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四川省泸州市江门中学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,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L = 1m,导轨平面与水平面成θ= 37o角,下端连接阻值R=2Ω电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为m = 0.2kg,电阻r=1Ω的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为= 0.25。(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)
当金属棒由静止下滑30m时速度达到稳定,电阻R消耗的功率为8W,金属棒中的电流方向由a到b,则下列说法正确的是(g = 10m/s2,sin37o= 0.6,cos37o= 0.8)
A.金属棒沿导轨由静止开始下滑时加速度a大小为4m/s2
B.金属棒下滑速度达到稳定时,此时金属棒速度v的大小为10m/s
C.磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B大小为0.4T
D. 金属棒由静止到稳定过程中电阻R 产生的热量为1.5J
参考答案:
AC
2. (多选)图甲是小型交流发电机的示意图,在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示.发电机线圈内阻为10Ω,外接一只电阻为90Ω的灯泡,不计电路的其他电阻,则( )
A. t=0时刻线圈平面处于中性面
B. 每秒钟内电流方向改变100次
C. 灯泡两端的电压为22V
D. 0~0.01s时间内通过灯泡的电量为0
参考答案:
解:A、由图象乙可知t=0时感应电动势为零,处于中性面上,故A正确;
B、由题图乙可知周期T=0.02s,线框每转一周,电流方向改变两次,每秒电流方向改变100次,故B正确;
C、由题图乙可知交流电电动势的最大值是Em=31.1v,有效值为:E==22V,根据闭合电路的分压特点得电压表的示数为:U=×22V=19.8V,故C错误;
D、根据q=得:0~0.01s时间内通过灯泡的电量为q=①Em=Bsω=Bs=100πBs ②代入数据 ①②联立得:q=0.00198c,故D错误;
故选:AB
3. (单选)据某报刊报道,美国一家公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”,使用时它上面的英文字母“ON”发亮,对防止误触电起到了警示作用,它相当于我国的“小心触电”或“高压危险”一类的牌子.关于这则消息,正确的判断是( )C
A.没有工作电源,却能够使英文字母“ON”发亮,显然违背了能量转化与守恒定律,这是条假新闻,没有科学依据
B.这种牌子内部必定隐藏有太阳能电池为其供电,不然绝不会使英文字母“ON”发亮,这是条故弄玄虚的消息,但有科学依据
C.这种牌子内部必定有闭合电路,当它挂在有交变电流流过的输电线附近时,就会使英文字母“ON”发亮,这是条真实的消息,有科学依据
D.这种牌子不论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线附近,都会使英文字母“ON”发亮,这是条真实的消息,有科学依据
参考答案:
C
4. 如图所示是月球车示意图.月球车能完成月球探测、考察、采集样品等任务,当它在月球表面行驶时( )
A.仍有惯性 B.不受阻力
C.不受支持力 D.不遵循牛顿运动定律
参考答案:
A
解:A、惯性是物体本身具有的一种性质.与物体是否运动、是否受力等外界因素无关.物体在任何状态下、任何时候都有惯性.故A正确;
B、当它在月球表面行驶时受支持力和阻力,故BC错误;
D、当它在月球表面行驶时遵循牛顿运动定律,故D错误;
故选:A.
5. 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置,如左图所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体m,升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如右图所示,则在此过程中
A.物体处于失重状态
B.物体处于超重状态
C.升降机一定向上做匀加速运动
D.升降机可能向下做匀减速运动
参考答案:
BD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,一定质量的理想气体,处在A状态时,温度为tA=27℃,则在状态B的温度为 ﹣33 ℃.气体从状态A等容变化到状态M,再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为 300 J.(取1atm=1.0×105Pa)
参考答案:
考点:
理想气体的状态方程.
专题:
理想气体状态方程专题.
分析:
由图象可知A和B状态的各个状态参量,根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度,在等压变化的过程中,封闭气体的压力不变,根据功的公式W=FL可以求得气体对外做功的大小.
