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山东省青岛市第五十一中学2021年高三物理月考试题含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1.(单选)如图为某一质点作直线运动的位移x随时间变化的规律,图为一条抛物线,则下列说法正确的是() A. 在10s末,质点的速率最大 B. 在1﹣10s内,质点所受合力的方向与速度方向相反 C. 在8s末和12s末,质点的加速度方向相反 D. 在0﹣20s末,质点的位移大小为9m参考答案:B在10s末时,质点的速度为零所以A错误;在0~10s内,质点做减速运动,所受合外力的方向与速度方向相反,所以B正确;在8s末和12s末,质点的加速度方向相同,所以C错误;在20s内,质点的位移为-1m,所以D错误。【答案】2.全国中学生足球赛在足球广场揭幕.比赛时,一学生用100N的力将质量为0.5kg的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远,则该学生对足球做的功至少为().A.200J
B.16J
C.1000J
D.2000J参考答案:B3.(多选)如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧另一端固定在小车上,弹簧的劲度系数为100N/m,此时弹簧伸长了5cm,物体A和车均处于静止状态,g=10m/s2。下列说法正确的是(
)A.物体A与小车间的最大静摩擦力大小一定等于5NB.若让小车和物体一起以1m/s2的加速度向右运动,则物体受摩擦力方向向右,大小为5NC.若设法把小车下面的水平面突然撤去,让小车自由下落,则撤去水平面的瞬间,物体A受两个力作用D.若设法把小车下面的水平面突然撤去,让小车自由下落,则撤去水平面的瞬间,物体A的加速度大小为0.5m/s2参考答案:BC。依题意开始物体静止,没有说物体处于最大运动趋势,所以静止时的不是最大静摩擦力A错;对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程得,由计算可知,摩擦力方向与弹力方向相同,水平向右,B正确;若设法把小车下面的水平面突然撤去,让小车自由下落,则撤去水平面的瞬间,物体只受到重力和弹簧弹力作用,支持力和摩擦力不太存在,物体只受两个力作用,C正确;物体此时的加速度为:,方向为合力方向。D错误;故本题选择B、C答案4.如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为AB连线的中点,CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动。若A.小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小B.小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C.点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小D.点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中振幅不断减小参考答案:答案:BCD解析:设F与F′绕O点对称,在F与F′处之间,小球始终受到指向O点的回复力作用下做往复运动,若小球P带电量缓慢减小,则此后小球能运动到F′点下方,即振幅会加大,A错;每次经过O点因电场力做功减少而速度不断减小,B对;若点电荷M、N电荷量缓慢增大,则中垂线CD上的场强相对增大,振幅减小,加速度相对原来每个位置增大,故一个周期的时间必定减小,C、D正确。19.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应解释了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,或出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化参考答案:ABD二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.改变物体内能有两种方式,远古时代“钻木取火”是通过____________方式改变物体的内能,把___________转变成内能。参考答案:做功
机械能7.(6分)如果乘客在地铁列车中能忍受的最大加速度是1.4m/s2,两相邻车站相距560m,则地铁列车在这两站行驶时间最少为_________s,这种情况下最大行驶速度为_________m/s。参考答案:40s,28m/s8.(5分)在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为
,所用材料的逸出功可表示为
。参考答案:ek
-eb试题分析:光电效应中,入射光子能量,克服逸出功后多余的能量转换为电子动能,反向遏制电压;整理得,斜率即,所以普朗克常量,截距为,即,所以逸出功考点:光电效应
9.如图甲所示是用主尺最小分度为1mm,游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图,图乙是游标部分放大后的示意图.则该工件的内径为
cm.用螺旋测微器测一金属杆的直径,结果如图丙所示,则杆的直径是
mm.参考答案:2.280;2.697;【考点】刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用.【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.【解答】解:20分度的游标卡尺,精确度是0.05mm,游标卡尺的主尺读数为22mm,游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm,所以最终读数为:22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm.螺旋测微器的固定刻度为2.5mm,可动刻度为19.7×0.01mm=0.197mm,所以最终读数为2.5mm+0.197mm=2.697mm.故答案为:2.280;2.697;10.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧测力计固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧测力计的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=____________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)__________.(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是____________.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.A.可以改变滑动摩擦力的大小B.可以更方便地获取多组实验数据C.可以比较精确地测出摩擦力的大小D.可以获得更大的加速度以提高实验精度参考答案:(1)由于木板做初速度为零的匀加速直线运动,由d=at2,得加速度a=,减小偶然误差的常用方法是多次测量,求平均值.(2)由牛顿第二定律可得F1-F0=ma,解得a=.此实验要求水的质量必须远小于木板的质量.当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后,图象将向下弯曲,所以能够表示该同学实验结果的图象是图C(3)由于水的质量可以几乎连续变化,所以可以比较精确地测出摩擦力的大小,可以方便地获取多组实验数据,所以选项B、C正确.11.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图所示的装置,图中长木板水平固定.(1)(4分)实验过程中,电火花计时器应接在
