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2023年山东省临沂市群星学校高三物理下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,两个等大的水平力F分别作用在物体B、C上.物体A、B、C都处于静止状态.各接触面与水平地面平行.物体A、C间的摩擦力大小为f1,物体B、C间的摩擦力大小为f2,物体C与地面间的摩擦力大小为f3,则
A. B.
C. D.
参考答案:
B
2. (单选)以下说法正确的是( )
A.
法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件
B.
根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场
C.
电场强度是用比值法定义,因而电场强度与电场力成正比,与试探电荷的电量成反比
D.
奥斯特发现了电流的磁效应和电磁感应现象
参考答案:
解:A、法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件,故A正确;
B、根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生磁场,只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场;在变化的磁场周围一定产生电场,只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场.故B错误;
C、电场强度是用比值法定义,因而电场强度与电场力、试探电荷的电量无直接关系,故C错误;
D、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现电磁感应现象,故D错误;
故选:A.
3. (多选)如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块 a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b,虚线 cd水平.现由静止释放两物块,物块 a 从图示位置上升,并恰好能到达 c 处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是A.物块 a 到达 c 点时加速度为零
B.绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量
C.绳拉力对物块 b先做负功后做正功
D.绳拉力对物块 b 做的功等于物块 b机械能的减少量
参考答案:
BD
4. (多选)图中,固定的光滑竖直杆上套有一质量为m的圆环,圆环与水平放置轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在墙壁上的A点,图中弹簧水平时恰好处于原长状态.现让圆环从图示位置(距地面高度为h)由静止沿杆滑下,滑到杆的底端B时速度恰好为零.则在圆环下滑至底端的过程中( )
A.
圆环的机械能守恒
B.
弹力对圆环做负功,大小为mgh
C.
圆环所受合力做功为零
D.
圆环到达B时弹簧弹性势能为mgh
参考答案:
考点:
功能关系;功的计算.
分析:
分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,只有重力弹簧的拉力做功,所以圆环机械能不守恒,系统的机械能守恒;根据系统的机械能守恒进行分析.
解答:
解:A、圆环沿杆滑下过程中,弹簧的拉力对圆环做功,圆环的机械能不守恒,故A错误,
B、图中弹簧水平时恰好处于原长状态,在圆环下滑的过程中,弹簧对圆环有拉力,此拉力对圆环做负功,则由功能原理知圆环的机械能减小,根据动能定理可知弹力做功为﹣mgh.故B正确.
C、对于圆环,两个过程中动能的变化量为零,根据动能定理可知圆环所受的合力做功为零,故C正确.
D、对于圆环和弹簧组成的系统而言,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,可知圆环的机械能减少了mgh,那么弹簧的弹性势能增大mgh,故D正确.
故选:BCD.
点评:
对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的基础好题.
5. (单选)如图所示,“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动,它在A、B、C三点运动速率
A.一样大 B.经过A点时最大
C.经过B点时最大 D.经过C点时小于经过B点时
参考答案:
B
根据开普勒第二定律知:在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的,故到中心的距离越近速度越大,A点速率最大,B点速率最小。
故选B。
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 23.如图所示,t=0时,一小物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔2s测得的三个时刻物体的瞬时速度,记录在下表中。重力加速度g取10m/s2,则物体到达B点的速度为 m/s;物体经过BC所用时间为 s。
t/s
0
2
4
6
v/m·s-1
0
8
12
8
参考答案:
13.33;6.67
7. (填空)一列简谐横波沿工轴正方向传播,周期为2s,t=0时刻的波形如图所示.该列波的波速是 m/s;质点a平衡位置的坐标xa=2.5m.再经 s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动.
参考答案:
2,0.25s.
考点: 波长、频率和波速的关系;横波的图象..
分析: 由图读出波长λ,由波速公式v= 求波速.根据波的传播方向判断可知,图中x=2m处质点的运动方向沿y轴向上,当此质点的状态传到a点时,质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动.运用波形的平移法研究质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动的时间.
解答: 解:由图读出波长λ=4m,则波速
根据波的传播方向判断可知,图中x=2m处质点的运动方向沿y轴向上,当此质点的状态传到a点时,质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动.