解答:
解:由图可知,对于一定质量的理想气体,
在A状态时,
PA=2.5atm,VA=3L,TA=27+273=300K
在B状态时,
PB=1atm,VB=6L,TB=?
根据理想气体的状态方程可得
=
代入数据解得 TB=240k=﹣33°C
气体从状态A等容变化到状态M的过程中,气体的体积不变,所以此过程中不对外部做功,
从状态M等压变化到状态B的过程中,封闭气体的压强不变,压力的大小为F=PS,
气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=P△V=1.0×105Pa×(6﹣3)×10﹣3=300J.
故答案为:﹣33°C,300J
点评:
根据图象,找出气体在不同的状态下的状态参量,根据理想气体状态方程计算即可,在计算做功的大小的时候,要注意A到M的过程,气体的体积不变,气体对外不做功.只在M到B的等压的过程中对外做功.
7. (4分)如图,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有__________(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。
参考答案:
收缩,变小
解析:由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。
8. 一物体静止在光滑水平面上,先对物体施加一个水平向右的恒力F1,经过时间t物体运动到距离出发点为s的位置,此时立即撤去F1,同时对物体施加一水平向左的恒力F2,又经过相同的时间t,物体运动到距离出发点s/2的位置,在这一过程中力F1和F2的比可能是
和
参考答案:
2:5 2:7
解:由牛顿第二定律得:,撤去时物体的速度由匀变速运动的位移公式得:
解得:;
或者;
解得:
9. 如图所示,处在水里的平面镜开始处于水平位置,它可以绕过O点的水平转轴以的角速度在竖直平面内逆时针方向匀速转动,一细束光线沿水平方向射向镜面。设水的折射率n=1.414,则平面从开始转动到有光线从水中射向空气中所用的最短时间为 s。
参考答案:
答案:0.25
10. 在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中,电火花打点计时器是用于测量 的仪器,工作电源是 (填“交流电”或“直流电”),电源电压是 V。
参考答案:
时间 交流电 220
结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。
11. 某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_____________ kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_____________。(重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
参考答案:
0.5Kg 0.2
12. 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.
13. 放射性物质碘131的衰变方程为.可知Y粒子为 。若的质量为m1,的质量为m2,Y粒子的质量为m3。真空中的光速为c,则此核反应释放出的核能为 。
参考答案:
β粒子(或电子) (m1-m2-m3)c2
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到.回答下列问题:
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 非线性 (填“线性”或“非线性”)关系;
(2)由图乙可知,a﹣m图线不经过原点,可能的原因是 存在摩擦力 ;
(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 ,钩码的质量应满足的条件是 远小于小车的质量 .
参考答案:
解:(1)根据该同学的结果得出a﹣m图线是曲线,即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系;
(2)从上图中发现直线没过原点,当a=0时,m≠0,即F≠0,也就是说当绳子上拉力不为0时,小车的加速度为0,所以可能的原因是存在摩擦力.
(3)若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是:
①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,即使得绳子上拉力等于小车的合力.
②根据牛顿第二定律得,整体的加速度a=,则绳子的拉力F=Ma=,知钩码的质量远小于小车的质量时,绳子的拉力等于钩码的重力,所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量.
故答案为:(1)非线性;
(2)存在摩擦力;
(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力;远小于小车的质量.
15. 小李以一定的初速度将石子向斜上方抛出去,石子所做的运动是斜抛运动,他想:怎样才能将石子抛得更远呢?于是他找来小王一起做了如下探究:
他们用如下图所示的装置来做实验,保持容器水平,让喷水嘴的位置和喷水方向不变(即抛射角不变)做了三次实验:第一次让水的喷出速度较小,这时水喷出后落在容器的A点;第二次让水的喷出速度稍大,水喷出后落在容器的B点;第三次让水的喷出速度最大,水喷出后落在容器的C点。小李和小王经过分析后得出的
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