(选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使
.(2)(3分)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ=
.(3)(3分)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a=
m/s2(保留两位有效数字).参考答案:12.如图甲所示为某宾馆的房卡,只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个________(填电路元件名称)接在干路上。如图乙所示,当房客进门时,只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中,这时由于磁铁吸引簧片,开关B就接通,通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通,房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时,cd相吸,ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来,构成正常的电门卡电路。参考答案:(1)电键(2分)(2)8—7,4—5,6—9,1—3,2—10
13.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。⑴上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个小点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=
(保留三位有效数字)。⑵回答下列两个问题:①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有(
)
(填入所选物理量前的字母)ks5uA.木板的长度
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间tks5u②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是
。⑶滑块与木板间的动摩擦因数μ=
(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。参考答案:⑴0.495~0.497m/s2;⑵①CD;②天平;⑶(三、实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.在“探究弹力与弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示,所用的钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的拉力,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图线.(2)该弹簧的原长L0=________cm,劲度系数k=______N/m(保留两位有效数字).参考答案:(1)如图
(2)1025解析:
:(1)作出F-L图线,如图所示;(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故弹簧的原长L0=10cm;图象的函数表达式为:F=k(L-L0),故斜率表示劲度系数;劲度系数k=;15.(9分)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)E.电阻箱R2(0~999.9Ω)F.开关S一只、导线若干⑴为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图,所选取了相应的器材(电源用待测的锂电池)均标在图上,其器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整? 。⑵在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号);②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式
。参考答案:⑴用A2替换A1
(3分)⑵①如图(3分)②(3分)四、计算题:本题共3小题,共计47分16.消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,建筑物上的火点离地高度为h,水炮与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出,其中水泵、输水管道没有画出,水泵放置于地面,不计空气阻力,取g=10m/s2。(1)、若H=80m,h=60m,水炮出水速度v0=30m/s,试求水炮与起火建筑物之间的水平距离x;(2)、在(1)问中,若水炮每秒出水量m0=60kg,试求水泵的功率P;(3)、当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至H′=45m,假设供水系统的效率η不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P′,则P′应为多大?参考答案:(1)根据平抛运动规律,有
①
②联立上述两式,并代入数据得:
③(2)设在Δt时间内出水质量为m,由功能关系得:
④取Δt=1s,则m=m0,有
⑤(3)注意到高度变化后,水流速度变化,1s内出水质量也将变化。设1s内出水量为,水的密度为ρ,速度为v′,水炮喷口的横截面积为S,有
⑥
⑦联立上述各式并代入数据得:
⑧
⑨由功能关系得:
⑩取Δt=1s,则,代入数据解得:
17.某同学近日做了这样一个实验,将一个小铁块(可看成质点)以一定的初速度,沿倾角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动,设它沿木板向上能达到的最大位移为x,若木板倾角
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