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2021-2022学年湖南省衡阳市耒阳市龙形中学高三物理下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,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值,一带电粒子只在电场力作用下沿图中的实线从A点运动到C点,则下列判断正确的是
A.粒子一定带负电
B.粒子一定带正电
C.粒子在A点的电势能小于在C点的电势能
D.粒子在A点的电势能大于在C点的电势能
参考答案:
BC
2. (多选)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ与O点,A为MN上的一点,一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则q由A向O运动的过程
A.加速度一定变小,到O点时加速度为零
B.电势能逐渐减小,到O点时电势能为零
C.电势能和动能之和总是小于零
D.动能一定变大,到O点时的动能最大
参考答案:
BC
3. 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l0m/s2)
A.510 N B.490 N C.890 N D.910 N
参考答案:
B
4. 质量m=5×103 kg的汽车在水平路面上从静止开始以加速度a=2m/s2作匀加速运动,所受阻力f=1.0×103 N,汽车起动后第1s末牵引力的瞬时功率是 ( )
A.2kW B.11 kW C.20 kW D.22kW
参考答案:
D
5. 如图所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5N,在弹性限度内,当挂上80N重物时指针正对刻度45N,若要指针正对刻度20N应该悬挂的重物是
A.40N
B.30N
C.20N
D.不知道弹簧的劲度系数K的值,无法计算
参考答案:
B
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点。在以AB为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带点小球(可视为点电荷,重力可忽略),若带点小球在P点保持静止,则该小球带 电荷(选填“正”或“负”或“正或负”),设这时连线PA与AB的夹角为a,则tana= 。
参考答案:
答案:正或负
7. 如图所示,有一个匀强电场,方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点,已知AD=DB=BC=d,且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W,从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势 (填“大于”“小于”或“等于”)C点的电势;该电场的电场强度为 。
参考答案:
等于;
8. (4分)用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m(重力加速度g取10 m/s2,空气阻力忽略不计),物体被提高后具有的势能为 ,物体被提高后具有的动能为 .
参考答案:
答案:103J,103J
9. 某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上,测得该单摆周期为T。则此高山离海平面高度h为 。(把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体)
参考答案:
10. 如图所示,质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。现用F=5N的水平力向右推薄板,木板翻下桌子前移动的距离为______________m;使它翻下桌子力F做的功至少为______________J。
参考答案:
0.4m 1.6J
11. (4分)如图所示,河水的流速为4m/s,一条船要从河的南岸A点沿与河岸成30°角的直线航行到北岸下游某处,则船的开行速度(相对于水的速度)最小为 。
参考答案:
答案:
12. 在飞轮制造中有一个定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移,以使它准确定位于轮轴上.如图所示放置在竖直平面内的一个质量为M、半径为R的金属大飞轮.用力推动一下飞轮,让飞轮转动若干周后停止.多次试验,发现飞轮边缘上的标记A总是停在图示位置.根据以上情况,工人在轮缘边上的某点E处,焊上质量为m的少量金属(不计焊锡质量)后,再用力推动飞轮,当观察到 的现象时,说明飞轮的重心已调整到轴心上了.请在图上标出E的位置;为使飞轮的重心回到轴心上,还可以采用其他的方法,如可以在轮缘边上某处Q点,钻下质量为m/的少量金属.则钻下的质量m/= ,并在图上标出Q点的位置.
参考答案:
答案:A最终可以停留在任何位置 m
13. 一卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v,若地球质量为M,引力常量为G,则该卫星的圆周运动的半径R为 ;它在1/6周期内的平均速度的大小为 。
参考答案:
;
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻,所给的实验器材有:待测电源E,定值电阻R1(阻值未知),电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0—99.99),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
某同学连接了一个如图l所示的电路,他接下来的操作是:
a.拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图2甲所示的位置后,将S2接到a,闭合S1,记录下对应的电压表示数为2.20V,然后断开S1;b保持电阻箱示数不变,将S2切换列b,闭合S1,记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示),然后断开S1。
①请你解答下列问题:
图甲所示电阻箱的读数为 ,图乙所示的电压表读数为 V。由此可算出定值电阻R1的阻值为 。(计算结果取3位有效数字)
②在完成上述操作后,该同学继续以下的操作:
将S2切换列a,多次调节电阻箱,闭合S1,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图丙所示的图象。由此可求得该电池组的电动势E及内阻r,其中E= V,电源内阻r= 。(计算结果保留3位有效数字)
参考答案:
① 20.00(1分) 2.80(1分) 5.45(2分)
② 2.86(2分) 0.27(2分)
电阻箱的读数等于各档位的电阻之和,为20.00Ω;电压表读数应估读一位,为2.80V;根据部分电路欧姆定律可得,解得R1的阻值约为5.45Ω。
由图象可知当R无穷大时,R两端的电压近似等于电源的电动势,即,解得E=2.86V;根据欧姆定律可得,,解得r=0.27Ω。
15. 在用多用表测量电阻、电流和电压的实验中,
(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流档,可测出通过A、B两灯的电流.请按要求连接实物图(要求电路中导线不能交叉).
