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湖北省黄冈市罗田县凤山镇中学2022-2023学年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,物体 A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范围内,A和B一起在光滑水平面上作往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止。则下列说法正确的是
A.A和 B均作简谐运动
B.作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C.B对A的静摩擦力对A做功,而A对B的静摩擦力对B不做功
D.B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力始终对B做负功
参考答案:
2. 如图所示,两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中,磁场和导轨平面垂直,金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动,开始时电键S断开,当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的速度v与时间t的关系图象可能正确的是 ( )
参考答案:
ACD
若ab杆速度为v时,S闭合,则ab杆中产生的感应电动势E=BLv,ab杆受到的安培力,如果安培力等于ab杆的重力,则ab杆匀速运动,A项正确;如果安培力小于ab杆的重力,则ab杆先加速最后匀速,C项正确;如果安培力大于ab杆的重力,则ab杆先减速最后匀速,D项正确;ab杆不可能匀加速运动,B项错。
3. (多选)如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度V2向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是( )
A.
ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B.
cd杆所受摩擦力为零
C.
回路中的电流强度为BL
D.
μ与V1大小的关系为μ=
参考答案:
考点:
导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律..
专题:
电磁感应与电路结合.
分析:
当导体棒ab匀速向右运动时,切割磁感线(cd运动时不切割磁感线),在回路中产生感应电流,从而使导体棒ab受到水平向左的安培力.导体棒cd受到水平向右的安培力,使导体棒和轨道之间产生弹力,从而使cd受到向上的摩擦力,把力分析清楚,然后根据受力平衡求解.
解答:
解:由右手定则可知,回路中感应电流方向为:abdca,
感应电流大小:I= ①
导体ab受到水平向左的安培力,由受力平衡得:BIL+μmg=F ②
导体棒cd运动时,受到向右的安培力,的摩擦力不为零,
cd受到摩擦力和重力平衡,由平衡条件得:μBIL=mg ③
联立以上各式解得:F=μmg+,μ=,故AD正确,BC错误.
故选:AD.
点评:
本题涉及电磁感应过程中的复杂受力分析,解决这类问题的关键是,根据法拉第电磁感应定律判断感应电流方向,然后根据安培定则或楞次定律判断安培力方向,进一步根据运动状态列方程求解.
4. 如图(a)是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R.图(b)是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图像,下列说法中正确的是
A.图(b)中甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.图(b)中乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.图(b)中丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.图(b)中丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
参考答案:
C
5. 如图所示,一自耦变压器接在交流电源上,Vl、V2为理想电压表。下列说法正确的是
A. 若P不动,滑片F向下滑动时,V1示数不变,V2示数变小
B. 若P不动,滑片F向下滑动时,灯泡消耗的功率变大
C. 若F不动,滑片P向上滑动时,V1示数不变,V2示数变大
D. 若F不动,滑片P向上滑动时,灯泡消耗的功率变小
参考答案:
A
【详解】设变压器的输入电压为U1,输出电压为U2;若P不动,滑片F向下移动时,输入电压U1不变,根据变压比公式,由于n2减小,故输出电压U2也减小;故灯泡消耗的功率减小,V2的示数也变小;故A正确,B错误;若F不动,根据变压比公式,输入电压U1不变,则输出电压U2也不变;滑片P向上滑动时,电阻R减小,根据闭合电路欧姆定律,干路电流增大,小灯泡中电流电压都增大,灯泡消耗的功率变大;由U=U2-UL可知电压表V2读数减小;故CD错误;故选A。
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图a所示,倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上,小球从高为H(2h>H>h)的某处自由下落,与斜面碰撞(无能量损失)后做平抛运动。若小球做平抛运动后能直接落到水平地面上,自由下落的起始点距斜面左端的水平距离x应满足的条件是 (用符号表示);若测得x=1m时,小球平抛运动的水平射程s最大,且水平射程的平方s2与x关系如图b所示,则斜面的高h应为 m。
参考答案:
h>x>h-H,4
7. 在同一光滑斜面上放同一导体棒,右图所示是两种情况的剖面图。它们所外空间有磁感强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上,两次导体A分别通有电流I1和I2,都处于静止平衡。已知斜面的倾角为θ,则I1:I2= ,斜面对导体A的弹力大小之比N1:N2= 。
参考答案:
cosθ:1 cos2θ:1
8. N(N>1)个电荷量均为q(q>0)的小球,均匀分布在半径为R的圆周上,示意如图,若移去位于圆周上P点的一个小球,则圆心O点处的电场强度大小为________,方向__________。 (已知静电力常量为k)
参考答案:
大小为,方向沿OP指向P点
9. 一物块置于光滑的水平面上,受方向相反的水平力F1,F2作用从静止开始运动,两力随位移x变化的规律如图,则位移x= m时物块的动能最大,最大动能为 J.
