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2022-2023学年河北省邯郸市大街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. 某控制电路如图所示,主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是红绿两个指示灯,当电位器的触片滑向a端时,下列说法正确的是( )
A.L1、L2两个指示灯都变亮
B.L1、L2两个指示灯都变暗
C.L1变亮,L2变暗
D.L1变暗,L2变亮
参考答案:
B
2. (多选题)2017年4月10日,三名宇航员在国际空间站停价留173天后,乘坐“联盟MS-02”飞船从国际空间站成功返回,并在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘附近着陆。设国际空间站在离地面高度约400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球同步卫星轨道高度约36000km,地球半径约6400km。下列说法正确的是
A. 飞船在返回地球的过程中机械能守恒
B. 经估算,国际空间站的运行周期约为90min
C. 国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度
D. 返回时,需先让飞船与国际空间站脱离,再点火加速,然后即可下降
参考答案:
BC
3. 带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时粒子将发生偏转,称这种电场为偏转电场,这种磁场为偏转磁场.下列说法错误的是(重力不计)( )
A.欲把速度不同的同种带电粒子分开,既可采用偏转电场,也可采用偏转磁场
B.欲把动能相同的质子和α粒子分开,只能采用偏转电场
C.欲把由静止经同一电场加速的质子和α粒子分开,偏转电场和偏转磁场均可采用
D.欲把初速度相同而比荷不同的带电粒子分开,偏转电场和偏转磁场均可采用
参考答案:
C
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】带电粒子垂直进入匀强电场中将做类平抛运动,根据打到下接板的位置区分带电粒子,而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的,根据这个原理逐项分析即可.
【解答】解:A、速度不同的同种带电粒子,在偏转电场中沿电场方向受力情况相同,运动情况也相同,垂直电场方向,由于初速度不同,所以打到下极板的位置也不同,可以通过偏转电场区分;进入偏转磁场时,r=,速度不同,其他量相同,所以运动的半径也不同,可以区分,所以A正确;
B、设偏转电场的宽度为d,则在电场中偏转时有:沿电场方向d==,质子和α粒子动能相同,打到下极板时d相同,所以EqL2相等,而质子和α粒子的电量不等,所以L不同,即水平位移不等,所以可以区分;而在偏转磁场中,r=,质子的质量数是1,电荷数也是1,α粒子质量数是4,电荷数是2,所以动能相同的质子和α粒子在相同的磁场中运动的半径是相同的,故偏转磁场不能区分,故B正确;
C、根据EK=Uq可知:由静止经同一电场加速的质子和α粒子的动能是相等的,根据B的分析可知只能用偏转电场区分,故C错误;
D、在偏转电场中,a=,比荷不同则加速度不同,根据d=可知,运动的时间不同,而初速度不同,则水平位移也不同,打在下极板的位置也不同,可以用偏转电场区分;而在偏转磁场中,r=,速度相同,比荷不同,所以运动的半径也不同,可以区分,所以D正确.
本题选不正确的
故选C
4. 如图,P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,长度为l的缆绳一端悬挂在转盘边缘,另一端栓接一质量为m的小球,转盘静止时缆绳与转轴间的距离为d,现让转盘由静止逐渐加速转动,经过一段时间后小球与转盘一起做匀速圆周运动,且缆绳与转轴在同一竖直面内,此时缆绳与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力以及缆绳重力,重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A.小球与转盘一起做匀速圆周运动时,小球受到缆绳的拉力大小为mgcosθ
B.小球从静止到做匀速圆周运动的过程中,缆绳对小球做的功为mgdtanθ
C.小球从静止到做匀速圆周运动的过程中,重力对小球做的功为﹣mgl(1﹣cosθ)
D.如果圆盘稳定转动时的角速度不变,换一个质量更大的小球随其转动,稳定时缆绳与竖直方向的夹角变小
参考答案:
C
【考点】动能定理的应用;向心力.
【分析】质点与转盘一起做匀速圆周运动时,由重力和绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求小球受到缆绳的拉力和小球的速度,再根据动能定理研究质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,得到绳子对小球做的功.由角速度的表达式分析缆绳与竖直方向的夹角θ与小球质量的关系.
【解答】解:A、小球与转盘一起做匀速圆周运动时,由重力和绳子的拉力的合力提供质点圆周运动的向心力,如图,则小球受到缆绳的拉力大小为 T=,故A错误.
BC、设小球做匀速圆周运动时速度大小为v,则有
mgtanθ=m
对于小球从静止到做匀速圆周运动的过程中,重力做功为﹣mgl(1﹣cosθ),设绳子拉力做功为W,则根据动能定理得:
W﹣mgl(1﹣cosθ)=
联立①②得:W=mg(d+lsinθ)tanθ+mgl(1﹣cosθ).故B错误,C正确.
