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湖南省湘潭市湘乡第一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. (多选题)如图所示,P、Q放置两个电量相等的异种电荷,它们连线的中点是O,N、a、b是中垂线上的三点,且oa=2ob,N处放置一负的点电荷,则( )
A.a处的场强的大小小于b处的场强的大小
B.a处的电势小于b处的电势
C.a、O间的电势差大于a、b间的电势差2倍
D.电子在a处的电势能大于电子在b处的电势能
参考答案:
AC
【考点】电场的叠加;电场强度;电势.
【分析】A、因P、Q在ab产生的场强大小不确定,即N在这两处产生电场确定,最终合电场强度也无法确定;
B、当只有PQ时,ab是等势面,而当只有N时,则可判定两点的电势高低,因电势是标量,即可判定;
C、根据U=Ed定性分析,电势差的大小;
D、依据负电荷在电势高处,电势能小,而在电势低处,电势能大,从而即可求解.
【解答】解:A、根据等量异种电荷与负的点电荷在两处的电场强度,再结合矢量的叠加法则,可知Eb>Ea,故A正确;
B、正电荷从a→b:①P Q不做功,②N做正功,则电势能减小,电势减小,即a处电势高于b处,故B错误;
C、根据B选项可知ao、ab间电势差其实就是看N点的负电荷在ao、ab处形成的电势差就可以,根据U=Ed定性分析可知ab间的平均场强小于bo间的平均场强,因此bo间的电势差大于ab间的电势差,因此ao电势差大于ab电势差的2倍,故C正确;
D、负电荷在电势高的地方,电势能反而低,故D错误;
故选:AC.
2. 如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向里的电流,用FN表示磁铁对桌面的压力,f表示桌面对磁铁的摩擦力,则导线通电后与通电前相比( )
A.FN减小,f=0
B.FN减小,f≠0、方向向左
C.FN增大,f=0
D.FN增大,f≠0、方向向左
参考答案:
D
3. (多选)如图(甲)所示,质量m=0.5kg,初速度v0=10m/s的物体,受到一个与初速方向相反的外力F 的作用,沿粗糙的水平面滑动,经3s撤去外力,直到物体停止,整个过程物体的v-t图象如图(乙)所示,g取10m/s2,则
A.物体与地面的动摩擦因数为0.1
B.0~2s内F做的功为8J
C.0~7s内物体由于摩擦产生的热量为25J
D.0~7s内物体滑行的总位移为29m
参考答案:
【知识点】功能关系;功的计算.E1 E6
【答案解析】AD解析: A、根据图象,撤去拉力后,加速度大小为:a2=1m/s2=1m/s2.
根据牛顿第二定律得:μmg=ma2,解得:μ=0.1;故A正确;B、有拉力时,有F+μmg=ma1,根据图线知:a1=2m/s2.解得:F=0.5N0~2s内的位移:x=v0t-a1t2=10×2-×2×4m=16m则F做的功:WF=-Fx=-8J.故B错误.C、0~7s内物体位移为:x=×3+m=29m,则克服摩擦力做功为:Wf=μmgx=0.5×29J=14.5J,故C错误,D正确.故选:AD.
【思路点拨】撤去外力靠摩擦力做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,结合速度时间图线求出物体与地面间的动摩擦因数以及拉力的大小.求出0到2s内的位移,从而求出拉力做的功.根据速度时间图线求出整个过程中的位移.本题综合考查了速度时间图线,牛顿第二定律,综合性较强,关键能从图线中获取信息,结合这些知识综合求解.
4. 如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场。实线为电场线,虚线为等差等势线。a、b、c为从左侧进入聚焦电场的电子运动的轨迹上的三点。不计电子的重力,则
A.电场中a点的电势高于c点的电势
B.电子经a点的动能大于经c点的动能
C.电子经b点的加速度大于经c点的加速度
D.电子经b点的电势能大于经c点的电势能
参考答案:
CD
沿电场线方向电势降低,故a点的电势低于c点的电势,A错误;电子由a点运动到c点的过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增大,故B错误D正确;等差等势面密集处电场强度大,故电子受到的电场力大,加速度大,故C正确。
5. (多选)一物体从地面竖直向上抛出,在运动中受到的空气阻力大小不变,取向上为正方向,下列关于物体运动的加速度a和速度v随时间t变化的图象中,可能正确的是
参考答案:
AD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. (4分)如图所示,直角玻璃棱镜中∠A=70°,入射光线垂直于AB面。已知玻璃的折射率为,光在AC面上反射后经BC面反射从AC面第一次射出,则光线在BC面_______(填“发生”或“不发生”)全反射,光线从棱镜AC边第一次射入空气时的折射角为_______。
参考答案:
发生;450
7. 一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是“×1”、“×10”、“×100”.用“×10”档测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为使测量值更准确,应换到 ×100 档;如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是 欧姆调零 .
