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湖北省荆门市官垱中学高三物理上学期期末试题含解析
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,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b.它们可以绕竖直轴自由转动,用导线通过电刷把它们相连.当圆盘a转动时( )
A.圆盘b总是与a沿相同方向转动
B.圆盘b总是与a沿相反方向转动
C.若B1、B2同向,则a、b转向相同
D.若B1、B2反向,则a、b转向相同
参考答案:
D
【考点】楞次定律.
【分析】对于左盘,根据右手定则判断感应电流方向;对于右盘,根据左手定则判断安培力方向,确定转动方向.
【解答】解:①若B1B2同向上,从上向下看,a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,感应电流从a′→O→b′→O′→a′;b盘电流从b′→O′,根据左手定则,安培力逆时针(俯视);
②若B1B2同向下,从上向下看,a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,感应电流从O→a′→O′→b′→;b盘电流从O′→b′,根据左手定则,安培力逆时针(俯视);
③若B1向上,B2向下,从上向下看,a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,感应电流从a′→O→b′→O′→a′;b盘电流从b′→O′,根据左手定则,安培力顺时针(俯视);
④若B1向下,B2向上,从上向下看,a盘顺时针转动,其半径切割磁感线,感应电流从O→a′→O′→b′→;b盘电流从O′→b′,根据左手定则,安培力顺时针(俯视);
故ABC错误,D正确;
故选:D.
2. (单选)下列关于物理学思想方法的叙述错误的是
A.探究加速度与力和质量关系的实验中运用了控制变量法
B.电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法
C.力学中将物体看成质点运用了理想化模型法
D.→0时的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
参考答案:
D
3. (多选)2006年5月的天空是相当精彩的,木星冲日、火星合月、木星合月等景观美不胜收,而流星雨更是热闹非凡,宝瓶座流星雨非常壮丽,值得一观. 在太阳系中,木星是九兄弟中“最魁梧的巨人”,5月4日23时,发生木星冲日现象.所谓的木星冲日是指地球、木星在各自轨道上运行时与太阳重逢在一条直线上,也就是木星与太阳黄经相差180度的现象,天文学上称为“冲日”.冲日前后木星距离地球最近,也最明亮. 下列说法正确的是( )
A.2006年5月4日23时,木星的线速度大于地球的线速度
B.2006年5月4日23时,木星的加速度小于地球的加速度
C.2007年5月4日23时,必将产生下一个“木星冲日”
D.下一个“木星冲日”必将在2007年5月4日之后的某天发生
参考答案:
BD
4. 用两轻绳的末端各系质量分别为mA、、mB的带同种电荷的小球,两绳另一端同系于O点,如图所示,绳长分别为LA、、LB,且mB=2mA,LA=2LB,平衡后绳与竖直方向夹角分别为、β.关于两夹角的大小关系,正确的判断是 ( )
(A)α>β (B)α=β
(C)α<β (D)无法确定
参考答案:
B
5. (单选)两个放在绝缘支架上的相同金属球相距为d,球的半径比d小得多,分别带有q和-3q的电荷,相互引力为3F.现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互作用力将变为
A.F B.2F C.3F D.4F
参考答案:
A
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约3m、面积约10m2的两人办公室,若只有一人吸了一根烟,则被污染的空气分子间的平均距离为__________m,另一不吸烟者一次呼吸大约吸入________个被污染过的空气分子(人正常呼吸一次吸入气体300cm3,一根烟大约吸10次[jf25] )。
参考答案:
7.2×10-8,8.1×1017
7. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图,已知波的传播速度v = 2m/s.试回答下列问题:
①写出x = 0.5 m处的质点做简谐运动的表达式: cm;
②x = 0.5m处质点在0~5.5s内通过的路程为 cm.
