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山西省晋中市上梁中学高三物理测试题含解析
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,竖直平面内1/4光滑圆弧轨道半径为R,等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于圆周最低点,CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为m带电荷量为+Q的小球由圆弧的最高点M处静止释放,到最低点C时速度为v0 。不计+Q对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为k,则( )
A.小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
B. C点电势比D点电势高
C. M点电势为
D.小球对轨道最低点C处的压力大小为
参考答案:
C
2. 如图所示,猎人非法猎猴,用两根轻绳将猴子悬于空中,猴子处于静止状态。以下相关说法正确的是:( )
A.猴子受到三个力的作用
B.绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡
C.地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力
D.人将绳子拉得越紧,猴子受到的合力越大
参考答案:
AC
3. 如图所示,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的末速度大小相同,初速度大小分别为v1、v2,且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定。则
A.v1<v2 B.v1=v2
C.t1=t2 D.t1<t2
参考答案:
D
【知识点】物理学史
【试题解析】在CB段,根据牛顿第二定律,速度越大,滑块受支持力越小,摩擦力就越小,在BA段,根据牛顿第二定律,速度越大,滑块受支持力越大,摩擦力就越大,由题意知从C运动到A相比从A到C,在CB段速度较大,在BA段速度较小,所以从A到C运动过程受摩擦力较小,摩擦力做功少,因此v1>v2,AB错误;根据平均速率和路程,可知从A到C运动过程用时短,D正确,C错误。
4. 如图所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜.A与天花板之间的细绳沿竖直方向,则关于两木块的受力,下列说法正确的是( )
A. A、B之间一定存在摩擦力作用
B. A可能受三个力作用
C. B可能受到地面的摩擦力作用
D. B受到地面的支持力一定大于B的重力
参考答案:
B
试题分析:对A进行受力分析,则A可能受绳子的拉力、重力而处于平衡;此时AB间没有相互的挤压,故没有摩擦力,故A错误;若木块对绳子没有拉力,则此时A受重力、支持力及摩擦力而处于平衡,故B正确;对整体受力分析可知,整体不受水平方向的推力作用,故B不受地面的摩擦力,故C错误;若出现A中情况,此时A对B没有压力,故B只受重力和支持力而处于平衡;此时支持力等于B的重力,故D错误。
考点:摩擦力的判断与计算、物体的弹性和弹力
【名师点睛】本题考查共点力的平衡及受力分析,解题关键在于能明确物体受力的各种可能性,从而全面分析得出结果。
5. 有一个均匀带电圆环,以圆环圆心O为坐标原点,过O且垂直于圆环平面的线为x轴,如下图甲所示,现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示(场强为正值,表示方向沿x轴正方向),H、I是x轴上两点,且HO<OI,取无穷远处电势为零。则以下分析正确的是
A.该圆环带负电
B.x轴上O点电势为零
C.将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中,电势能先增大后减小
D.H点的电势低于I点的电势
参考答案:
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图,给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度,使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程:“把参考点设于如图所示的地面上一点O,此时摩擦力f的力矩为0,从而地面木块的角动量将守恒,这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误,并给出正确的解释:
。
参考答案:
该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒,这样推理本身就不正确.事实上,此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧,支持力与重力的合力矩不为0,木块的角动量不守恒,与木块作减速运动不矛盾.(5分)
7. 某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图所示。已知小车的质量为500克,g 取10m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
(1)细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。
(2)在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板
倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑。
(3)保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,
接通打点计时器电源后,释放小车。
(4)取下纸带后,在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。
(5)改变盘中砝码的质量,重复(2)(3)步骤进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
m / kg
0.02
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.10
1.40
1.79
2.01
2.20
2.38
2.61
3.02
① 在坐标纸上作出图象。
②上述图象不过坐标原点的原因是: 。
③根据(1)问中的图象还能求解哪些物理量?其大小为多少? 。
④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量: (选填“是”或“否”)。
参考答案:
8. 某学习小组设计了一种粗测小物体质量的方法.使用的器材有细绳、硬纸板、支架、刻度尺、铅笔、白纸、自制小滑轮、已知质量的小物块和若干待测小物体等.简化的实验装置如图所示,在A点固定一根细绳AP,以A为圆心、AP为半径描出圆弧CD,直线AC水平,AD竖直.在B点固定小滑轮,一根细绳绕过小滑轮,一端悬挂小物块(质量m0已知),另一端连接绳端P点.在结点P悬挂不同质量的待测小物体m,
平衡时结点P处在圆弧CD上不同的位置.利用学过的物理知识,可求出结点P在圆弧CD上不同的位置时对应的待测物体的质量值m,并标在CD弧上.
(1)在圆弧CD上从C点至D点标出的质量值应逐渐 (填写“增大”或“减小”);
(2)如图所示,BP延长线交竖直线AD于P′点,用刻度尺量出AP′长为l1,PP′长为l2,则在结点P处标出的质量值应为 .
参考答案:
解:(1)对物体m0分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有:
T=m0g…①
再对结点P受力分析,如图所示:
图中的力三角形与几何三角形APP′相似,故:
…②
解得:
联立①②解得:
m==
越靠近D点,m增大;
故答案为:(1)增大;(2).
9. 如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.学科网
(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d= ▲ cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s,则小车经过光电门时的速度为 ▲ m/s;学科网
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为 ▲ ------- ;
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出 ▲ (选填“v-m”或“v2-m”)图象;学科网
(4)某同学在(3)中作出的线性图象不通过坐标原点,其可能原因是 ▲ 。
参考答案:
10. (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。
11. 4分)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后的质子H轰击静止的X,生成两个He。上述核反应方程中的X核的质子数为___________,中子数为____________。
参考答案:
3 4
12. (4分)图示电路中,R1=12W,R2=6W,滑动变阻器R3上标有“20W,2A”字样,理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档,理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A;继续向右移动滑片P到另一位置,电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,则此时电流表示数为__________A,该电源的电动势为__________V。
参考答案:
0.15,7.5
解析:由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V,电流表示数一定小于0.3A,再结合电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,可知电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-0.6A,因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为;电压表的示数为5V;由串并联电路规律得:,得 ,由闭合电路欧姆定律得;同理:,得,由闭合电路欧姆定律以上各式联立解得:。
13. (8分)如图电路中,电键K1,K2,K3,K4均闭合,在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P,(以下各空填“悬浮不动”、“向上加速”或“向下加速”)
(1)若断开K1,则P将_______
(2)若断开K2,则P将________
(3)若断开K3,则P将_______
(4)若断开K4,则P将_______
参考答案:
(1)则P将继续悬浮不动(2)则P将向上加速运动。(3)P将加速下降。(4)P将继续悬浮不动。
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图甲所示是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置。该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz, 图乙是实验得到的一条纸带,纸带 端接重物(选填“左”或“右”),相邻打印点之间的时间间隔为 s。由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得重物的重力势能的减少量 动能的增加量(选填“大于”、“小于”或“等于”)
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