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文档简介
江苏省镇江市河阳中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析一、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.如图所示电路中,电源内电阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表。闭合电键S,将滑动变阻器R2的滑片向上滑动,电流表和电压表示数变化量的大小分别为DI、DU,下列结论中正确的是(
)A.电流表示数变大
B.电压表示数变大C.>r
D.<r参考答案:AD2.(单选)a、b、c三个物体在同一条直线上运动,其位移时间图象中,图线c是一条x=0.4t2的抛物线.有关这三个物体在0~5s内的运动,下列说法正确的是()A.a物体做匀加速直线运动B.c物体做匀加速直线运动C.t=5s时,a物体速度最大D.a、b两物体都做匀速直线运动,且速度相同参考答案:解:A、位移图象倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,则知a、b两物体都做匀速直线运动.由图看出斜率看出,a、b两图线的斜率大小、正负相反,说明两物体的速度大小相等、方向相反,所以速度不同.故AD错误;B、图线c是一条x=0.4t2的抛物线,结合可知,c做初速度为0,加速度为0.8m/s2的匀加速直线运动,故B正确.C、图象的斜率大小等于速度大小,根据图象可知,t=5s时,c物体速度最大.故C错误.故选:B3.(单选)据美国《连线》杂志网站报道,在浩瀚的宇宙中,天文学家成功测得太阳系外的一颗行星的质量,发现其密度和地球相同.这是科学家证实的第一颗同地球密度相同的类地行星.已知类地行星的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍(忽略行星自转的影响),则下列说法正确的是()A.类地行星与地球的质量之比为2∶1B.类地行星与地球的半径之比为∶1C.类地行星与地球的第一宇宙速度之比为∶2D.类地行星与地球的第一宇宙速度之比为2∶1参考答案:D4.下面四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现,其中说法正确的有A.卡文迪许通过扭秤实验,测定出了引力常数B.奥斯特通过实验研究,发现了电流周围存在电场C.法拉第通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因参考答案:AC5.1831年,法拉第经过十年的研究和努力,终于发现了电磁感应定律。如图所示为法拉第发明的人类历史上第一台感应发电机的原理图:一金属圆盘在垂直纸面向里的匀强磁场中以中点b为圆心逆时针旋转。在圆盘的边缘和中心取一直线上的三个位置,记为a、b、c,则关于三点的电势的判断正确的是A.
B.C.
D.参考答案:C二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,已知在此过程中,气体内能增加100J,则该过程中气体
(选填“吸收”或“放出”)热量
J.参考答案:吸收
300
7.如图,倾角为37°,质量不计的支架ABCD的D端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮,A点处有一固定转轴,CA⊥AB,DC=CA=0.3m。质量m=lkg的物体置于支架的B端,并与跨过定滑轮的轻绳相连,绳另一端作用一竖直向下的拉力F,物体在拉力作用下沿BD做匀速直线运动,己知物体与BD间的动摩擦因数μ=0.3。为保证支架不绕A点转动,物体向上滑行的最大距离s=____m。若增大F后,支架仍不绕A点转动,物体能向上滑行的最大距离s′____s(填:“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)参考答案:0.248
等于拉力F=mgsin37°+μmgcos37°=8.4N。BC=CA/sin37°=0.5m.设m对支架BC的压力mgcos37°对A点的力臂为x,由力矩平衡条件,F·DCcos37°+μmgcos37°·CAcos37°=F·CAcos37°+mgcos37°·x,解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37°解得s=0.248m。由上述方程可知,F·DCcos37°=F·CAcos37°,x值与F无关,所以若增大F后,支架仍不绕A点转动,物体能向上滑行的最大距离s′=s。8.半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘,共轴固定连结在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点,小圆盘上绕有细绳。开始时圆盘静止,质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳,使两圆盘转动,若恒力F=mg,两圆盘转过的角度θ=
时,质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度θ=,则此时恒力F=
。参考答案:答案:,mg解析:速度最大的位置就是力矩平衡的位置,则有Fr=mg2rsin,解得θ=。若圆盘转过的最大角度θ=,则质点m速度最大时θ=,故可求得F=mg。9.如图,手用力握住一个竖直的瓶子,瓶子的重为250N,当瓶子静止时,瓶子受到
摩擦力的作用(选填“静”或“滑动”)。摩擦力的大小为
N,摩擦力的方向
(选填“竖直向上”、“竖直向上”、“水平向右”、“水平向左”)。如果在手和瓶子间抹了洗洁精,需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子,此时瓶子受到摩擦力大小
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。参考答案:静
250
竖直向上
不变10.氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下:①这个核反应称为_______________.②要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中_____________(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量____________(选填“增加”或“减少”)了__________kg.参考答案:11.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图.则a光光子的频率
▲
b光光子的频率(选填“大于”、“小于”、“等于”);用a光的强度
▲
