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湖北省孝感市湖北航天中学2022-2023学年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. 如图4所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为
A.μ1Mg B.μ1(m+M)g
C.μ1Mg+μ2mg D.μ2mg
参考答案:
D
2. 如图4所示,发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中,两半边间 的过渡区域宽度很小,可忽略不计。线圈的总祖数为N、总电阻为r,每匝线圈的 面积为S,线圈所在位置的磁感应强度大小为B。当线圈以角速度ω匀速转动时, 额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光,则发电机产生的感应电 动势的有效值是
A.NBSω B. NBSω C. U D.
参考答案:
AD
3. 如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为
A. B.
C. D.
参考答案:
答案:D
4. 如图所示,轻弹簧的一端与物块P相连,另一端固定在木板上。先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态。缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力的大小变化情况是
A. 先减小后增大 B. 先增大后减小
C. 一直增大 D. 保持不变
参考答案:
a
5. (多选)一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车下列说法正确的是
A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力
B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上
D.小孩和车所受的合力为零
参考答案:
CD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图,用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住,向瓶内迅速打气,在瓶塞弹出前,外界对气体做功15J,橡皮塞的质量为20g,橡皮塞被弹出的速度 为10m/s,若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%,瓶内的气体作为理想气体。则瓶内气体的内能变化量为
J,瓶内气体的温度 (选填“升高”或“降低”)。
参考答案:
5(2分) 升高(2分)
热力学第一定律.H3
解析:由题意可知,气体对外做功:W对外=由题意可知,向瓶内迅速打气,在整个过程中,气体与外界没有热交换,即Q=0,则气体内能的变化量:△U=W+Q=15J-10J+0=5J,气体内能增加,温度升高;
本题考查了求气体内能的变化量、判断温度的变化,应用热力学第一定律即可正确解题.求解本题要由动能的计算公式求出橡皮塞的动能,然后求出气体对外做的功,再应用热力学第一定律求出气体内能的变化量,最后判断气体温度如何变化
7. 油酸密度为、摩尔质量为M、油酸分子直径为d0将体积为V0的油酸溶于酒精,制成体积为nV0的油酸酒精溶液.用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜,已知一滴油酸酒精溶液的体积为V0若把每个油分子看成球形,一滴油酸在水面上形的n的单分子油膜的面积是 ,阿伏加德罗常数NA的表达式是 .
参考答案:
,.
【考点】用油膜法估测分子的大小.
【分析】将配制好的油酸酒精溶液,通过量筒测出1滴此溶液的体积.则用1滴此溶液的体积除以油酸分子的直径,等于1滴此溶液的面积.
根据摩尔质量与密度,求出摩尔体积,然后与单个分子的体积的比值,即为阿伏伽德罗常数.
【解答】解:一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,
水面上的面积S=
油酸的摩尔体积为VA=
阿伏加德罗常数为NA==
故答案为:,.
8. 有一个电流表G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=3mA,要把它改装成量程0 —3V的电压表,要与之___________(选填“串联”或“并联”)一个______Ω的电阻?改装后电压表的内阻是___________Ω
参考答案:
9. 氢原子的能级图如图所示,一群氢原子处于量子数n=4能量状态,则氢原子最多辐射 种频率的光子。辐射光子的最大能量为 。
参考答案:
10. 如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,电阻为r,线圈接在阻值为R的电阻两端,其余电阻不计,线圈绕OO轴以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,电阻R两端电压的有效值为________,在线圈从图示位置(线圈平面与磁场平行)转过90的过程中,通过电阻R的电荷量为________
参考答案:
11. 在如图(a)所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示.则电源内阻的阻值为 5 Ω,滑动变阻器R2的最大功率为 0.9 W.
参考答案:
考点:
闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
专题:
恒定电流专题.
分析:
由图可知两电阻串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压;当滑片向左端滑动时,滑动变阻器接入电阻减小,则可知总电阻变化,由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化,则可知内电压的变化及路端电压的变化,同时也可得出R1两端的电压变化,判断两图象所对应的电压表的示数变化;
由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数,则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻;由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率.
