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文档简介
湖北省武汉市拦江堤中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析一、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.(单选)建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取lOm/s2)A.510N
B.490N
C.890N
D.910N参考答案:B2.如图所示,直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出).虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a运动到b的运动轨迹,轨迹为一抛物线.下列判断正确的是()A.电场线MN的方向一定是由N指向MB.带电粒子由a运动到b的过程中动能不一定增加C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度参考答案:C【考点】电场线;电势能.【分析】解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向,从而确定电场线MN的方向以,然后根据电场力做功情况,进一步解答.【解答】解:A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动,物体所受外力指向轨迹内侧,所以粒子所受的电场力一定是由M指向N,但是由于粒子的电荷性质不清楚,所以电场线的方向无法确定.故A错误B、粒子从a运动到b的过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,故B错误C、粒子从a运动到b的过程中,电场力做正功,电势能减小,带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能,故C正确.D、由a到b的运动轨迹,轨迹为一抛物线,说明粒子一定受恒力,即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度,故D错误故选:C.3.如右图是一种测定导电液体深度的装置,包着一层电介质的金属棒与导电液形成了一个电容器,电容C的变化能反映液面高度h的变化情况,则 (
)
A.C增大反映h下降
B.C增大反映h升高
C.将S闭合再断开后,V增大反映h下降
D.将S闭合再断开后,V增大反映h升高参考答案:BC4.如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是
(
)
A.沿纸面逆时针转动
B.沿纸面顺时针转动
C.a端转向纸外,b端转向纸里
D.a端转向纸里,b端转向纸外
参考答案:D5.如图所示电路中,电源电压u=311sin100t(V),A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是A.交流电压表的示数为311VB.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3AC.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D.1min抽油烟机消耗的电能为1.32×104J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.氢原子的能级图如图所示.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能发出_____种不同频率的光.这些光照射到逸出功等于2.5eV的金属上,产生的光电子的最大初动能等于_____eV.参考答案:
(1).6
(2).10.25【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差,发生光电效应的条件是当光子能量大于逸出功,根据光电效应方程求出光电子的最大初动能.【详解】一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时,共有种;从n=4跃迁到n=1的能级差最大,则辐射的光子能量最大为-0.85eV+13.6eV=12.75eV,根据光电效应方程知,光电子的最大初动能Ekm=hv-W0=12.75eV-2.5eV=10.25eV.【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件,以及知道能级间跃迁所满足的规律,注意最大初动能与入射频率的不成正比,但是线性关系.7.图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度,沿与等势面平行的方向由A点进入该电场,从上端进入电场到下端离开电场的过程中,质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________,电势能改变量之比是_____________。参考答案:1:1:2
2:1:28.(4分)如图所示,木块在与水平方向成角的拉力F作用下,沿水平方向做匀速直线运动,则拉力F与木块所受滑动摩擦力的合力一定是沿_____________的方向;若某时刻撤去拉力F,瞬间即发生变化的物理量为___________、___________(写出二个物理量的名称)。参考答案:竖直向上;弹力、摩擦力、加速度等9.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)(1)图(b)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为
m/s2.(保留三位有效数字)(2)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点,其主要原因是___________________________.(3)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:实验次数12345678小车加速度a/m·s–20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小车质量倒数4.003.453.032.502.001.411.000.60
请在方格坐标纸中画出图线,
并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是
.参考答案:⑴0.510
⑵未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足10.瞬时速度是一个重要的物理概念。但在物理实验中通常只能通过(Ds为挡光片的宽度,Dt为挡
光片经过光电门所经历的时间)的实验方法来近似表征物体的瞬时速度。这是因为在实验中无法实现Dt
或Ds趋近零。为此人们设计了如下实验来研究物体的瞬时速度。如图所示,在倾斜导轨的A处放置一光
电门,让载有轻质挡光片(宽度为Ds)的小车从P点静止下滑,再利用处于A处的光电门记录下挡光片
经过A点所经历的时间Dt。按下来,改用不同宽度的挡光片重复上述实验,最后运动公式计算出
不同宽度的挡光片从A点开始在各自Ds区域内的,并作出-Dt图如下图所示。
在以上实验的基础上,请继续完成下列实验任务:
(1)依据实验图线,小车运动的加速度为
;
(2)依据实验图线,挡光片经过A点时的瞬时速度为
;
(3)实验操作须注意的主要事项是
。参考答案:11.用速度大小为v1的中子轰击静止的碳原子核,结果中子以速度大小v2反向弹回。认为质子、中子质量均为m,以v1的方向为正方向,则轰击前后中子的动量改变量为________;不计其它力的作用,碰后碳原子核获得的初速度为___________.