b光的强度(选填“大于”、“少于”、“等于”).参考答案:大于;大于试题分析:由题可得光电管反向截止电压大,可得出光电子的最大初动能大,根据,所以a光光子的频率大;由图可知a光电流较大,因此a光的光强大于b光。考点:爱因斯坦光电效应方程12.如图所示电路中,L为带铁芯电感线圈,和为完全相同的小灯泡,当开关S断开的瞬间,流过灯的电流方向为_______,观察到灯______________(填“立即熄灭”,“逐渐熄灭”,“闪亮一下再逐渐熄灭”)。参考答案:断开开关S时,灯泡中原来的电流I2突然减小到零,线圈产生的感应电流流过灯泡,灯泡中电流由Il逐渐减为零,方向由a至b,与I2相反,由于线圈有一定的内阻,故Il<I2,灯泡逐渐熄灭,不会发生闪亮一下。13.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s.试回答下列问题:①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式:
cm;②x=0.5m处质点在0~5.5s内通过的路程为
cm.参考答案:①y=5cos2πt(2分)110cm三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.2004年1月25日,继“勇气”号之后,“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星.人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球,也发射了一种类似四轮小车的月球探测器.它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号,探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2,某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物.此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作.下表为控制中心的显示屏上的数据:
已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快.科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问:(1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了命令?(2)假如你是控制中心的工作人员,采取怎样的措施?加速度满足什么条件?请计算说明.
参考答案:(1)未执行命令(2)立即输入命令,启动另一个备用减速器,加速度a>1m/s2,便可使探测器不与障碍物相碰.
15.一列简谐横波在t=时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点,图(b)是质点Q的振动图像。求(i)波速及波的传播方向;(ii)质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案:(1)波沿负方向传播;
(2)xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。(ii)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图(a)知,处,因此
④由图(b)知,在时Q点处于平衡位置,经,其振动状态向x轴负方向传播至P点处,由此及③式有⑤由④⑤式得,质点Q的平衡位置的x坐标为
⑥四、计算题:本题共3小题,共计47分16.滑板运动是青少年喜爱的一项活动,如图,一滚轴溜冰的运动员(连同滑板)(可视为质点)质量为m=30kg,以某一初速度从A点水平离开h=0.8m高的平台,运动员(连同滑板)恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道,然后经C点沿固定斜面向上运动至最高点D.B、C为圆弧的两端点,其连线水平,圆弧对应圆心角θ=106°,已知圆弧半径为R=1.0m,斜面与圆弧相切于C点.已知滑板与斜面间的动摩擦因数为μ=,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,试求:(1)运动员(连同滑板)离开平台时的初速度v0(2)运动员(连同滑板)在斜面上滑行的最大距离CD.(3)运动员(连同滑板)在圆弧轨道最低点受到轨道的作用力.参考答案:【知识点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;平抛运动;向心力.C2D2D4E3【答案解析】(1)3m/s(2)1.25m(3)1290N
解析:(1)运动员离开平台后从A至B在竖直方向有:v2y=2gh
①在B点有:vy=v0tan
②由①②得:v0=3m/s
③(2)运动员从A至C过程有:mgh=mv2C-mv20
④运动员从C至D过程有:mgLsin+μmgLcos=mv2C
⑤由③④⑤解得:L=1.25m(3)运动员在圆弧轨道上做圆周运动,设运动员在最低点的速度为v,
根据机械能守恒定律有:mv02+mg[h+R(1-cos
53°)]=mv2,
在最低点时有:N-mg=m,代入数据解得:N=1290N.【思路点拨】(1)利用平抛运动规律,对B点的速度进行正交分解,得到水平速度和竖直方向速度的关系;(2)在斜面上时,对人受力分析,找出对人做功的有几个力,根据动能定理可以求得在斜面上滑行的最大距离.(3)利用机械能守恒求解物块在最低点O的速度,然后利用牛顿第二定律在最低点表示出向心力,则滑块受到的支持力可解.17.如图所示,光滑匀质圆球的直径为d=40cm,质量为M=20kg,悬线长L=30cm,正方形物块A的厚度b=10cm,质量为m=2kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10m/s2.求:(1)墙对A的摩擦力为多大?(2)如果在物块A上施加一个与墙平行的外力F,使A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力F的大小和方向如何?参考答案:
解析:(1)球与物体A的受力图分别如图所示对球有:tanθ=FN=Mgtanθ=150N对物体A有:Ff=μFN=30N>mg所以A物体处于静止状态,静摩擦力Ff1=mg=20N.(2)A沿水平方向运动,面对着墙看,作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示,有:Fsinα=mgFcosα-μFN=ma解出:F=20N,α=arctan.
18.(18分)单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c的间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。(1)已知,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(去3.0)(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查
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