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文档简介
山东省淄博市宏光中学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.(多选)如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g。物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的(
)A.动能损失了2mgH
B.动能损失了mgHC.机械能损失了mgH
D.机械能损失了参考答案:AC上升过程中合外力这mg,合外力做的功,根据动能定理,动能损失了2mgH,A正确,B错误;除重力以外的力做的功等于机械能的损失量,而上升的过程中,重力做功为,因此摩擦力做的功为,因此机械能损失了mgH ,C正确,D错误。2.如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同加速度沿F方向匀加速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是().A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F方向相同参考答案:A由于物体A、B在力F作用下一起以相同加速度沿F方向匀加速运动,故物体A受到的合外力方向跟F方向相同,对于甲图,物体A水平方向受到向左的静摩擦力,对于乙图,沿斜面方向受到向上的静摩擦力和重力沿斜面向下的分力作用,只有选项A正确。3.如图所示,顶角θ=45o的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度vo沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时导体棒位于顶角O处。则流过导体棒的电流强度I,框架内的导体棒部分产生的电动势E,导体棒作匀速直线运动时水平外力F,导体棒的电功率P各量大小随时间变化的关系正确的是参考答案:AC4.如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑.小球被轻质细线系住放在斜面上。细线另一端跨过定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离,斜面体始终静止.移动过程中A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变大C.斜面对地面的压力变大D.地面对斜面的摩擦力变大参考答案:A对小球分析,小球受重力、绳的拉力、斜面的支持力3个力的作用,由于是缓慢移动,故小球处于动态平衡,作出力三角形分析可知绳的拉力逐渐增大,斜面的支持力逐渐减小,由作用力与反作用力的关系知小球对斜面的压力减小,将小球对斜面的压力沿水平方向和竖直方向分解可知,斜面对地面的压力以及地面对斜面的摩擦力均减小,本题应选A。5.某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的距离s,则下列运算公式中正确的是(
)地球半径R=6400km月球半径r=1740km地球表面重力加速度g0=9.80m/s2月球表面重力加速度g′=1.56m/s2月球绕地球转动的线速度v=1km/s月球绕地球转动的周期T=27.3天光速c=2.998×108km/s用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号
A.
B.
C.
D.参考答案:ABD二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.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7.一物体做初速度为零的匀加速直线运动,若从开始运动起,物体分别通过连续三段位移的时间之比是2:1:3,则这三段位移的大小之比为
;若从开始运动起,物体分别通过连续三段位移之比是1:2:3,则通过这三段位移的时间之比为
。参考答案:4:5:27
1:(-1):(-)
4:5:27
1:(-1):(-)
8.(4分)如图,在“观察光的衍射现象”实验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将
(选填:“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只有在
情况下,光才可以看作是沿直线传播的。参考答案:减小;光的波长比障碍物小得多根据条纹间距由d、L和波长决定可知,增加缝宽,可以使条纹间距离减小;光遇到障碍物时,当障碍物的尺寸与波长接近时,会发生明显的衍射现象,当障碍物较大时,光近似沿直线传播。【考点】光的衍射、光的直线传播9.某兴趣小组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,打C点时纸带的速度大小为
m/s(保留二位有效数字)
(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___________________________。参考答案:(1)0.51
(2分)
0.71
(2分)(2)_没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.(2分)10.用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如右图:(1)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=
(用所给字母表示,比例系数用k表示)。(2)在寻找上述关系中,运用
科学研究方法。
参考答案:(其中k为比例系数);
(2)控制变量法11.如图所示,质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成,线圈中有顺时针方向大小为I的电流,在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端,轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面,轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方,有与线圈平面垂直的匀强磁场,磁感强度为B,平衡时,CD边水平且线圈有一半面积在磁场中,忽略电流I产生的磁场,穿过线圈的磁通量为