D、由v=ω(d+lsinθ)及mgtanθ=m得ω=,可知,ω与小球的质量无关,所以如果圆盘稳定转动时的角速度不变,换一个质量更大的小球随其转动,稳定时缆绳与竖直方向的夹角θ不变,故D错误.
故选:C
5. 如图所示,当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时,两电压表示数变化的绝对值分别是△U1和△U2,则下列结论正确的是( )
A.△U1>△U2
B.电阻R1的功率先增大后减小
C.电阻R2的功率一定增大
D.电源的输出功率先增大后减小
参考答案:
AC
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 12.某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表,设计电路如图(a)所示。定值电阻R1=500Ω,R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱。回答下列问题:
(1)按图(a)在图(b)中将实物连线;
(2)表笔的颜色为 色(填“红”或“黑”)
(3)将开关S置于“1”挡时,量程为 mA;
(4)定值电阻的阻值R2= Ω,R3= Ω。(结果取3位有效数字)
(5)利用改装的电流表进行某次洞里时,S置于“2”挡,表头指示如图(c)所示,则所测量电流的值为 mA。
参考答案:
(1)如图;
(2)黑;
(3)10;
(4)225,250;
(5)0.780(0.78同样给分)
7. 如图所示,AB、CD为两根平行并且均匀的相同电阻丝,直导线EF可以在AB、CD上滑行并保持与AB垂直,EF与AB、CD接触良好,图中电压表为理想电压表,当EF处于图中位置时电压表读数为U1=8.0伏,已知将EF由图中位置向左移动一段△L后电压表读数变为U2=6.0伏,则电路中电阻的变化量DR与变化前电路的总电阻R之比DR:R=______.若将EF由图中位置向右移一段相同△L后,那么电压表读数U3=_____伏。
参考答案:
DR:R=1:3 U3=12.0伏
8. 为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在下图中标出.(g=9.8 m/s2)
(1)作出m-l的关系图线;
(2)弹簧的劲度系数为________N/m.(结果保留两位有效数字)
参考答案:
(1)如图所示
(2)0.26 (0.24~0.27)
9. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=3R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中, 合外力做功___________,摩擦力做功为________.
参考答案:
mgR/2,-3mgR/2
10. 如图所示,圆柱绕中心轴顺时针转动,穿过打点计时器的纸带缠绕在圆柱边缘,不计纸带的厚度,圆柱的半径为r=0.05 m,打点计时器的打点周期T为0.02秒,圆柱匀速转动时打点计时器持续打点,圆柱转动一段时间后停止转动,取下纸带后发现纸带上的点迹如图,刻度尺测得OE两点间的距离x, (1)用已知量和测得量写出圆柱转动的角速度表达式 ;根据以上数据求得其值为 (2)这种研究问题的思想方法是
参考答案:
X/10tr 7.32(7.32-7.38) 化曲为直
11. 如图所示,质量为m带电量为+q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入宽度为d的AB绝缘水平面。当滑块运动至中点C时,速度大小为,从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的强度不变的有界匀强电场(区域外不存在电场)。若小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,则滑块离开AB区域时的速度 ,要使小滑块在AB区域内运动的时间达到最长,电场强度应为 。(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)
参考答案:
,
12. 水平地面上有一质量为2千克的物体,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,5秒后水平拉力减为,物体的速度图线如图(g取10米/秒2),则F的大小是 牛,物体与地面间的滑动摩擦系数μ= 。
参考答案:
9;0.25
13. 如图13所示,S为波源,其频率为100Hz,所产生的简谐横波沿直线 同时向左、右传播,波M4 8Qm/s,该波的波长为______; m. P、Q是波 传播途径中的两点,巳知SP = 4. 2m,SQ=1.4m,则当S经过平衡位置并向上运动时,P在_______,Q在______(填“波峰”、“波谷”或“平衡位置”)。
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为。气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度、和。若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_________、________,两滑块的总动量大小为_________;碰撞后两滑块的总动量大小为_________。(用题目中已知的字母表示)
重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。
参考答案:
15. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题。
(1)在使用指针式多用电表测量某电阻的阻值时,若机械调零后将Ω选择开关拨至“×10”挡,发现指针偏转角度较小,则需要将Ω选择开关拨至________挡(选择“ⅹ1”或“×100”);拨到正确的挡位后,还需进行________调零,再去测量该电阻的阻值。
(2)欧姆表内部电路结构如上图(a)所示,当红黑表笔间接入不同的待测电阻Rx时,流过表头的电流I随R变化的图线如上图(b)所示,则=_____________。
参考答案:
(1). ×100 (2). 欧姆 (3). 1:4
【分析】
(1)选择倍率的原则是让指针指在刻度盘的中间位置附近,欧姆表的内部电源的正极与外部负极插孔相连,
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