参考答案:
① y=5sin(2πt+π/2) ② 110
8. 如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0,半圆弧导线框的直径为d,电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置,让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。
参考答案:
;
9. 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:
1.24m/s 1.96m/s
据题意,由于物体做平抛运动,则有h2-h1=gt2,可以求出物体在AB、BC段的运动时间为t=0.1s,则物体做平抛运动的初速度为v0=x/t=1.24m/s;轨迹上B点的速度为vB=,vx=1.24m/s,vy=(h1+h2)/2t=1.52m/s,则B点的速度为:vB=1.96m/s。
10. 一物体在光滑水平面上的A点以一定初速度开始运动,同时受到一个与初速度方向相反的恒力作用,经时间t0力的大小不变,方向相反,使物体回到A点时速度恰为零。则这一过程所需时间为 。
参考答案:
答案:
11. 某同学采用如图3所示的装置验证规律:“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”。
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出a-F图象。
①在步骤d中,该同学是采用v--t图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时,小车的速度为___________m/s;
②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图5所示。T=0.10s时,打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a=_______m/s2;
③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是
A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比
B.小车的加速度可能大于重力加速度g
C.可以确定小车的质量约为0.50kg
D.实验中配重的质量m远小于小车的质量M
参考答案:
12. 氢原子的能级如图所示,设各能级的能量值分别为,且,n为量子数。有一群处于n=4能级的氢原子,当它们向低能级跃迁时,最多可发出 种频率的光子。若n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时,发出的光子照射到某金属时恰能产生光电效应现象,则该金属的极限频率为 (用,普朗克常量表示结果),上述各种频率的光子中还能使该金属产生光电效应的光子有 种。
参考答案:
13. 如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm,ab与电场线平行,bc与电场线成60°角.将一个带电荷量为+2×10-8 C 的电荷从a点移到b点时,电场力做功为4×10-6 J.则a、b间电势差为________V,匀强电场的电场强度大小为________V/m,a、c间电势差为________V。
参考答案:
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. (8分)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。通过计算并对照图像(如图)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?
参考答案:
大约为115℃
解析:
P=Po+Pm=1.01×105Pa+=1.63×105Pa
由图像可得锅内最高温度大约为115℃.
若要把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量。
15. (2)一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,如果增大气体体积,气体压强将如何变化?请你从分子动理论的观点加以解释.如果在此过程中气体对外界做了900 J的功,则此过程中气体是放出热量还是吸收热量?放出或吸收多少热量?(简要说明理由)
参考答案:
一定质量的气体,温度不变时,分子的平均动能一定,气体体积增大,分子的密集程度减小,所以气体压强减小.
一定质量的理想气体,温度不变时,内能不变,根据热力学第一定律,当气体对外做功时气体一定吸收热量,吸收的热量等于气体对外做的功,即900 J.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 平抛一个物体,当抛出1S后,它的速度方向与水平方向成45°角,落地时,速度方向与水平方向成60°角,求(1)初速度,(2)落地速度。(g取10m/s2)
参考答案:
17. 如图所示的空间分为I、II、III三个区域,边界AD与边界AC的夹角为30°,边界AD与边界EF平行,边界AC与边界MN平行,I区域内存在匀强电场,电场方向垂直于边界AD,II、III区域均存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,III区域宽度为2d。大量质量为m、电荷量为+q的相同粒子在边界EF上的不同点由静止经电场加速后,到达边界AD时的速度大小均为,然后,沿纸面经边界AD进入II区域磁场。不计粒子的重力,不计粒子间的相互作用力。试问:
(1)边界EF与边界AD间的电势差。
(2)边界AD上哪个范围内进入II区域磁场的粒子,都能够进入III区域的磁场?
(3)对于能够进入III区域的这些粒子而言,它们通过III区域所用的时间不尽相同,那么通过III区域的最短时间是多少。
参考答案:
18. 如图14质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N,当小车向右运动速度达到3m/s时,在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,假设小车足够长,问:①经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?②小物块从放到车上开始经过=3.0s所通过的位移是多少?
参考答案:
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