解答:
解:当滑片左移时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;而R1两端的电压增大,故乙表示是V1示数的变化;甲表示V2示数的变化;由图可知,当只有R1接入电路时,电路中电流为0.6A,电压为3V,则由E=U+Ir可得:E=3+0.6r;
当滑动变阻器全部接入时,两电压表示数之比为,故=;由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r
解得:r=5Ω,E=6V.
由上分析可知,R1的阻值为5Ω,R2电阻为20Ω;当R1等效为内阻,则当滑动变阻器的阻值等于R+r时,滑动变阻器消耗的功率最大,故当滑动变阻器阻值为10Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流I==A=0.3A,则滑动变阻器消耗最大功率 P=I2R=0.9W;
故答案为:5,0.9.
点评:
在求定值电阻的最大功率时,应是电流最大的时候;而求变值电阻的最大功率时,应根据电源的最大输出功率求,必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理.
12. 两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起,弹簧的一端固定在墙上,如图所示. 开始时两弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧,已知弹的伸长量为,则弹簧的伸长量为 .
参考答案:
13. 空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J.
参考答案:
放出 0.5×105J
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在一次实验技能比赛中,一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻。该同学选好器材后,用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图),其中R0是保护电阻。
①该同学在闭合电键后,发现电压表无示数,电流表有示数,在选用器材时,除了导线外,其他器材经检测都是完好的,则出现故障的原因是________________(请用接线柱处的字母去表达)。
②该同学测量时记录了6组数据,并根据这些数据画出了U-I图线如图所示。
根据图线求出电池的电动势E = _______V(保留三位有效数字),内阻r = _______ Ω(保留二位有效数字)
③若保护电阻R0的阻值未知,该电源的电动势E 、内电阻r已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值。该条线是________________,需改接为________________。改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ,电源的电动势用E表示,内电阻用r表示,则R0 = ________________。
参考答案:
①jd部分断路(1分) ②1.48(1分) 0.50(1分)
③jd(2分) je(或jf)(2分) -r(2分)
15. (4分)在《电场中等势线描绘》的实验中,某同学利用探针寻找电势相等的点时,将一个探针放在基准点A,另一探针在另一基准点B的两侧寻找等势点B1.B2.B3……这同学的操作会造成___________________的后果。(如图所示)
参考答案:
烧毁电流计
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,厚度为d的平行玻璃砖与光屏EF均竖直放置,玻璃砖右侧面距光屏为d,左侧面距激光源S也是d,由S发出的两束激光,一束垂直玻璃砖表面另一束与玻璃砖表面成45°角,两束光经折射后射到光屏上,光屏上两光点距为(2+)d,已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)激光在玻璃砖中传播的时间.
参考答案:
解:(1)作出光路图如图所示,
入射角为 α=45° ①
设折射角为β,光束从玻璃砖出射时偏离入射点距离为y,y=d
sinβ==②
由折射定律 n==③
(2)激光在玻璃砖中传播的速度 v=④
由几何关系有:
=vt ⑤
解得 t=
答:(1)玻璃砖的折射率为;
(2)激光在玻璃砖中传播的时间为.
【考点】光的折射定律.
【分析】(1)根据题意作出光路图,由数学知识求出折射角的正弦值,即可求解玻璃砖的折射率;
(2)由公式v=求解激光在玻璃砖中传播的速度,由数学知识得到激光在玻璃砖中传播的距离,即可求解时间.
17. 如图19所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度x=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37o,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m, h2=1.35m,现让质量为m的小滑块自A点由静止释放,已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离
参考答案:
见解析
(1)小滑块从A经过B、C运动到D的过程,由动能定理得:
………………….……..3分
代入数据解得: ………………….……..1分
(2)小滑块从A经过B运动到C的过程,由动能定理得:
, ………………….……..1分
代入数据解得: ………………….……..1分
小滑块沿CD段上滑的加速度大小
小滑块沿CD段上滑到最高点的时间,………………..1分
由对称性可知,小滑块
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