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北京庞各庄中学高三物理上学期期末试卷含解析
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,一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面i表示入射角,则下列说法中不正确的是
A.当i>45°时会发生全反射现象
B.无论入射角是多大,折射角r都不会超过45°
C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射
D.当入射角i=arctan2时,反射光线跟折射光线恰好垂直
参考答案:
答案:A
2. 如图所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km,实际从A运动到B用时5min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是( )
A. 整个过程中赛车的平均速度为108km/s
B. 整个过程中赛车的平均速度为180km/s
C. 赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150km/s
D. 赛车经过路标C时瞬时速度方向为由A指向B
参考答案:
AC
已知赛车手行驶的位移和时间,利用得到行驶的平均速度,平均速率是路程比时间。位移为由初位置指向末位置的有向线段。
A、平均速度等于位移与时间的比值即,故A正确,B错误;
C、车内速度计指示的示数为150km/h,只有大小,没有方向,为瞬时速率,或瞬时速度的大小,故C正确;
D、赛车经过路标C时瞬时速度方向为C点的切线方向,故D错误
故选:AC。
【点睛】考查平均速度是由位移与时间的比值,平均速率是路程比时间。位移为初位置到末位置的有向线段。
3. (单选)如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道,轨道1是近地圆形轨道,2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点,B点是2轨道的远地点,卫星在轨道1的的运行速率为7.7km/s,则下列说法中正确的是( )
A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s
B.卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7km/s
C.卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度不同
D.卫星在3轨道所具有的机械能等于2轨道所具有的机械能
参考答案:
4. (多选)以下情景中,加点的人或物体可看成质点的是( )
A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B.计算在传送带上输送的工件数量
C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
参考答案:
选B、D。把物体看成质点的条件:物体的大小或形状对研究的问题没有影响,或者对研究问题的影响可以忽略时,物体就可以看作质点。研究火车通过长江大桥的时间不能把火车看成质点;B项中研究的是工件的数量,与工件的大小无关,故可将工件视为质点;研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,不能把翟志刚看成质点;用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时,可以把“武汉”舰看成质点。故应选B、D。
5. 两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上,将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点)的过程中,试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图所示,则下列判断正确的是
A.M点电势为零,N点场强为零
B.M点场强为零,N点电势为零
C.Q1带负电,Q2带正电,且Q2电荷量较小
D.Q1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较大
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. 一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连,通过打点计时器打下一系列点,从打下的点中选取若干计数点,如图中A、B、C、D、E所示,纸带上相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。现测出AB=2.20cm,AC=6.39cm,AD=12.59cm,AE=20.79cm,已知打点计时器电源频率为50Hz。
①打D点时,小车的瞬时速度大小为___ ____m/s(保留两位有效数字)。
②小车运动的加速度大小为___ ____m/s2(保留两位有效数字)。
③在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某同学设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止,本探究实验可以通过比较两小车的位移来得到两小车加速度关系。若测量得到两个小车的位移分别为x1和x2,设两个小车的加速度分别为a1和a2,上述四个物理量的关系式为______________________。
参考答案:
① 0.72 ② 2.0 ③
7. 新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星,运行周期为T,其中一颗大恒星的质量为M,另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为G。大、小两颗恒星的转动半径之比为_____________,两颗恒星相距______________。
参考答案:
1:3,
8. 一个氮14原子核内的核子数有______个;氮14吸收一个α粒子后释放出一个质子,此核反应过程的方程是________。
参考答案:
14,
9. 氢原子能级如图所示,则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子,该氢离子需要吸收的能量至少是 eV;一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中,可能辐射 种不同频率的光子。
参考答案:
13.6eV (3分) 3(3分)解析:要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该氢原子需要吸收的能量至少等于氢原子的电离能13.6eV。一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中,可能辐射2+1=3种不同频率的光子。
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. (4分)如图所示,河水的流速为4m/s,一条船要从河的南岸A点沿与河岸成30°角的直线航行到北岸下游某处,则船的开行速度(相对于水的速度)最小为 。
参考答案:
答案:
12. A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,若运行线速度之比是v1∶v2=1∶2,则它们运行的轨道半径之比为__________,所在位置的重力加速度之比为[jf21] __________。
参考答案:
4∶1,1∶16
13. 某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”,在实验室设计了一套如图甲所示的装置,图中A为小车,B打点计时器,C为弹簧测力计,P为小桶(内有沙子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为零点,顺次选取一系列点,分别测量这些点到零点之间的距离x,计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2-v02,弹簧秤的读数为F,小车的质量为m,然后建立△v2—x坐标系,通过描点法得到的图像是一条过原点的直线,如图乙所示,则这条直线的斜率的意义为___________.(填写表达式)
(2)若测出小车质量为0.4 kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N.
(3)另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F(弹簧秤读数)的关系图像,但由于忘记了平衡摩擦力,则他得出的结论是( )
参考答案:
2F/m 1 B
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_____的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
参考答案:
①S ③T 0刻线 ④ADC
15. 如图所示,电路中电表都是理想电表。某同学按此电路进行实验,将变阻器的滑动触片P移到不同位置,观察各电表的示数,记录下多组数据。关于该实验的下列说法中正确的是
A.通过实验,能够测定R2和R3的阻值,不能测定R1的阻值
B.通过实验,能够测定电源电动势E的大小,但不能测定电源内阻的值
C.若调节滑动变阻器时,电压表V2示数始终为零,其他三个电表读数有变化,可能原因是R1发生断路故障
D.若调节滑动变阻器时各电表示数均不变,可能原因是R2发生断路故障
参考答案:
ABD
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 拓展训练可以增强员工的团队意识和协作精神。图是拓展训练中的高空断桥示意图。队员跨越断桥后,在保险绳拉力作用下,由静止开始竖直向下降落地面。假设保险绳中串联一个拉力传感器,在队员下落过程中,传感器显示的拉力如图所示。已知队员下落过程先匀加速,然后匀速,最后匀减速,落地速度为零,F1-F2>F2-F3,求:(图中标示各量均为已知)
(1)队员的质量;
(2)队员下落过程的最大加速度;
(3)队员下落过程的最大速度;
参考答案:
解:(1)队员质量m= (4分)
(2)队员加速下落过程加速度大小 (2分)
队员减速下落过程加速度大小 (2分)
最大加速度大小 (2分)
(3)加速下落结束时速度最大
17. 如图所示,空间存在竖直向下的有界匀强磁场B,一单匝边长为L,质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上,在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场,当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力,线框ab边恰好到达磁场的右边界,然后将线框以ab边为轴,以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置.已知线框与桌面间动摩擦因数为μ,磁场宽度大于L,线框电阻为R,重力加速度为g,求:
(1)当ab边刚进入磁场时,ab两端的电压Uab;
(2)水平拉力F的大小和磁场的宽度d;
(3)匀速翻转过程中线框产生的热量Q.
参考答案:
(1)
(2),
撤去拉力后,线框匀减速运动,,
所以,
(3)线框在绕ab轴翻转过程中,,有效值,
产生焦耳热
18. 如图所示,半径为R,光滑半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m的小球以速度为v0从A点出发,经AB段进入半圆轨道,恰能通过最高点C点,AB段摩擦力恒定,动摩擦因数为μ。
求:(1)AB段的距离;
(2)从C点抛出后,落地点距B点的水平距离。
参考答案:
(1)(2)2R
(1)在C点,由牛顿第二定律可得,
由C至B,由动能定理可得
由A至B,由动能定理可得
联立以上3式可得=。
(2)从C点抛出后,小球做平抛运动,竖直方向有
水平方向有,解得x=2R.
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