;弹簧受到的拉力为______。参考答案:12.已知在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V,密度为ρ,每个水分子的质量为m,体积为V1,请写出阿伏伽德罗常数的表达式NA=(用题中的字母表示).已知阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1,标准状况下水蒸气摩尔体积V=22.4L.现有标准状况下10L水蒸气,所含的分子数为2.7×1021个.参考答案:解:阿伏伽德罗常数:NA==;10L水蒸气所含分子个数:n=NA=×6.0×1023=2.7×1021个;故答案为:;2.7×1021个.13.某物质的摩尔质量为μ,密度为ρ,NA为阿伏加德罗常数,则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是___________.若这种物质的分子是一个挨一个排列的,则它的直径约为__________。参考答案:;或
()三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.如图所示,质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上,在恒力F作用下,由静止开始从A点出发到B点,然后撤去F,小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道,圆形轨道的最低点B与水平面相切,小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D,并从D点抛出落回到原出发点A处.整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中,小球落地后不反弹,运动过程中没有空气阻力.求:AB之间的距离和力F的大小.参考答案:AB之间的距离为R,力F的大小为mg.考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;平抛运动;动能定理的应用.专题: 带电粒子在电场中的运动专题.分析: 小球在D点,重力与电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律即可求出D点的速度,小球离开D时,速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直,小球做类平抛运动,将运动分解即可;对小球从A运动到等效最高点D过程,由动能定理可求得小球受到的拉力.解答: 解:电场力F电=Eq=mg
电场力与重力的合力F合=mg,方向与水平方向成45°向左下方,小球恰能到D点,有:F合=解得:VD=从D点抛出后,只受重力与电场力,所以合为恒力,小球初速度与合力垂直,小球做类平抛运动,以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系(如图所示).小球沿X轴方向做匀速运动,x=VDt
沿Y轴方向做匀加速运动,y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为:y=﹣x+(+1)R解得轨迹与BA交点坐标为(R,R)AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功:W1=(1﹣)R?Eq
重力做功W2=﹣(1+)R?mg;F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2,有F=mg答:AB之间的距离为R,力F的大小为mg.点评: 本题是动能定理和向心力知识的综合应用,分析向心力的来源是解题的关键.15.(选修3-3(含2-2))(6分)一定质量的气体,从外界吸收了500J的热量,同时对外做了100J的功,问:①物体的内能是增加还是减少?变化了多少?(400J;400J)
②分子势能是增加还是减少?参考答案:解析:①气体从外界吸热:Q=500J,气体对外界做功:W=-100J
由热力学第一定律得△U=W+Q=400J
(3分)
△U为正,说明气体内能增加了400J
(1分)
②因为气体对外做功,所以气体的体积膨胀,分子间的距离增大,分子力做负功,气体分子势能增加。(2分)四、计算题:本题共3小题,共计47分16.如图a所示,间距为L的光滑平行长导轨固定在水平面上,每根导轨单位长度电阻为R0.导轨间存在竖直方向的有界匀强磁场.不计电阻的金属杆①、②垂直导轨放置在磁场内,杆①在离开磁场边界左侧2L处,杆②在杆①右侧.磁感应强度变化规律满足B=B0﹣kt(B0、k为已知量).(1)若杆①和杆②都固定,求杆中的感应电流强度.(2)若杆①和杆②以相同速度υ向右匀速运动,在杆②出磁场前,求杆中的感应电流强度.(3)若杆①固定,t=0时,杆②从杆①右侧L处出发向右运动的过程中,保持闭合回路中磁通量不变使杆中一直无感应电流,则杆②多久后到达磁场边界?(4)若磁感应强度保持B=B0不变,杆①固定.杆②以一定初速度、在水平拉力作用下从杆①右侧0.5m处出发向右运动,速度υ与两杆间距x之间关系满足图b.当外力做功4.5J时,两杆间距x为多少?(第4问中可用数据如下:B0=1T、R0=0.1Ω/m、L=0.5m、金属杆②质量m=0.5kg)参考答案:解:(1)由B=B0﹣kt得=k设杆①和杆②间距为x时,感应电动势E=Lx=kLx感应电流为I==(2)因为两杆的运动不影响磁通量大小,所以感应电流与静止时相同,即与(1)问中相同,仍为I=.(3)磁通量保持不变,杆①和杆②间距x的任意位置有
B0L2=(B0﹣kt)Lx当x=2L时t=(4)根据v﹣x图象可知,v=2x感应电流I===A=5A,为定值则安培力FA=ILB0=2.5N由动能定理,仅水平拉力和安培力做功,设杆①和杆②间距x,可得W+WA=△Ek即W﹣FA(x﹣L)=﹣代入得4.5﹣2.5(x﹣0.5)=x2﹣0.25得x=1.5m由题意,安培力仅存在于金属杆未出磁场区域,根据x=1.5m可知金属杆已出磁场答:(1)杆中的感应电流强度为.(2)杆中的感应电流强度为.(3)杆②后到达磁场边界.(4)当外力做功4.5J时,两杆间距x为1.5m.17.如图所示,MN、PQ是两根足够长固定的平行金属导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为α,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场,磁感应强度为B,在导轨的M、P端连接一阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止释放沿导轨下滑,已知ab与导轨间的滑动摩擦因数为μ。
(1)分析ab棒下滑过程中的运动性质,画出其受力示意图。
(2)求ab棒的最大速度。参考答案:解:(1)ab下滑做切割磁感线运动,产生的感应电流方向垂直于纸面指向读者,受力如图所示,受到重力mg、支持力N、摩擦力f、安培力F四个力的作用;随着速
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