天津市五校聯(lián)考2022屆高三上學期物理期中考試試卷

更新時間：2021-12-06 瀏覽次數(shù)：83 類型：期中考試

一、單選題

1. (2021高一下·寧德期末) 英國物理學家卡文迪許巧妙地利用如圖所示的扭秤裝置，第一次在實驗室里較精確地測出萬有引力常量。以下四個選項中與此實驗中思想方法相同的是（）

A . 測量瞬時速度 B . 研究力的合成規(guī)律 C . 觀察桌面形變 D . 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

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2. (2021高三上·天津期中) 在太空艙里測物體質(zhì)量的原理如下：先對標準物體施加一水平推力 $\text{[math]}$ ，測得其加速度為 $\text{[math]}$ ，然后將標準物體與待測物體緊靠在一起，施加同一水平推力 $\text{[math]}$ ，測得共同加速度為 $\text{[math]}$ 。已知標準物體質(zhì)量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，則待測物體質(zhì)量 $\text{[math]}$ 為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2021高三上·天津期中) 2021年7月6日，我國成功將“天鏈一號05”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星進入預定軌道，天鏈系列衛(wèi)星為我國信息傳送發(fā)揮了重要作用。如圖所示，設(shè)地球半徑為 $\text{[math]}$ ，地球表面的重力加速度為 $\text{[math]}$ ，衛(wèi)星在半徑為 $\text{[math]}$ 的近地圓形軌道Ⅰ上運動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的遠地點 $\text{[math]}$ 時，再次點火進入軌道半徑為5R的圓形軌道Ⅲ繞地球做圓周運動，設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量保持不變。則（）

A . 衛(wèi)星在軌道Ⅰ、Ⅲ上運行的周期之比為10∶1 B . 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上穩(wěn)定飛行經(jīng)過A處的加速度等于衛(wèi)星在軌道Ⅱ上穩(wěn)定飛行經(jīng)過A處的加速度 C . 衛(wèi)星在軌道Ⅲ的運行速率大于 $\text{[math]}$ D . 衛(wèi)星在軌道Ⅰ和Ⅱ上的機械能相等

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4. (2021高三上·天津期中) 物理課上老師做了如下面圖中的演示：將鐵鎖（可看成質(zhì)點）從鼻尖處無初速度釋放后，保持自己的頭部位置不動，忽略空氣阻力。以下說法正確的是（）

A . 鐵鎖第一次返回時會撞擊鼻尖 B . 鐵鎖剛釋放時，它的加速度方向指向圓心O C . 從最高點下擺到最低點過程中，角速度保持不變 D . 從最高點下擺到最低點過程中，向心加速度一直增大

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5. (2021高三上·天津期中) 在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標系，一個小物體從t=0時刻起，由坐標原點（0，0）開始運動，其沿x軸和y軸方向運動的速度-時間圖像分別如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）

A . 0～2s內(nèi)物體沿x軸做類平拋運動 B . 2～4s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運動，但加速度沿y軸方向 C . 4s末物體坐標為（4m，4m） D . 4s末物體坐標為（6m，2m）

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二、多選題

6. (2021高三上·天津期中) 下列說法正確的是（）

A . 比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時一定放出核能 B . 根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動速度減小 C . 某一頻率的光照射到某金屬表面可以發(fā)生光電效應(yīng)，入射光頻率越高，光電子的最大初動能越大 D . 鉍210的半衰期是5天，1克鉍210經(jīng)過10天衰變，總質(zhì)量變?yōu)?.25克

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7. (2021高一上·濱城期中) 如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上，三條細繩結(jié)于O點。一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P，一條繩連接小球Q，P、Q兩物體處于靜止狀態(tài)，另一條繩OA受外力F的作用，處于水平方向?，F(xiàn)緩慢逆時針改變繩OA的方向至θ＜90°，且保持結(jié)點O位置不變，整個裝置始終處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）

A . 繩OA的拉力一直減小 B . 繩OB的拉力先減小再增大 C . 地面對斜面體有向左的摩擦力 D . 地面對斜面體的支持力不斷減小

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8. (2021高三上·天津期中) 如圖1所示，足夠長的木板 $\text{[math]}$ 靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，滑塊A受到隨時間 $\text{[math]}$ 變化的水平拉力 $\text{[math]}$ 作用時，用傳感器測出滑塊A的加速度 $\text{[math]}$ ，得到如圖2所示的 $\text{[math]}$ 圖像，已知 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，則（）

A . 滑塊A的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ B . 木板B的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ C . 當 $\text{[math]}$ 時，木板B的加速度為 $\text{[math]}$ D . 滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為0.4

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三、實驗題

9. (2021高三上·天津期中)
1. （1）幾位同學用數(shù)碼相機拍攝錄像的方法研究小球做平拋運動的規(guī)律，下圖為通過逐幀分析的方法得到的小球做平拋運動畫面的一部分。已知圖中背景方格的邊長均為2.5cm，已知重力加速度g=10m/s² ，那么他們通過分析照片可得：
  ① 照片的閃光頻率為Hz。
  
