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河北省衡水市魁星庄中学高三物理期末试卷含解析
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. 以v0=20 m/s的速度竖直上抛一小球,经2 s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球.g取10 m/s2,则两球相碰处离出发点的高度是( )
A.10 m B.15 m C.20 m D.不会相碰
参考答案:
B
2. 用手握住一个油瓶,使瓶在竖直方向保持静止,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 瓶受到的静摩擦力大于其重力
B. 手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大
C. 油瓶质量不变,则受到的摩擦力一定
D. 油瓶受到的摩擦力与手对它的压力成正比
参考答案:
C
油瓶保持静止,处于平衡状态,所受合力为0,符合二力平衡条件,所以手对瓶子的摩擦力等于瓶子的重力,与其他因素无关.只有选项C正确。
3. (单选题)如图,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体质量m=20kg,B物体质量M=30 kg。处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250 N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为=0.5。现有一水平推力F作用于物体B上,使B缓慢地向墙壁移动,当B移动0 .2m时,水平推力的大小为(g取10 m/s2)( )
A. 200 N B.250 N C. 300 N D.350 N
参考答案:
C
若A物块与B间未发生相对滑动,则弹簧的压缩量为0.2m,
则弹簧的弹力,假设成立;
对B在竖直方向上平衡,在水平方向上受推力F、A对B的静摩擦力、地面的滑动摩擦力,根据平衡有:,故C正确。
故选C。
4. 如图甲.乙所示,是一辆质量为4t的无人售票车在t=0和t=3s末两个时刻的照片。当t=0时,汽车刚启动。图丙是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像(图中θ为已知)。若将汽车的运动视为匀加速直线运动,根据上述信息,可以估算出的物理量有( )
A.汽车的长度 B.3s末汽车的速度
C.3s内牵引力对汽车所做的功 D.3s末汽车牵引力的瞬时功率
参考答案:
AB
5. 下列有关热学现象和规律的描述正确的是( )
A. 空气中尘埃的运动是布朗运动,反映了空气分子在做无规则的热运动
B. 在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
C. 晶体都有固定的熔点,物理性质都表现为各向异性
D. 一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,气体密度将减小,分子平均动能将增大
E. 第二类永动机没有违背能量守恒定律
参考答案:
BDE
【详解】空气中尘埃的运动不是布朗运动,故A错;在完全失重状况下,液滴由于表面张力使其表面积收缩至最小,呈球形,故B对;晶体物理性质都表现为各向同性,故C错;一
定质量的理想气体经历等压膨胀过程,温度升高,分子平均动将增大,故D对;第二类永动机违背了热力学第二定律,但没有违背能量守恒定律,故E对;
故选BDE
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,O 为圆心,且AB 为沿水平方向 的直径。若在 A 点以初速度 v1 沿 AB 方向平抛一小球,小球将击中坑壁上的最低点 D;而在 C 点以初速度 v2 沿 BA 方向平抛的小球也能击中 D 点。 已知∠COD=60°, 求两小球初速度之比 v1∶v2=
参考答案:
:3
7. 一段导体电阻是5Ω,1.5分钟内所通过的电量是45C.则导体两端的电压为
V。
参考答案:
8. 在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,已画好玻璃砖的界面和后,不慎将玻璃砖向上平移了一些,放在如图所示的位置上,而实验中的其他操作均正确,则测得的折射率将( )(填“偏大,偏小或不变”)。
参考答案:
不变
9. (2分)如图所示,将甲、乙、丙球(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放,最后都到达竖直面内圆弧的最低点D,其中甲球从圆心A出发做自由落体运动,乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D,丙球沿圆弧轨道从C点(且C点靠近D点)运动到D点,如果忽略一切摩擦阻力,设甲球从圆心A做自由落体运动D的时间为t甲 ,乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D的时间为t乙,丙球沿圆弧轨道从C点运动到D点时间为t丙,则t甲、t乙、t丙三者大小的关系是 。
参考答案:
t甲<t丙<t乙
10. (6分)一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子,设正、负电子对撞前的质量均为m,动能均为EK,光速为C,普朗克常为h,则对撞过程中的质量亏损为________转化为光子波长为_____________。
参考答案:
2m;
11. 如图所示,将两条完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑,开始时甲车速度大小为3m/s,方向水平向右,乙车速度大小为2m/s,方向水平向左,两车在同一直线上,当乙车的速度为零时,甲车速度为________m/s,方向________。
参考答案:
1 水平向右
12. 已知地球质量为M,万有引力恒量为G,地球半径为R,人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r,则其绕地球运行的环绕速度V= ,在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1= 。
参考答案:
,