参考答案:.-m(v2+v1),(v2+v1)/1212.如右图所示是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。当
盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系,已知木板被水平拉动的速度为,右图所示的一段木板的长度为,重力加速度为,漏沙时不计沙摆的重心变化。则这次实验沙摆的振动周期
▲
,摆长
▲
。参考答案:
13.如图所示,质量为m、边长为l的等边三角形ABC导线框,在A处用轻质细线竖直悬挂于质量也为m、长度为L的水平均匀硬杆一端,硬杆另一端通过轻质弹簧连接地面,离杆左端L/3处有一光滑固定转轴O。垂直于ABC平面有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,当在导线框中通以逆时针方向大小为I的电流时,AB边受到的安培力大小为________,此时弹簧对硬杆的拉力大小为________。参考答案:BIl;mg/4。 三、实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图11所示,是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为50Hz.
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为vB=________m/s;vC=________m/s;vD=________m/s.(2)在所示的坐标系中画出小车的v-t图象.
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是________,此速度的物理含义是__________________.参考答案:15.(1)为了研究平抛运动在水平方向的运动情况,甲同学设计了一个如图所示的实验.将两个同样的倾斜轨道固定在同一竖直面内,其下端水平,滑道2与光滑水平板平滑连接,把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止释放,发现小球1恰能击中小球2,改变斜槽1的高度,或同步改变两小球的释放位置重新进行实验,结果依然可以击中,这说明:
.
(2)乙同学在实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a.b.c.d所示,则小球平抛初速度的计算式为
(用g.L表示)
参考答案:(1)平抛运动在水平方向的分运动是匀速运动;(2)
四、计算题:本题共3小题,共计47分16.有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD。其周围是空气,如图所示,当入射光线从它的AB面以人射角a射入时。①要使光线在BC面发生全反射,证明入射角应满足的条件是。(BC面足够长)②如果对于任意入射角(a≠0°且<90°)的光线都能在BC面发生全反射,则玻璃砖的折射率应取何值?参考答案:见解析17.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距l=0.2m,导轨上端连接着电阻R1=1Ω,质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计.整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中.ab杆由静止释放,若下落h=O.8m后开始做匀速运动,g取10m/s2,求:(1)杆匀速运动的速度大小;(2)匀速运动过程中杆ab两端的电压哪端高,高多少;(3)该过程整个装置产生的热量.参考答案:考点:导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律.专题:电磁感应与电路结合.分析:(1)杆匀速下降时所受重力与安培力平衡,由此列式求解杆匀速运动的速度大小;(2)根据右手定则判断杆两端电势的高低,AB两端的电压为等效电源的路端电压,根据欧姆定律确定;(3)根据能量守恒定律求整个装置产生的热量.解答:解:(1)杆达到匀速运动时速度最大,此时杆处于平衡状态,根据平衡条件有:mg=BIL
①又根据欧姆定律有杆中电流
②杆切割产生的电动势E=BLv
③由①②③式可得=3m/s(2)由右手定则知,杆b端电势高根据闭合电路欧姆定律知,切割磁感线的导体相对于电流,ab两端的电势差相当于电流的路端电压,故有:(4)在杆下落h的过程中根据能量守恒定律有解得装置产生的热量Q=mgh﹣=0.035J答:(1)杆匀速运动的速度大小为3m/s;(2)匀速运动过程中杆ab两端的电压b端高,高0.5V;(3)该过程整个装置产生的热量为0.035J.点评:本题对综合应用电路知识、电磁感应知识和数学知识的能力要求较高,但是常规题,不难.18.如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点。现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点,压缩量为x=0.1m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示(在F-x图中图线与横轴所包围的面积反映功的大小)。然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x,水平桌面的高为h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10m/s2)求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;(2)小物块落地点与桌边B的水平距离;参考答案:(1)取向左为正方向,从F—x图中可以看出,小物块与桌面间的滑动摩擦力大小为Ff=1.0N,方向为负方向
①在压缩过程中,摩擦力做功为Wf=-Ff·x=-0.1J
②由图线与x轴所夹面积可得外力做功为WF=(1.0+47.0)×0.1÷2J=2.4J
③所以弹簧存贮的弹性势能为Ep=WF+Wf=2.3J
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