石景山区高三统一练习物理Word文档下载推荐.docx
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D.物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少
4.
1909年,物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔,研究α粒子被散射的情况,其实验装置如图所示。
关于α粒子散射实验,下列说法正确的是
A.α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B.α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C.α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核
几乎占有原子的全部质量
D.通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10-10m
5.
如图所示,一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。
比较a、b、c三束光,可知
A.当它们在真空中传播时,a光的波长最短
B.当它们在玻璃中传播时,a光的速度最小
C.若它们都从玻璃射向空气,a光发生全反射的临界角最小
D.若它们都能使某种金属产生光电效应,a光照射出光电子的最大初动能最小
6.2020年12月3日,嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道,这是我国首次实现地外天体起飞。
环月轨道可以近似为圆轨道,已知轨道半径为r,月球质量为M,引力常量为G。
则上升器在环月轨道运行的速度为
C.
7.
如图所示,物块放在一与水平面夹角为θ的传送带上,且始终与传送带相对静止。
关于物块受到的静摩擦力f,下列说法正确的是
A.当传送带加速向上运动时,f的方向一定沿传送带向上
B.当传送带加速向上运动时,f的方向一定沿传送带向下
C.当传送带加速向下运动时,f的方向一定沿传送带向下
D.当传送带加速向下运动时,f的方向一定沿传送带向上
8.
有一圆柱形水井,井壁光滑且竖直,过其中心轴的剖面图如图所示,一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井,小球与井壁做多次弹性碰撞(碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向,小球竖直方向速度大小和方向都不变),不计空气阻力。
从水平射入水井到落至水面的过程中,小球下落的时间
A.与小球质量m有关
B.与小球初速度v有关
C.与水井井口直径d有关
D.与水井井口到水面高度差h有关
9.
如图(甲)所示是用沙摆演示振动图象的实验装置,此装置可视为摆长为L的单摆,沙摆的运动可看作简谐运动,若用手拉木板做匀速运动,实验时细沙在木板上留下的情形如图(甲)所示。
某次实验中,手拉木板的速度大小约为0.20m/s,测得图(乙)所示的一段木板的长度约0.60m。
下列判断正确的是
A.图中的曲线是沙摆的运动轨迹
B.图中的曲线是木板的运动轨迹
C.图中的曲线是细沙的运动轨迹
D.实验所用沙摆对应的摆长约为0.56m
10.
如图所示,学生练习用头颠球。
某一次足球从静止开始下落20cm,被竖直顶起,离开头部后上升的最大高度仍为20cm。
已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
下列说法正确的是
A.头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
B.与头部作用过程中,足球动量变化量大小为1.6kg·
m/s
C.下落到与头部刚接触时,足球动量大小为1.6kg·
D.从最高点下落至重新回到最高点的过程中,足球重力的冲量为0
11.
如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用,分别从P点沿虚线PM、PN运动,被吸附到金属圆筒上。
A.P点的电势高于N点的电势
B.微粒在P点的电势能小于在M点的电势能
C.微粒从P到N的动能变化量大于从P到M的动能变化量
D.微粒从P到N的电势能变化量等于从P到M的电势能变化量
12.
如图所示,在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD,AB边与磁场垂直,MN边始终与金属滑环K相连,PQ边始终与金属滑环L相连。
金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。
现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转,下列说法中正确的是
A.线圈位于图中所示的位置时,穿过线圈的磁通量为0,磁通量的变化率也为0
B.线圈位于图中所示的位置时,穿过线圈的磁通量为0,但磁通量的变化率最大
C.线圈从图中所示的位置转过90°
时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率也最大
D.线圈从图中所示的位置转过90°
时,流经定值电阻R的电流最大
13.
在真空中有一竖直向上的匀强电场E1,一个带电液滴在电场中O点处于静止状态。
现将E1突然增大到E2,方向不变,作用一段时间。
再突然使E2反向,保持E2大小不变,再经过一段同样长的时间,液滴恰好返回到O点。
在这两段相同的时间里
A.电场力做功相同
B.动能的变化量相等
C.重力做功相同
D.合力冲量的大小相等
14.如图1所示,水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域,其下方埋有与地面平行的金属管线。
为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。
如图2所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线中就有沿管线方向的电流。
使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。
将线圈P静置于B处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线BD成45°
角时,线圈中感应电流消失。
由上述现象可以推测
A.金属管线中的电流大小和方向都不变
B.金属管线沿AC走向,埋覆深度为
C.金属管线沿BD走向,埋覆深度为
D.若线圈P在D处,当它与地面的夹角为45°
时,P中一定没有感应电流
第Ⅱ卷(共58分)
二、本题共2小题,共18分。
15.
(6分)
(1)用多用电表测量一电阻的阻值。
当选择开关置于倍率为“×
100”的欧姆挡时,表盘指针位置如图1所示,则被测电阻的阻值为_______。
若待测电阻的阻值约为200,则选择开关应调到电阻挡的______(选填“×
1”、“×
10”、“×
100”或“×
1k”)位置。
(2)电流表改装成欧姆表的电路如图2所示,两表笔直接相连时,指针指在表盘刻度“5”上;
两表笔之间接有1200
的电阻时,指针指在刻度“1”上。
则刻度“3”应标注的电阻值为_______。
16.
