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山东省潍坊市高密康成中学高三物理联考试卷含解析一、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,电梯内固定的
光滑水平桌面上,一轻弹簧左端固定,一小球与弹簧接触而不粘连。先用手推着球使弹簧压缩到一定程度,再释放,小球离开弹簧时获得了一定的动能。当电梯向上减速时,球对桌面的压力用FN1表示,球获得的动能用EK1表示,电梯向上匀速时,球对桌面的压力用FN2表示,获得的动能用EK2表示,当电梯向上加速时,球对桌面的压力用FN3表示,获得的动能用EK3表示,则下列表达式成立的是(
)A.FN1=FN2=FN3
B.FN1<FN2<FN3
C.EK1=EK2=EK3
D.EK1<EK2<EK3参考答案:BC2.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立理想模型法、类比法和科学假说法等等.以下关于所用物理研究方法的叙述正确的是()A.根据速度定义式v=,当△t非常非常小时,就可以用表示物体在t时刻的瞬时速度,这是应用了微元思想方法B.在不需要考虑带电体本身的大小和形状时,用点电荷来代替物体的方法,以及在力的合成过程中用一个力代替几个力,这里都采用了等效替代的思想方法C.玻璃瓶内装满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口.手捏玻璃瓶,细管内液面高度有明显变化,说明玻璃瓶发生形变,该实验采用放大的思想方法D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用可极限思想方法参考答案:C【考点】物理学史.【分析】当时间非常小时,我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度,采用的是极限思维法;点电荷是理想化的物理模型.合力与分力是等效替代的关系.在研究曲线运动或者加速运动时,常常采用微元法.【解答】解:A、为研究某一时刻或某一位置时的瞬时速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故A错误;B、在不需要考虑带电体本身的大小和形状时,用点电荷来代替物体的方法,采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法.在力的合成过程中用一个力代替几个力,采用了等效替代的思想方法,故B错误.C、玻璃瓶内装满水,用穿有透明细管的橡皮泥封口.手捏玻璃瓶,细管内液面高度变化,说明玻璃瓶发生形变.该实验采用放大的思想,故C正确.D、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微元法,故D错误;故选:C3.地球同步通信卫星和月球都看做绕地球做匀速圆周运动,其圆周运动的向心力分别为F1、F2;圆周运动速率分别为v1、v2;向心加速度分别为a1、a2,则A.F1<F2
B.v1<v2
C.a1<a2
D.线速度都小于7.9km/s参考答案:AD4.如右图所示,粗糙斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦。物块A的质量为m不计滑轮的质量,挂上物块B后,当滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止且A所受摩擦力向下,则物块B的质量为
(
)A.B.C.MD.2m参考答案:B由平衡条件可知绳中张力,对B物体分析有,。5.(单选)如图用细绳悬挂一个小球,小球在水平拉力F的作用下从平衡位置P点缓慢地沿圆弧移动到Q点,在这个过程中,绳子拉力T和水平拉力F的大小变化情况是()A.T不断增大,F不断减小B.T不断减小,F不断增大C.T与F都不断增大D.T与F都不断减小参考答案:考点:牛顿第二定律;向心力.专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用.分析:物体缓慢偏离竖直位置,说明物体始终处于平衡状态,受力分析后找出不变的物理量画出平行四边形分析即可.解答:解:对物体受力分析并合成如图:因为物体始终处于平衡状态,故G′始终等于G,大小和方向均不发生变化.在物体缓慢偏离竖直位置的过程中细线与竖直方向的夹角逐渐变大,画出平行四边形如图所示,可以看出:力F逐渐变大,绳子的拉力也逐渐变大.故C正确,A、B、D错误.故选C.点评:本题是受力平衡的应用之一:动态分析,常用的方法是解析式法和画图法,本题应用画图法分析即可.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6..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。7.如图,重为G的物体,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在绞车D上.转动绞车,物体便能升起.设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆AB和BC的质量不计,A、B、C三处均用铰链连接.当物体处于平衡状态时,杆AB所受力的大小为2.73G,杆BC所受力的大小为3.73G.参考答案:考点:力矩的平衡条件;共点力平衡的条件及其应用.分析:画出各个力,分别作出各个力的力臂,然后又力矩的平衡即可解答.解答:解:以A为支点,AB受到BC的支持力和两个绳子的拉力,它们的力臂如图1,设AB杆的长度为L,则:竖直向下的拉力的力臂;L1=LBD的拉力的力臂:BC杆的作用力的力臂:由力矩平衡得:GL1+GL2=FBC?L3代入数据得:FBC=3.73G同理,以B为支点,BC受到AB的拉力和两个绳子的拉力,它们的力臂如图2,则:竖直向下的拉力的力臂:;BD的拉力的力臂:BC杆的作用力的力臂:由力矩平衡得:GL4+GL5=FAB?L6代入数据得:FAB=2.73G故答案为:2.73G;3.73G点评:本题的解题突破口是抓住AB杆和BC杆是二力杆,分别画出AB和BC的作用力方向,再根据力矩平衡条件求解.8.小胡同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。如上图所示是自行车的传动示意图,其中Ⅰ是大齿轮,Ⅱ是小齿轮,Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ(脚踏板)的转速通过测量为n(r/s)时,则大齿轮的角速度是
rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度,除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1,小齿轮Ⅱ的半径r2外,还需要测量的物理量是
。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为:
。参考答案:2πn,
车轮半径r3,2πn9.一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图l所示。现给盒子一初速度v0,此后,盒子运动的v一t图像呈周期性变化,如图2所示。则盒内物体的质量为
。参考答案:M10.如图所示,一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm.从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为________s,振动方程的表达式为x=________cm。参考答案:11.一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:_______________.已知电子质量,光在真空中的传播速度为速为,则γ光子的能量至少为___________J.参考答案:
(1).
