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湖北省十堰市丹江口大坝中学高三物理月考试卷含解析
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. 如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则
A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
C.温度升高,压强增大,内能增加
D.温度降低,压强减小,内能增加
参考答案:
C
2. 如图所示,将一光滑圆弧轨道固定竖直放置,其中A点为圆轨道的最低点,B点为圆水平直径与圆弧的交点.一个质量为m=1.256kg的物体静止于A点,现施加大小不变、方向始终和物体运动运动方向一致的外力F,使其沿圆周运动到达B点,随即撤去外力F,要使物体能在竖直圆轨道内维持圆周运动,π取3.14,g取10m/s2,外力F至少为( )
A.5N B.10N C.15N D.20N
参考答案:
D
【考点】功能关系;向心力.
【分析】物体恰好过最高点,知轨道支持力为零,根据牛顿第二定律求出小球在最高点的速度,从A到B运用动能定理求解B点的速度,撤去F后,由B到最高点机械能守恒,根据机械能守恒列式,联立即可求解F;
【解答】解:物体由A点运动到B点的过程中,由动能定理可得:
WF﹣mgR=mvB2…①;
因F是变力,对物体的运动过程分割,将划分成许多小段,则当各小段弧长△s足够小时,在每一小段上,力F可看做恒力,且其方向与该小段上物体位移方向一致,有:
WF=F△s1+F△s2+…+F△si+…=F(△s1+△s2+…+△si+…)=F?R…②;
从B点起撤去外力F,物体的运动遵循机械能守恒定律,由于在最高点维持圆周运动的条件是mg≤m,即在圆轨道最高点处速度至少为.
故由机械能守恒定律得: mvB2=mgR+m()2…③;
联立①②③式得:F==20N.故D正确,ABC错误;
故选:D
3. (多选题)如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
A.+ B. C. D.
参考答案:
AD
【考点】牛顿第二定律.
【分析】木块沿着传送带的运动可能是一直加速,也可能是先加速后匀速,对于加速过程,可以先根据牛顿第二定律求出加速度,然后根据运动学公式求解运动时间.
【解答】解:若木块沿着传送带的运动是一直加速,根据牛顿第二定律,有
μmg=ma
根据位移时间公式,有:L=,解得t=,故C错误.
若一直加速到达另一端的速度恰好为v,则有,解得t=,故D正确,B错误.
若先加速后匀速,则匀加速运动的时间,匀速运动的时间,则总时间t=.故A正确.
故选:AD.
4. 如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q南通过定滑轮且小可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,已知v1>v2,P与定滑轮间的绳水平.不计定滑轮与轻绳质量以及定滑轮与绳间摩擦,绳足够长.直到物体P从传送带右侧离开.以下判断正确的是
A.物体P一定先加速后匀速
B.物体P可能一直匀速
C.物体Q的机械能可能先增加后不变
D.物体Q一直处于超重状态
参考答案:
B
知识点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.A2 C2
解析:A、由于v1>v2,且物体P向右运动,故P受到的摩擦力可能大于Q的重力,故P可能先加速后匀速,也有可能一直加速运动,如果摩擦力等于Q的重力,则物体可能一直匀速,如果摩擦力小于Q的重力,则可能减速到右端,故A错误、B正确;C、不论A中那种情况,绳子对物体Q的拉力都做正功,故Q的机械能增加,故C正确;D、当物体先加速后匀速时,物体不可能一直处于超重,故D错误;故选:B
5. 在常州进行的跳水世界杯上,首次参赛的中国小将张雁和曹缘称霸男子10m跳台。在运动员进行10m跳台比赛中,下列说示正确的是:( )
A.为了研究运动员的技术动作,可将正在比赛的运动员视为质点
B.运动员在下落过程中,感觉水面在匀速上升
C.前一半时间内位移大,后一半时间内位移小
D.前一半位移用的时间长,后一半位移用的时间短
参考答案:
D
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. (多选)一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角 的斜面,其加速度为g,如图此物体在斜面上上升的最大高度为h,则此过程中正确的是
A.物体动能增加了
B.物体克服重力做功mgh
C.物体机械能损失了mgh
D.物体克服摩擦力做功
参考答案:
BC解析: A、物体在斜面上加速度为,方向沿斜面向下,物体的合力F合=ma=,方向沿斜面向下,斜面倾角a=30°,物体从斜面底端到最大高度处位移为2h,
物体从斜面底端到最大高度处,物体合力做功W合=-F合?2h=-mgh根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W合=△Ek所以物体动能减小mgh,故A错误.B、根据功的定义式得:重力做功WG=-mgh,故B正确.C、重力做功量度重力势能的变化,所以物体重力势能增加了mgh,而物体动能减小mgh,所以物体机械能损失了mgh,故C正确.D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化.物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功,物体机械能减小了mgh,所以摩擦力做功为-mgh,故D错误.故选:BC.
