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2022年北京密云县太师庄中学高三物理期末试题含解析一、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.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大参考答案:B2.参考答案:CD3.(单选)如图所示为某同学以广场中心为原点,向东方向为正方向建立坐标,记录的甲、乙两位同学的v﹣t图线,在0﹣t3时间内,下列说法中正确的是() A. 在t1时刻,甲的加速度为零,乙的加速度不为零 B. 在t2时刻,甲、乙两同学相距最远 C. 在t2时刻,甲、乙两同学相遇 D. 在t3时刻,乙的速度、加速度均为零参考答案:考点: 匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.分析: 由速度图象可以直接读出速度关系;速度﹣时间图线的斜率表示加速度.图线与两个坐标轴所围“面积”等于位移.解答: 解:A、速度﹣时间图线的斜率表示加速度,根据图象可知,在t1时刻,甲的加速度不为零,乙的加速度为零,故A错误;B、速度图线与两个坐标轴所围“面积”等于位移,图线在t轴上方“面积”表示的位移为正,在t轴下方“面积”表示的位移为负,所以在t2时刻,甲、乙两同学相距最远,没有相遇.故B正确,C错误;D、在t3时刻,乙的速度为零,但图象的斜率不为零,所以加速度不为零,故D错误.故选:B点评: 解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,即可解答.4.如图,固定斜面,CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,则()A.在CD段时,A受三个力作用B.在DE段时,A可能受二个力作用C.在DE段时,A受摩擦力方向一定沿斜面向上D.整个下滑过程中,A、B均处于失重状态参考答案:C【考点】牛顿第二定律;弹性形变和范性形变;物体的弹性和弹力.【分析】根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离对A分析,判断B对A是否有摩擦力.【解答】解:A、在CD段,整体的加速度a=,隔离对A分析,有:mAgsinθ+fA=mAa,解得fA=0,可知A受重力和支持力两个力作用.故A错误.B、设DE段物块与斜面间的动摩擦因数为μ,在DE段,整体的加速度a==gsinθ﹣μgcosθ,隔离对A分析,有:mAgsinθ+fA=mAa,解得fA=﹣μmAgcosθ,方向沿斜面向上.若匀速运动,A受到静摩擦力也是沿斜面向上,所以A一定受三个力.故B错误,C正确.D、整体下滑的过程中,CD段加速度沿斜面向下,A、B均处于失重状态.在DE段,可能做匀速直线运动,不处于失重状态.故D错误.故选:C.5.(单选)如图所示,在两个正点电荷、(其中,)形成的电场中,a、b为两点电荷连线的中垂线上的两点,且aO=bO。c、d为两点电荷连线的三等分点,即Mc=cd=dN。则下列说法中正确的是
A.a、b两点的电场强度和电势都相同
B.将带电量为q的正点电荷从c沿cd连线移到d的过程中,电场力一直做正功
C.将带电量为q的正点电荷从a沿ab连线移到O的过程中,电场力不做功
D.a、b、c、d四点中,电势最高的点是c点,电势最低的点是d点参考答案:D二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.某实验小组在探究“加速度与物体质量、受力的关系”的实验,设计如下的实验方案,实验装置如图所示,所使用打点计时器交流电源频率是50Hz,具体实验步骤如下:A.按图所示安装好实验装置;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;D.先接通打点计时器的电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复~步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度。回答以下问题:(1)按上述方案做实验是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量__________(填“是”或“否”).(2)实验打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可测得小车的加速度是___________m/s2.