(2).1.64×10-13J.解:一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,.
根据质能关系得,γ光子的能量至少为△mc2=2mec2=1.64×10-13J.
12.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.B.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和钩码,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.V打出的纸带如下图:试回答下列问题:①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度vA=_____________,打点计时器打B点时滑块速度vB=___________.②已知重锤质量m,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W合=__________.③测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功,WA、WB、WC、WD、WE,以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=_______.参考答案:①由时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度VA=OB/2⊿t=x1/2⊿t
VB=(x3-x1)/2⊿t
②整个系统按图甲运动,撤去重锤后,滑块下滑时所受合外力就是重锤的重力,由动能定理,只要知道滑块下滑的位移x,就可得到合力所做的功,合力功为mgx.③由动能定理可得W=Mv2/2,若描点作出v2-W图像,是一条过坐标原点的倾斜直线,直线斜率为k,滑块质量M=2/k.13.
(4分)已知地球半径为6.4×106m,又知月球绕地球的运动可近似看作为匀速圆周运动,则可估算出月球到地球的距离为________m。(结果只保留一位有效数字)参考答案:
答案:4.0×108m三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.如图所示,水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m,以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动,传送带上表面与地面相距h=1.25m.现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方,已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,求:(1)小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2;(2)只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大.参考答案:(1)小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m;(2)只增加L1数值可以使L2变大.解:(1)小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用,由μmg=ma得a=μg=2m/s2,当小铁块的速度达到6m/s时,由vt2=2ax得:x=9m由于9m>L1=6.25m,说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v,则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间:t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m(2)欲使L2变大,应使v变大由v=可知,L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响,也就对v和L2没有影响因此,只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大.答:(1)小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m;(2)只增加L1数值可以使L2变大.15.(4分)已知气泡内气体的密度为1.29kg/,平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数,取气体分子的平均直径为,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)。参考答案:设气体体积为,液体体积为气体分子数,(或)则
(或)解得
(都算对)解析:微观量的运算,注意从单位制检查运算结论,最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为,液体体积为气体分子数,(或)则
(或)解得
(都算对)四、计算题:本题共3小题,共计47分16.如图所示,在倾角θ=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个光滑圆球,当系统静止时档板上的压力传感器显示压力为20N,试求:(1)球对斜面的压力和圆球的重量。(2)要让挡板压力为零,整个装置在水平方向上将怎样动?参考答案:(1)对球,静止,,,,得球对斜面压力,圆球重量。
(2分)(2)对球,加速度水平向左,大小为a,有,,,
(2分)整个装置在水平方向上将以大于或等于加速度a向左加速
(1分)或者向右减速。
(1分)
17.学校对升旗手的要求是:国歌响起时开始升旗,当国歌结束时国旗恰好升到旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48s,红旗上升的高度是17.6m.若国旗先向上做匀加速运动,时间持续4s,然后做匀速运动,最后做匀减速运动,减速时间也为4s,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.求:(1)国旗匀加速运动时加速度的大小;(2)国旗匀速运动时的速度大小.参考答案:解:对于红旗加速上升阶段:对于红旗匀速上升阶段:v2=at1x2=v2t2对于红旗减速上升阶段:对于全过程:a1=a3x1+x2+x3=17.6m由以上各式可得:a1=0.1m/s2v2=0.4m/s.答:(1)国旗匀加速运动时加速度的大小为a1=0.1m/s2;(2)国旗匀速运动时的速度大小为0.4m/s.18.如图,在倾角为θ=37°的足够长固定斜面底端,一质量m=1kg的小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回出发点.物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2
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