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江西省九江市散原中学2021-2022学年高三物理测试题含解析一、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.以下说法正确的是(
)A.“一江春水向东流”的参考系是江岸B.我们说“太阳从东方升起”是以太阳为参考系C.研究某学生骑车回校的速度时可以把学生和车看作质点D.研究某学生骑车姿势的变化时可以把学生和车看作质点参考答案:AC2.(单选)行星绕恒星的运动轨道如果是圆形,那么所有行星运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数,设T2/r3=K,则常数K的大小()A.只与恒星的质量有关 B.与恒星的质量及行星的质量有关C.只与行星的质量有关 D.与恒星的质量及行星的速度有关参考答案:A3.宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其它星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力量为G,则A.每颗星做圆周运动的线速度为
B.每颗星做圆周运动的角速度为
C.每颗星做圆周运动的周期为
D.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关参考答案:ABC4.科学家发现在月球上含有丰富的(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为。关于聚变下列表述正确的是A.聚变反应不会释放能量
B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损
D.目前核电站都采用聚变反应发电参考答案:B解析:聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B正确。5.某物体做直线运动的v-t图象如图所示,据此判断下列四个选项中正确的是(F表示物体所受合力)()参考答案:B二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.雪在外力挤压下可形成冰,表明雪的密度
冰的密度(选填“大于”“等于”或“小于”)。小丽利用冰的密度,使用如下方法来估测积雪的密度:在平整地面的积雪上,脚向下用力踩在雪上,形成一个下凹的脚印,然后测量脚印的深度和
,根据冰的密度就可以估测雪的密度。参考答案:小于
积雪的深度7.水平面上,质量为m的滑块A以大小为v的速度碰撞质量为的静止滑块B,碰撞后A、B速度方向相同,它们的总动量为_____;若B获得的初速为v0,碰撞后A的速度为______.参考答案:mv;
8..图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。(1)完成下列实验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m。④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分,没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标,在坐标纸上做出—m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。(2)完成下列填空:(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________cm,s3=__________cm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。
参考答案:.(1)间距相等的点。(2)线性(2)(i)远小于m
(ii)
.(iii)设小车的质量为,则有,变形得,所以图象的斜率为,所以作用力,图象的截距为,所以。9.如图,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,电阻R1=4Ω,R2=22Ω,滑动变阻器R的阻值0~30Ω.闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时,理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I、△U表示.则5Ω;R1消耗的最小电功率为P=1.78W.参考答案:解:根据闭合电路欧姆定律得
U=E﹣I(R1+r),则由数学知识得知:=R1+r=4+1=5Ω.当变阻器与电阻R2并联的电阻最大时,外电路电阻最大,总电流最小,R1消耗的电功率最小,此时有:RaP=RPb+R2,又RaP+RPb=30Ω,R2=22Ω,解得:RaP=26Ω,RPb=4Ω则外电路总电阻为:R=RaP+R1=13Ω+4Ω=17Ω电路中总电流为:I==A=AR1消耗的最小电功率为:P=I2R1=×4W≈1.78W故答案为:5,1.78.10.实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮、小车、小木块、长木板、停表、砝码、弹簧测力计、直尺,要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律.(1)实验中因涉及的物理量较多,必须采用
法来完成该实验.(2)某同学的做法是:将长木板的一端垫小木块构成一斜面,用小木块改变斜面的倾角,保持滑轮小车的质量不变,让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放,用停表记录小车滑到斜面底端的时间.试回答下列问题:①改变斜面倾角的目的是:__________________________________________
.②用停表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所经历的时间,而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离,这样做的原因是
.