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格,如下表:实验次数12345砝码盘中的砝码总重力F/N0.100.200.290.390.49小车加速度a/m·s-2.0.881.441.842.382.89他根据表中的数据画出a-F图像如图所示,造成图线不过坐标原点的主要原因是______________________,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是__________,其大小是_____________。参考答案:(1)否
(2)1.44
(3)未考虑砝码盘的重力
砝码盘的重力
0.78N(0.76~0.79N)7.用如图所示的装置来测量一把质量分布均匀、长度为L的刻度尺的质量。某同学是这样设计的:将一个读数准确的弹簧测力计竖直悬挂,取一段细线做成一环,挂在弹簧测力计的挂钩上,让刻度尺穿过细环中,环与刻度尺的接触点就是尺的悬挂点,它将尺分成长短不等的两段。用细线拴住一个质量未知的木块P挂在尺较短的一段上,细心调节尺的悬挂点及木块P的悬挂点位置,使直尺在水平位置保持平衡。已知重力加速度为g。(1)必须从图中读取哪些物理量:______________________(同时用文字和字母表示);(2)刻度尺的质量M的表达式:______________________(用第一小问中的字母表示)。参考答案:(1)木块P的悬挂点在直尺上的读数x1、刻度尺的悬挂点在直尺上的读数x2,弹簧测力计的示数F;
(一个物理量1分)(2)M=8.要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图甲所示的装置,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出).实验中,重力加速度g取10m/s2.图甲图乙(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d,如图乙所示,则d=__________mm,用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x,滑块在水平轨道上做匀加速直线运动,挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB,根据运动学公式,可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=____________;(2)该同学通过改变托盘中的砝码数量,进行了多次实验,得到的多组数据如下:实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象.从数据或图象可知,a是m的一次函数,这是由于采取了下列哪一项措施________.A.每次实验的M+m′都相等
B.每次实验都保证M+m′远大于mC.每次实验都保证M+m′远小于m
D.每次实验的m′+m都相等(3)根据am图象,可知μ=________(请保留两位有效数字).参考答案:(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意:应为直线,标度的选取要合适(2分)D(2分)(3)0.16(2分)9.如图所示,是用DIS实验系统探究“物体的加速度与力和质量的关系”实验装置。
(1)为了使小车所受的合力等于绳子的拉力,在实验测量前,还需要对实验装置作必要的调整,请你写出该如何调整:
。
(2)保持小车所受拉力不变,改变小车的质量,测得了下表所示的6组数据:
请根据6组数据在右图中选择合适的坐标作出加速度与质量的关系图线。
(3)如果钩码的重力越来越大时,小车的加速度会无限制地增加吗?
请简要回答理由和结论:
。参考答案:10.如图1-26所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠BAC=α,AB边靠在竖直墙上,F是垂直于斜面AC的推力,现物块静止不动,则摩擦力大小为
。参考答案:11.一物体从A点由静止开始作加速度大小为a1的匀加速直线运动,经过时间t后,到达B点,此时物体的加速度大小变为a2,方向与a1的方向相反,经过时间t后,物体又回到A点。则a1:a2=
;参考答案:1:312.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V的图描述,图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。(1)气体状态从A到B是______过程(填“等容”、“等压”或“等温”);(2)状态从B到C的变化过程中,气体的温度______(填“升高”、“不变”或“降低”);(3)状态从C到D的变化过程中,气体______(填“吸热”或“放热”);(4)状态从A→B→C→D的变化过程中,气体对外界所做的总功为________。参考答案:(1)等压
(2)降低
(3)放热
(4)p1(V3-V1)-p2(V3-V2)13.如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°,OA长为l,且OA:OB=2:3.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点,则小球的初动能为;现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出小球,并对小球施加一方向与△OAB所在平面平行的恒力F,小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,在相同的恒力作用下,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍.则此恒力F的大小为.参考答案:考点:动能定理的应用;平抛运动.分析:根据平抛运动的水平位移和竖直位移,结合平抛运动的规律求出初速度的大小,从而得出抛出时的初动能.