(2)若旋转选择开关,使尖端对准欧姆档,可测出A、B两灯串联的总电阻.请按要求连接实物图(要求电路中导线不能交叉).
(3)如图为用多用电表测未知电阻R的原理图.已知电源电动势为E、内阻为r,滑动变阻器的阻值为R1,灵敏电流计的内阻为Rg.请根据以上物理量说明:当R越小时,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大.
参考答案:
考点: 用多用电表测电阻.
专题: 实验题.
分析: (1)电流表应与被测电路串联,电流从正接线柱流入,从负 接线柱流出,根据题目要求连接实物电路图.
(2)用欧姆表测电阻,欧姆表与待测电阻并联.
(3)欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律,应用欧姆定律分析答题.
解答: 解:(1)电流表测通过A、B两灯的电流,两灯泡与电流表串联,实验电路图如图所示:
(2)用多用电表测测出A、B两灯串联的总电阻,两灯泡串联,多用电表选择欧姆档,欧姆表并联在灯泡两端,如图所示:
(3)电流变化量:△I=I2﹣I1=﹣=,
由上述推导可得,当△R一定时,被测电阻R的阻值越小,|△I|就越大.所以,当R越小时,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大.
故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示;(3)如上所述.
点评: 本题考查了多用电表的用法,知道电流表、欧姆表的使用方法、应用闭合电路的欧姆定律即可正确解题.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动。如图所示,质量为m的某同学两手正握单杠,开始时,手臂完全伸直,身体呈自然悬垂状态,此时他的下鄂距单杠面的高度为H,然后他用恒力F向上拉,下颚必须超过单杠面方可视为合格,已知H=0.6m,m=60kg,重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力,不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化。
(1)第一次上拉时,该同学持续用力(可视为恒力),经过t=1s时间,下鄂到达单杠面,求该恒力F的大小及此时他的速度大小。
(2) 第二次上拉时,用恒力F/=720N拉至某位置时,他不再用力,而是依靠惯性继续向上运动,为保证此次引体向上合格,恒力F的作用时间至少为多少?
参考答案:
解:(1)第一次上拉时,该同学向上匀加速运动,设他上升的加速度大小为a1,下颚到达单杠面上时的速度大小为V,由牛顿第二定律及运动学规律得:
F-mg=ma1 1分
H=a1t2/2 1分
V=a1t 1分
联立以上方程得:F=672N 1分
V=1.2m/s 1分
(2)第二次上拉时,设上拉时的加速度大小为a2,恒力作用时间至少为t,上升的位移为S1,速度为V1,匀减速运动的位移为S2.根据题意可得:
F/-mg=ma2 1分
S1+S2=H
S1=a2t2/2 1分
V12=2gS2 1分
V1=a2t 1分
联立以上方程得:t==0.71s 1分
17. 如图所示,某人距离墙壁10m起跑,向着墙壁冲去,挨上墙之后立即返回。设起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达墙根时需减速到零,不能与墙壁相撞。减速的加速度为8 m/s2,求该人到达墙需要时间为多少?
参考答案:
18. (18分)如图所示,BC为半径等于竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为450、的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以V0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,能平滑的冲上粗糙斜面。(g=10m/s2)求:
(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度V0为多少?
(2)小球在圆管中运动对圆管的压力是多少?
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少?
参考答案:
解析:
(1)小球从A运动到B为平抛运动,有:
(2分)
在B点有 (2分)
解以上两式得: (2分)
(2)在B点据平抛运动的速度规律有: (2分)
小球在管中的受力分析为三个力:得小球在管中以做匀速圆周运动。(2分)
据圆周运动的规律得细管对小球的作用力(2分)
据牛顿第三定律得小球对细管的压力
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