(3)如果要较准确地验证牛顿第二定律,则需利用打点计时器来记录小车的运动情况.如下图是某同学得到的一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻线和计数点O对齐.由以上数据可计算打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的瞬时速度,其中打E点时的速度是________m/s.加速度的大小是
m/s2。(取三位有效数字)参考答案:(1)控制变量(2)①改变小车所受的合外力②记录更准确(或:更容易记录,记录误差会更小,时间更容易记录,方便记录,方便计时,位置很难记录等类似答案均正确)(3)0.233±0.003
0.34411.(多选)一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角的斜面,其加速度为g,如图此物体在斜面上上升的最大高度为h,则此过程中正确的是
A.物体动能增加了B.物体克服重力做功mghC.物体机械能损失了mghD.物体克服摩擦力做功参考答案:BC解析:A、物体在斜面上加速度为,方向沿斜面向下,物体的合力F合=ma=,方向沿斜面向下,斜面倾角a=30°,物体从斜面底端到最大高度处位移为2h,
物体从斜面底端到最大高度处,物体合力做功W合=-F合?2h=-mgh根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W合=△Ek所以物体动能减小mgh,故A错误.B、根据功的定义式得:重力做功WG=-mgh,故B正确.C、重力做功量度重力势能的变化,所以物体重力势能增加了mgh,而物体动能减小mgh,所以物体机械能损失了mgh,故C正确.D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化.物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功,物体机械能减小了mgh,所以摩擦力做功为-mgh,故D错误.故选:BC.12.如图所示为热水系统的恒温器电路,R1是可变电阻,R2是热敏电阻,当温度低时,热敏电阻的阻值很大,温度高时,热敏电阻的阻值很小。只有当热水器中的水位达到一定高度(由水位计控制)且水的温度低于某一温度时,发热器才会开启并加热,反之,便会关掉发热器。图中虚线框中应接入的是_______门逻辑电路;为将发热器开启的水温调高一些,应使可变电阻的阻值_______。参考答案:
答案:与、
减小13.如图7甲所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置,开始时小车在水平玻璃板上做匀速直线运动,后来在薄布面上做匀减速直线运动,所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s.图7从纸带上记录的点迹情况可知,A、E两点迹之间的距离为________cm,小车在玻璃板上做匀速直线运动的速度大小为________m/s,小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2.参考答案:7.20(7.19~7.21均可);0.90(0.89~0.91均可);5.0(4.9~5.1均可)三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(选修3—5)(5分)如图所示,球1和球2从光滑水平面上的A点一起向右运动,球2运动一段时间与墙壁发生了弹性碰撞,结果两球在B点发生碰撞,碰后两球都处于静止状态。B点在AO的中点。(两球都可以看作质点)
求:两球的质量关系
参考答案:解析:设两球的速度大小分别为v1,v2,则有
m1v1=m2v2
v2=3v1
解得:m1=3m215.质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=45m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2.g取10m/s2.求:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间t;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小.参考答案:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间为3s;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解:设F作用时间为t1,之后滑动时间为t,前段加速度大小为a1,后段加速度大小为a2(1)由牛顿第二定律可得:F﹣μmg=ma1μmg=ma2且:a1t1=a2t可得:a1=0.5m/s2,a2=2m/s2,t1=4t(a1t12+a2t2)=x解得:t=3s(2)由(1)可知,力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12==36m答:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间为3s;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m四、计算题:本题共3小题,共计47分16.如图甲所示,一个被x轴与曲线方程y=0.2sinx(m)(x≤0.3m)所围的空间中存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T。单匝正方形绝缘金属线框ABCD粗细均匀、边长L=0.4m、总电阻R=0.2Ω,它的一边在光滑轨道的x轴上,在拉力F的作用下,线框以v=5m/s的速度水平向右匀速运动。试求:(1)线框中AD两端的最大电压为多少?(2)拉力F的最大值为多少?(3)在图乙中画出线框在运动过程中的i-t图象(要求有计算过程,规定线框中逆时针方向电流为正)。(4)根据i-t图象,试估算磁场区域的面积为多大?参考答案:解:(1)当导线框运动到磁场中心线时,有两种情况,一是BC边,二是AD边,当AD边运动到磁场中心时,AD边上的电压最大。
(3分)(2)线框切割磁感线产生的感应电动势,
当y最大时,E最大,最大值感应电流
(3分)(3)BC边切割磁场的时间为
)(06.053.01st==此后,经t2时间,线框中无感应电流)(02.053.04.02st=-=AD边切割时间t3=t1=0.06s在整个切割过程中,i-t图像如图所示。
(4分)(4)由图像可知,每个小方格表示电量q=0.001C在图像中,图像与t轴所围区域共有小方格153个(150~158个均算正确)故t1时间内通过线框某一截面的电量=0.153C (3分)又
=0.038m217.某娱乐项目中,参与者抛出一小球撞击触发器,从而进入下一关,现在将这一过程进行简化,假设参与者在触发
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