参考答案:
10. 如图(a)所示,阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场(向里为正),磁感应强度B随时间t变化的关系如图(b)所示,图中B1、t1为已知量。导线电阻不计,则t1时刻经过电阻的电流方向为_________(选填“a→b”或“b→a”),电流的大小为___________。
参考答案:
b→a,
11. 如图所示,A、B和C、D为两对带电金属极板,长度均为l,其中A、B两板水平放置,间距为d,A、B间电压为U1;C、D两板竖直放置,间距也为d,C、D间电压为U2。有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后,平行于金属板进入电场,则电子进入该电场时的速度大小为 ;若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰,电子离开该电场时的动能为_____________。(A、B、C、D四块金属板均互不接触,电场只存在于极板间,且不计电子的重力)
参考答案:
12. 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。
13. 如图,光滑轻杆AB、BC通过A、B、C三点的铰接连接,与水平地面形成一个在竖直平面内三角形,AB杆长为.BC杆与水平面成角,AB杆与水平面成角。一个质量为m的小球穿在BC杆上,并静止在底端C处。现对小球施加一个水平向左mg的恒力,当小球运动到CB杆的中点时,它的速度大小为 ,小球沿CB杆向上运动过程中AB杆对B处铰链的作用力随时间t的变化关系式为 .
参考答案:
,
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 小张和小明测绘标有“3.8V 0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.电源E(4V,内阻约0.4Ω)
B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)
C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.三个定值电阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)
F.开关及导线若干
(1)小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用 (选填“R1”、“R2”或“R3”)与电压表 (选填“串联”或“并联”),完成改装.
(2)小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:① ;② .
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 (选填图中表示导线的序号)出现了 (选填“短路”或“断路”).
参考答案:
(1)R2;串联;(2)电流表内接;滑片P置于b处;(3)8;断路.
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.
【分析】(1)根据所给器材与电压表改装原理分析答题.
(2)根据实验注意事项,分析图示电路图答题.
(3)滑动变阻器采用限流接法时,电压与电流不能从零开始变化,分析图示电路图答题.
【解答】解:(1)灯泡额定电压为3.8V,可以把电压表改装为4V量程,电压表量程为2V,内阻为2kΩ,要把电压表改装成4V的电压表,可以串联2kΩ的电阻,应选电阻R2.
(2)灯泡正常发光时的电阻为:R==9.5Ω,电压表内阻为4kΩ,电流表内阻约为0.3Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,由图示电路图可知,电流表采用内接法,这错误的;由图示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,闭合开关前,滑片应置于左端,由电路图可知,滑片P置于b处,这是错误的.
(3)移动滑片,电压表与电流表示数不能为零,说明滑动变阻器是限流接法,由图示电路图可知,可能是导线8发生断路造成的.
故答案为:(1)R2;串联;(2)电流表内接;滑片P置于b处;(3)8;断路.
15. 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图(甲)所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心间的距离,,并通过改变而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴、为横轴做出函数关系图象,就可以通过此图象得出小简的深度h和当地的重力加速度g。
①现有如下测量工具: A.时钟; B.秒表; C.天平; D.毫米刻度尺。
本实验所需的测量工具有 ;
②如果实验中所得到的T2—,关系图象如图(乙)所示,那么真正的图象应该是a,b, c中的 ;
③由图象可知,小筒的深度h= m;当地g= m/s2
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,相距为d的平行金属板M、N间存在匀强
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