参考答案:
考点:
用多用电表测电阻.
专题:
实验题;恒定电流专题.
分析:
使用欧姆表测电阻时应选择合适的挡位,使指针指在中央刻度线附近;欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零.
解答:
解:用“×10”档测量某电阻时,表头指针偏转角度很小,说明所选挡位太小,为使测量值更准确,应换大挡,应换到×100挡;
换挡后要重新进行欧姆调零,然后再测电阻阻值.
故答案为:×100;欧姆调零.
点评:
本题考查了欧姆表的实验注意事项与使用方法,使用欧姆表测电阻时应选择合适的挡位,使指针指在中央刻度线附近;欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零.
8. 右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下,压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图.在烧瓶A中封有一定质量的气体,并与气压计相连,初始时气压计两侧液面平齐.
(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的体积不变,应将气压计右侧管_____(填“向上”或“向下”)缓慢移动,直至________.
(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Dt表示气体升高的温度,用Dh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量.则根据测量数据作出的图线应是:_______
参考答案:
(1)向上(2分),气压计左管液面回到原来的位置(2分)
(2)A(2分)
9. 如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持小车的总质量不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
参考答案:
(1)小车所受外力,
(2)①加速度与外力成正比,②C,
10. 氢原子的能级图如图所示,已知可见光光子的能量范围约为1. 61eV-3.11eV,大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出_________种不同频率的光子,其中处于红光之外非可见光范围的有___________种,处于紫光之外非可见光范围的有________种。
参考答案:
6 1 3
根据知,大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的可见光;
根据能级的跃迁满足
得跃迁产生的光子能量分别是12.75 eV,12.09eV,10.2eV,2.55eV,1.89eV,0.66eV,
可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV
所以处于红光之外非可见光范围的光子能量有0.66eV,即1种,处于紫光之外非可见光范围的光子能量有12.75 eV,12.09eV,10.2eV,即3种
11. (选修3—3含2—2)(6分)如图所示,在注射器中封有一定质量的气体,缓慢推动活塞使气体的体积减小,并保持气体温度不变,则管内气体的压强 (填“增大”、“减小”或“不变”),按照气体分子热运动理论从微观上解释,这是因为:
参考答案:
答案:增大;分子的平均动能不变,分子的密集程度增大.(每空2分)
12. (6分)供电电路电源输出电压为U1,线路损失电压为U2,用电器得到的电压为U3,总电流为I,线路导线的总电阻为R,则线路损失的电功率可表示为①___________________;②_________________________;③__________________________。
参考答案:
①I2R;②IU2;③I(U1-U3) (各2分)
13. 在真空中两个带等量异种的点电荷,电量均为2×10-8C,相距20cm,则它们之间的相互作用力为_________________N。在两者连线的中点处,电场强度大小为_________________N/C。
参考答案:
F, F/C
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图2所示,由此读出b= mm;
(2)滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ;
(3)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep= ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(4)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图3所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2.
参考答案:
(1)3.80; (2);
(3),(m﹣)gd;
(4)9.6.
【考点】验证机械能守恒定律.
【分析】(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.不同的尺有不同的精确度,注意单位问题.
(2)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
(3)根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量,根据起末点的速度可以求出动能的增加量;根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量.
(4)根据图象的物理意义可知,图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小.
【解答】解:(1)宽度b的读数为:3mm+16×0.05mm=3.80mm;
(2)由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.
滑块通过光电门B速度为:vB=;
(3)滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为:△E=(M+m)()2=;
系统的重力势能减少量可表示为:△Ep=mgd﹣Mgdsin30°=(m﹣)gd;
比
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