每发射一粒弹丸后，小车做圆周运动的路程增大一些，因此要小车做圆周运动的总路程最大，k应该取最小的15个值（对应将15粒弹丸全部射出），即应取

取k=29、28、……、15，

最大总路程为

解析：

13.答案：（1）ACE 

（2）解：①玻璃管竖直时，管内气体压强： P1=75+15=90cmHg

当玻璃管倾斜时，管内气体压强：

气体发生等温变化，则有：

解得：x=15cm

②如果玻璃管向右做加速运动，使管中气体的长度仍为L，则管内气体的压强仍为P1，对水银柱研究，受力如图所示，有：

其中

解得：a=0.5g=5m/s2

解析：

14.答案：（1） （2分） （2）（2分）    （3）

解析：(1)从表格中次序为1、2、3各行中可以看出,固体颗粒密度相同,固体球的半径r越大则匀速下沉的速度v越大,而且匀速下沉的速度与固体颗粒的半径平方成正比,设球形固体颗粒的半径为r,密度为ρ,在水中匀速下降的速度为v。由控制变量法容易得出：当ρ一定时,v∝r2。

(2)根据表格中的1、4、6可知,当r一定时,在每个ρ值后都减去水的密度ρ0、得到的数值与v成正比。即：

v∝(ρ−ρ0)

则：v∝r2(ρ−ρ0)。

(3)根据以上的分析可知：v∝r2,v∝r2(ρ−ρ0),所以有：v=kr2(ρ−ρ0)。

考点：力的合成与分解的运用，共点力的平衡

15.答案：（1）（2）2.50   （3）2.97~2.98；2.40~2.46  

解析： (1)根据图1所示电路图连接实物电路图，实物电路图所示：

(2)电压表量程为3V，由图示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.50V；

(3)由题意可知,电流表内阻为R1的4倍,则流过R1的电流为电流表所示的4倍；

由图示电源U−I图象可知，电源电动势：E=2.96V；

电源内阻：−==2.34Ω；