(12分)某实验小组的同学进行“验证动量守恒定律”的实验,实验装置如图所示。
入射小球A与被碰小球B半径相同。
先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。
记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹。
(1)入射小球A的质量应_______(选填“>
”“=”或“<
”)被碰小球B的质量,其理由是_____________________。
(2)未放B球时,A球落地点是记录纸上的P点;
放上B球时,A球落地点是记录纸上的M点。
(3)实验中,用天平容易测量入射小球和被碰小球的质量mA、mB,但直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。
可以通过仅测量小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题,因此,需要测量______________________________________,其原理是__________________________________________。
(4)根据上述测量的物理量,若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为_________;
若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为____________。
(5)碰撞的恢复系数的定义为
,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。
写出用(3)中测量的量表示的恢复系数的表达式_______________________。
三、本题共4小题,共40分。
解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(9分)氢原子中核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动。
已知电子的质量为m,电荷量为e,静电力常量为k。
不考虑相对论效应。
(1)求电子的动能。
(2)选离核无限远处电势能为0,电子的电势能
,求氢原子的能量。
(3)求电子绕核运动形成的等效电流I。
18.
(9分)如图所示,用均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框的总电阻为R。
将线框置于光滑绝缘的水平面上。
在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。
在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。
在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行。
求
(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压UMN;
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W。
19.
(10分)利用电场来加速和控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。
如图所示,M、N为竖直放置的平行金属板,S1、S2为板上正对的小孔,两板间所加电压为U0,金属板P和Q水平放置在N板右侧,关于小孔S1、S2所在直线对称,两板间加有恒定的偏转电压。
现有一质子(
)和α粒子(
)从小孔S1处先后由静止释放,经加速后穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。
已知α粒子的质量为m,电荷量为q。
(1)求α粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)请判断质子和α粒子在偏转电场中的运动轨迹是否相同,并说明理由。
(3)交换M、N两板的极性,使大量电子加速后连续不断地穿过小孔S2水平向右进入偏转电场,且进入偏转电场的速度均为v=6.4×
107m/s。
已知极板P和Q的长度L=8×
10-2m,间距d=5×
10-3m,两极板间改为频率为50Hz的交变电压u=Umsin100πt(V)。
电子质量me=9.1×
10-31kg,电荷量e=1.6×
10-19C。
若要在偏转极板的右侧始终能检测到电子,求Um满足的条件。
20.(12分)万有引力定律清楚地向人们揭示,复杂运动隐藏着简洁的科学规律;
它明确地向人们宣告,天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则;
它可以计算两个质点间的万有引力,或球体之间的万有引力。
已知地球的质量为M(视为质量分布均匀的球体),半径为R,引力常量为G。
(1)不考虑地球的自转,求地球表面附近的重力加速度大小。
(2)已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。
求深度为d的矿井底部的重力加速度大小。
(3)电影《流浪地球》中的人们住在“地下城”。
假设“地下城”建在半径为r的巨大空腔中,空腔与地球表面相切,如图所示。
O和O′分别为地球和空腔的球心,地球表面上空某处P离地球表面的距离为H,空腔内另一处Q与球心O′的距离为L,P、Q、O′和O在同一直线上。
对于质量为m的人,求
①在P处受到地球的万有引力大小;
②在Q处受到地球的万有引力大小。
石景山区2021年高三统一测试
物理试卷答案及评分参考
一、选择题(每小题3分,共42分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
A
C
D
B
二、实验题(共18分)
15.(6分)
(1)1500(2分)×
10(2分)
(2)200(2分)
16.(12分)
(1)(2分)>
;
入射小球碰后不弹回。
(3)(4分)OP、OM、ON;
小球离开斜槽末端飞出后作平抛运动的时间相同,假设为t,则有OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t
(4)(4分)mA·
OM+mB·
ON=mA·
OP;
mA·
OM2+mB·
ON2=mA·
OP2
(5)(2分)
三、计算题(共4小题,共40分)
17.(9分)
(1)电子绕核作匀速圆周运动,根据库仑定律和牛顿第二定律有
(2分)
电子的动能为
解得
(1分)
(2)由于电子的电势能为
,氢原子的能量为
(3分)
(3)电子绕核运动形成的等效电流
(2分)
解得
(1分)
18.(9分)
(1)线框MN边在磁场中运动时,感应电动势
线框中的感应电流
(3分)
(2)M、N两点间的电压
(3)只有MN边在磁场中时,线框运动的时间
此过程线框中产生的焦耳热Q=I2Rt=
只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q=
根据能量守恒定律得水平外力做功W=2Q=
19.(10分)
(1)根据动能定理
解得α粒子进入偏转电场时的速度大小
(2)建立如答图1所示的坐标系,设偏转极板P、Q间的电压为U,极板间距为d,则
(1分)
与带电粒子的质量和电荷量无关,故质子和α粒子在偏转电场中的运动轨迹相同。
(3)设电子飞出偏转极板的时间为t,当电子的侧位移为
时,
若要在偏转极板的右侧始终能检测到电子,Um<
91V。
20.(12分)
(1)不考虑地球的自转,在地球表面附近
(2)设地球平均密度为ρ,则
在矿井底部
,
深度为d的矿井底部的重力加速度大小
(3分)
(3)①质量为m的人在P处受到地球的万有引力大小
,其中
②质量为m的人在Q处受到地球的万有引力大小
其中
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