则质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动的时间t== s=0.25s.
故答案为:2,0.25s.
点评: 本题采用波形的平移法求质点a第一次经过平衡位置向y轴正方向运动的时间,这是常用的方法.
8. 如图所示,M为理想变压器,电表均可视为理想表,输入端a、b接正弦交流电源时,原、副线圈中电压表的示数分别为U1和U2,则原线圈与副线圈的匝数之比等于________;当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电流表A1的示数I1变化情况是________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
参考答案:
答案:U1︰U2;变大
9. 一行星绕某恒星做圆周运动。由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v,已知引力常量为G,则行星运动的轨道半径为__________,恒星的质量为__________。
参考答案:
,
10. 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
11.
参考答案:
12. 一质点由位置A向北运动了4m,又转向东运动了3m,到达B点,然后转向南运动了1m,到达C点,在上述过程中质点运动的路程是 m,运动的位移是 m。
参考答案:
8,
13. 某学校物理兴趣小组,利用光控实验板 “探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”,如图甲所示。将数据记录在Excel工作薄中,利用Excel处理数据,如图乙所示,小组进行探究,得出结论。
在数据分析过程中,小组先得出了vB—h图像,继而又得出vB2—h图像,如图丙、丁所示:
请根据图象回答下列问题:
①小组同学在得出vB—h图像后,为什么还要作出vB2-h图像? .
②若小球下落过程机械能守恒,根据实验操作及数据处理,求得丁图图像的斜率为k,则重力加速度g= .
参考答案:
:①先作出的vB-h图像,不是一条直线,根据形状无法判断vB、h关系,进而考虑vB2-h图像,从而找出vB2、h之间的线性关系. ②(2分)k/2.
解析:若小球下落过程机械能守恒,则有mgh=m vB2,即vB2=2gh。vB2-h图像的斜率k=2g,重力加速度g= k/2.
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.ks5u
(1)OD间的距离为________cm.
(2)下图是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离),斜率表示________,其大小为________m/s2(保留三位有效数字).
参考答案:
(1)1.20(1分), (2)加速度的一半(1分), 0.933(2分)
15. 某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV 约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
⑴为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选 ▲ (选填“A1”或“A2”),请将
实物连线补充完整。
⑵为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数
据作出—图象,如图丙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E= ▲ ,内阻r= ▲ (用k、b和R2表示)。该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因是 ▲ 。
参考答案:
⑴ 如图 A2 ⑵ 电压表的分流
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,光滑固定斜面上有一个质量为10kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为450,斜面倾角300,整个装置处于静止状态,(g取10m/s2);求:(所有结果均保留三位有效数字)
(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小;
(2)若另外用一个外力拉小球,能够把小球拉离斜面,求最小的拉力的大小。
参考答案:
(1)如图,水平竖直建立直角坐标系,对小球做受力分析,把不在轴上的力沿轴分解,列平衡方程如下……………3分
……………3分
由以上两式得N=73.2N……………1分
T=51.8N……………1分
(2)经分析得拉力的最小值为Fm=mgsin45°……………2分
代数解得Fm=70.7N……
17. 如图所示,长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球,筒与球的总质量
为4kg,现对筒施加一竖直向下、大小为21N的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5s
时间,小球恰好跃出筒口,求小球的质量。(取g=10m/s2)
参考答案:
设筒与小球的总质量为M,小球的质量为m,筒在重力及恒力的共同作用下竖直向下做初速为零的匀加速运动,设加速度为a;小球做自由落体运动.设在时间t内,筒与小球的
位移分别为h1、h2(球可视为质点)如解图所示。
由运动学公式得: (2分) (2分)
又有:L=h1-h2 (2分) 代入数据解得:a=16m/s2(1分)
又因为筒受到重力(M-m)g和向下作用力F,据牛顿第二定律有 F+(M-m)g=(M-m)a (3分)
代入数据得m=0.5kg(2分)
18. 如图所示,圆柱形气缸A中用质量为2m的活塞封闭有一定质量的理想气体,温度为27℃,气缸中的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物,稳定时活塞与气缸底部距离为h,现在重物m上加挂质量为的小物体,已知大气压强为p0,活塞横截面积为S,,不计一切摩擦,求
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