  ② 小球做平拋運動的初速度的大小為m/s。
2. （2）如圖是用“落體法”驗證機械能守恒定律的實驗裝置。
  
  ①下列做法正確的有（填正確答案序號）。
  
  A．必須要稱出重物的質(zhì)量
  
  B．圖中兩限位孔必須在同一豎直線上
  
  C．數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
  
  D．可以用 $\text{[math]}$ 或者 $\text{[math]}$ 計算某點速度
  
  ②選出一條清晰的紙帶如圖所示，其中O點為紙帶上打點計時器打下的第一個清晰的點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通過頻率為50Hz的交變電流。用刻度尺測得 $\text{[math]}$ cm， $\text{[math]}$ cm， $\text{[math]}$ cm，重錘的質(zhì)量為1.00kg，（g取9.8 $\text{[math]}$ ）。甲同學根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了J；此時重錘的速度為m/s。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
  
  ③某同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點O的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v，然后以h為橫軸、以 $\text{[math]}$ 為縱軸作出了如圖所示的圖線，圖線的斜率的數(shù)值近似等于。
  
  A.19.6 B.9.8 C.4.90 D.3.20
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四、解答題

10. (2021高三上·靜海月考) 如圖所示，一質(zhì)量為m=2kg的滑塊從半徑為R=0.2m的光滑四分之一圓弧軌道的頂端A處由靜止滑下，A點和圓弧對應(yīng)的圓心O點等高，圓弧的底端B與水平傳送帶平滑相接．已知傳送帶勻速運行的速度為v₀=4m/s，B點到傳送帶右端C點的距離為L=2m．當滑塊滑到傳送帶的右端C時，其速度恰好與傳送帶的速度相同．（g=10m/s²），求：
1. （1）滑塊到達底端B時對軌道的壓力；
2. （2）滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ；
3. （3）此過程中，由于滑塊與傳送帶之間的摩擦而產(chǎn)生的熱量Q．
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11. (2021高三上·天津期中) 如圖所示，傾角為 $\text{[math]}$ 足夠長的斜面體固定在水平地面上，輕彈簧下端固定在斜面的底端，質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的物塊 $\text{[math]}$ 放在斜面上，繞過斜面頂端定滑輪的細線一端連接在 $\text{[math]}$ 上，另一端連接在質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的物塊 $\text{[math]}$ 上，用手托著物塊 $\text{[math]}$ ，使物塊 $\text{[math]}$ 與輕彈簧剛好接觸但不擠壓，滑輪右邊的細線與斜面平行，物塊 $\text{[math]}$ 與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為 $\text{[math]}$ 。迅速放手，當物塊 $\text{[math]}$ 向上運動 $\text{[math]}$ 的距離時，細線斷開，物塊 $\text{[math]}$ 向上運動到最高點后又向下運動，壓縮彈簧至最低點后，物塊 $\text{[math]}$ 被反彈，至彈簧剛好恢復原長時物塊 $\text{[math]}$ 的速度為零， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）細線斷開后物塊 $\text{[math]}$ 向上運動的距離；
2. （2）物塊 $\text{[math]}$ 向下運動至與彈簧剛好接觸時的速度大小及彈簧被壓縮后具有的最大彈性勢能。
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12. (2021高三上·天津期中) 北京時間2019年4月10日晚9時許，全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容。
1. （1）已知M87星系黑洞的質(zhì)量為M=1.05′10⁴⁰kg，萬有引力常量為G =6′10^-¹¹ $\text{[math]}$ ，取距黑洞無窮遠處為零勢能面，引力勢能表達式為 $\text{[math]}$ 。
  a．某探測器質(zhì)量為m，以速度v于距離黑洞中心為R處發(fā)射，此時恰能脫離黑洞引力場，求R的表達式；
  
  b．施瓦西半徑（即視界半徑）指光子在某天體引力作用下的逃逸半徑，黑洞的施瓦西半徑往往大于其內(nèi)部天體的半徑。已知光速為c=3′10⁸m/s，請根據(jù)R的表達式直接寫出M87星系黑洞的施瓦西半徑Rs的表達式，并計算出Rs的值。
2. （2）根據(jù)海森堡不確定原理，真空中的任意位置均有概率發(fā)生一對正粒子與反粒子的創(chuàng)生，這對粒子被稱為虛粒子對，虛粒子對會在極短時間內(nèi)相撞湮滅而“歸還”能量，宏觀上該區(qū)域沒有能量變化。假設(shè)在黑洞視界表面的虛粒子對均為正反光子，若光子能量為E，當E>E₀時，反光子會落入視界，而光子會逃逸，產(chǎn)生霍金輻射。已知黑洞視界半徑為Rs，在黑洞視界表面單位面積單位時間上發(fā)生光子創(chuàng)生的次數(shù)為n，發(fā)生創(chuàng)生的光子的頻率為從ν₁到ν₂的任意頻率，且每種頻率的光子發(fā)生創(chuàng)生的幾率均等。已知普朗克常量h，hν₁<E₀<hν₂。
  a．請定性地畫出光子的能量E隨頻率ν變化的圖像；
  
  b．求M87星系黑洞的霍金輻射功率P的表達式（用題中給出的物理量E₀、n、h、ν₁、ν₂、R_s表示）。
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