对O到A和O到B分别运用动能定理,求出恒力做功之比,结合功的公式求出恒力与OB的方向的夹角,从而求出恒力的大小.解答:解:小球以水平初速度抛出,做平抛运动,在水平方向上的位移x=lsin60°=,竖直方向上的位移y=,根据y=,x=v0t得,解得,则小球的初动能.根据动能定理得,0到A有:,解得,O到B有:WOB﹣mgl=5Ek0,解得,设恒力的方向与OB方向的夹角为α,则有:,解得α=30°,所以,解得F=.故答案为:mgl,点评:本题考查了平抛运动以及动能定理的综合运用,第二格填空难度较大,关键得出恒力做功之比,以及恒力与竖直方向的夹角.三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(简答)光滑的长轨道形状如图所示,下部为半圆形,半径为R,固定在竖直平面内.质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上,A环距轨道底部高为2R.现将A、B两环从图示位置静止释放.重力加速度为g.求:(1)A环到达轨道底部时,两环速度大小;(2)运动过程中A环距轨道底部的最大高度;(3)若仅将轻杆长度增大为2R,其他条件不变,求运动过程中A环距轨道底部的最大高度.参考答案:(1)A环到达轨道底部时,两环速度大小为;(2)运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R;(3)若仅将轻杆长度增大为2R,其他条件不变,运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R.解:(1)A、B都进入圆轨道后,两环具有相同角速度,则两环速度大小一定相等,对系统,由机械能守恒定律得:mg?2R+2mg?R=(m+2m)v2,解得:v=;(2)运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1,如图所示,整体机械能守恒:mg?2R+2mg?3R=2mg(h﹣R)+mgh,解得:h=R;(3)若将杆长换成2R,A环离开底部的最大高度为h2.如图所示.整体机械能守恒:mg?2R+2mg(2R+2R)=mgh′+2mg(h′+2R),解得:h′=R;答:(1)A环到达轨道底部时,两环速度大小为;(2)运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R;(3)若仅将轻杆长度增大为2R,其他条件不变,运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R.15.如图甲所示,将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出,小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示,设阻力大小恒定不变,g=10m/s2,求(1)小球在上升过程中受到阻力的大小f.(2)小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h.参考答案:(1)小球上升过程中阻力f为5N;(2)小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.专题: 牛顿运动定律综合专题.分析: (1)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度,再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力.(2)利用牛顿第二定律求出下落加速度,利用运动学公式求的速度和位移.解答: 解:由图可知,在0~2s内,小球做匀减速直线运动,加速度大小为:由牛顿第二定律,有:f+mg=ma1代入数据,解得:f=6N.(2)2s~4s内,小球做匀加速直线运动,其所受阻力方向与重力方向相反,设加速度的大小为a2,有:mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知,小球在4s末离抛出点的高度:.答:(1)小球上升过程中阻力f为5N;(2)小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评: 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式,注意加速度是中间桥梁四、计算题:本题共3小题,共计47分16.磁悬浮铁路中文拼音:cíxuánfútiělù,英文名:magleyrailway,是一种新型的交通运输系统,它是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起。使整个列车悬浮在导轨上,利用电磁力进行导向,利用直流电机将电能直接转换成推动列车前进。它清除了轮轨之间的接触,无摩擦阻力,线路垂直负荷小,时速高,无污染,安全,可靠,舒适。其应用仍具有广泛前景。磁悬浮铁路系统是一种新型的交通运输系统,它是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起,使整个列车悬浮在导轨上,同时利用电磁力进行驱动,采用直流电机模式获得驱动力的列车可简化为如下情境:固定在列车下端的矩形金属框随车平移;轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布,最大值为B0,其空间变化周期为2d,整个磁场以速度v1沿Ox方向向前高速匀速平移,列车以速度v2沿Ox方向匀速行驶,且vl>v2,从而产生感应电流,受到的安培力即为列车向前行驶的驱动力.设金属框电阻为R,长PQ=L,宽NP=d,求:(1)如图为列车匀速行驶时的某一时刻,设为t=0时刻,MN、PQ均处于磁感应强度最大值处,此时金属框内感应电流的大小和方向.(2)从t=0时刻起列车匀速行驶S距离的过程中,矩形金属线框产生的焦耳热.参
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