7.
测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图1所示的装置,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,电火花计时器应接在 交流 (选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使 细线与长木板平行 .
(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ= .
(3)如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=1.21cm,x2=2.32cm,x5=5.68cm,x6=6.81cm.则木块加速度大小a= 1.12 m/s2(保留三位有效数字).
参考答案:
解:(1)电火花计时器应接在交流电源上.调整定滑轮高度,使细线与长木板平行.
(2)对木块、砝码盘和砝码进行受力分析,
运用牛顿第二定律得:
对木块:F﹣μMg=Ma
对砝码盘和砝码:mg﹣F=ma
由上式得:μ=
(3)相邻两计数点间还有4个打点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s
根据运动学公式得:△x=at2,
a==1.12m/s2.
故答案为:(1)交流;细线与长木板平行
(2)
(3)1.12
8. 质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径是地球半径的2倍.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,则卫星的速度大小为_______
参考答案:
9. 光传感元件可用来测量光屏上光强分布。分别用单缝板和双缝板做了两组实验,采集到下列两组图像,则甲图所示为 现象;乙图反映了 现象的光强分布。
参考答案:
单缝衍射 ; 双缝干涉
10. 带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点,克服电场力做功J,已知B点电势为50V,则(l)A、B间两点间的电势差是V;(2)A点的电势V;(3)电势能的变化J;(4)把电量为C的电荷放在A点的电势能J.
参考答案:
(1)V;(2)V;(3)J;(4)
11. 某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图所示。在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离=10.20cm,=20.20cm,A、B、C三点间水平距离=12.40cm,g取10m/s2,则物体平抛运动的初速度大小为__________m/s,轨迹上B点的瞬时速度大小为__________m/s。(计算结果保留三位有效数字)
参考答案:
1.24 1.96
12. 如图所示,一列简谐横波沿x轴正向传播,波传到x=1m的P点时,P点开始向下振动,此时为计时起点,已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形,此时x=4m的M点正好在波谷。当M点开始振动时,P点正好在 ,这列波的传播速度是 。
参考答案:
波峰 10m/s
13. 从地面A处竖直上抛一质量为m的小球,小球上升到B点时的动能与小球上升到最高点后返回至C点时的动能相等,B点离地高度为,C点离地高度为.空气阻力f =0.1mg,大小不变,则小球上升的最大高度为_________;小球下落过程中从B点到C点动能的增量为___________.
参考答案:
4h ; 0.6mgh
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图甲是利用滑块验证动能定理的装置,除图示器材外,还有学生电源、导线、复写纸、天平和细沙.
本实验还需要的实验器材有
(2)实验前,需要 ,此步骤中 (填“需要”或“不需要”)挂着小沙桶。
(3)设滑块质量为M,沙与沙桶的总质量为m ,本实验中要求M和m满足的条件是: 。刻度尺
图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.则本实验最终要验证的数学表达式为 .(用题中所给的字母表示)
参考答案:
(1)刻度尺 (1分)
平衡摩擦力(1分), 不需要 (1分)
(3)m远远小于M (1分)
(4)
15. 某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验,在实验中,该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。
(1)为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下面做法必要的是 。
A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B.实验操作时要先放小车,后接通电源
C.在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近越好
D.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有 。
(3)如下图所示,为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系。已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来 。
参考答案:
(1) AD ,(2) 刻度尺、天平 ,
(3) 。
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 光滑的斜面倾角θ=30o,斜面底端有弹性挡板P,长2l、质量为M的两端开口的圆筒置与斜面上,下端在B点处,PB=2l,圆筒的中点处有一质量为m的活塞,M=m.活塞与圆筒壁紧密接触,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等为f=mg/2.每当圆筒中的活塞运动到斜面上AB区间时总受到一个沿斜面向上F=mg的恒力作用,AB=l.现由静止开始从B点处释放圆筒.
(1)求活塞位于AB区间之上和进入AB区间内时活塞的加速度大小;
(2)求圆筒第一次与挡板P碰撞前的速度和经历的时间;
(3)圆筒第一次与挡板P瞬间碰撞后以原速度大小返回,求圆筒沿斜面上升到最高点的时
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