13. 固定在水平地面上的光滑半球形曲面,半径为R,已知重力加速度为g。一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下,滑块脱离球面时的向心加速度大小为____,角速度大小为_____。
参考答案:
,
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (14分)某同学利用教材提供的方案研究牛顿第二定律,如图是他正要打开夹子时的情况:
①请指出该实验需要纠正的地方__________________________________________(至少两条)。
②在这个实验中,可以采用根据实验数据绘制图象的方法,也可以不测加速度的具体数值,而测不同条件下加速度的比值,看a与F、a与m的比值有何关系。在这个实验中,能用两车的位移s之比表示加速度a之比,是因为两车均做初速为零的匀加速直线运动,______________________________(用公式说明),所以有。
③该同学纠正错误后,进行了“探究加速度与物体质量关系”的实验,记录的实验数据如下表:
实验次数
质量m/kg
受力F/N
位移x/cm
1
2.0
1.00N
49.8
2
2.5
40.1
3
3.0
33.2
4
3.5
28.2
在第2、3、4次实验中,小车所受的力是____________。他利用表格数据在方格纸上描点画图象时,你认为应选择__________为横坐标,_____________为纵坐标较为合适。
④本实验中,小车质量应远_____________盘和砝码的总质量。
参考答案:
答案:①电源应该用交流电源,不能用电池;小车前端的细线应该与木板平行;应平衡摩擦力;小车靠近打点计时器,尽量靠近木板右端。(答出两条)(4分)
②t相等;(2分)
③都是1.00N;位移s;质量的倒数1/m。(可互换)(6分)
④大于 (2分)
15. (6分)某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时,发现实验台上有以下器材:待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω)
一个阻值未知的电阻R0
电压表(内阻很大,有5V、15V两个量程)两块
电流表(内阻约为5Ω,量程500mA)
滑动变阻器A(0~20Ω,3A)
滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)
电键一个,导线若干。
该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值,设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值. 其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。
根据题中所给信息解答下列问题:
①在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________,滑动变阻器应选择_________。
②在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示;用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)
③若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值。
参考答案:
①5V;A;②U1,I;U1-U2,I;③大于
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度,B车在后,速度,因大雾能见度很低,B车在距A车75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能够停止。问:
(1)B车刹车时的加速度是多大?
(2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?
参考答案:
2.5m/s2 ≥0.83m/s2
17. (计算)如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B点。质量为M的小木块静止在O点,一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均看成质点)。
①求子弹射入木块前的速度。
②若每当小木块返回到O点或停止在O点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?
参考答案:
(1);(2)
本题旨在考查动量守恒定律、机械能守恒定律。
【物理—选修3-5】
(1)第一颗子弹射入木块的过程,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
系统由O到C的运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:
由以上两式解得:
(2)由动量守恒定律可知,第2、4、6…颗子弹射入木块后,木块的速度为0,第1、3、5…颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,以子弹初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:
设此后木块沿圆弧上升的最大高度为,由机械能守恒得:
由以上各式可得:
答:(1)子弹射入木块前的速度为;
(2)小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为。
18. 如图所示,在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道,其底端恰与水平面相切,质量为小的小球以某一初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽,小球通过最高点C后落回到水平面上的A点,A、B之间的距离为3R。(不计空气阻力,重力加速度为g)求:
(l)小球落到A点时的速度方向与水平方向夹角θ的正切值tanθ;
(2)小球通过B点时受到半圆槽的支持力大小FN.
参考答案:
(1) ;(2)
【详解】(1)小球过C点做平抛运动,水平方向:3R=vct
竖直方向:2R=gt2
小球在A点竖直速度:vy=gt
解得
(2)B到C过程由机械能守恒:
解得
在B点,由牛顿
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