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四川省内江市隆昌县第二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. 已知一颗质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动,运动周期为T1,该行星的自转周期为T2,万有引力常量为G。根据这些已知量可以求出( )
A.该行星到太阳的距离 B.卫星绕该行星运行的第一宇宙速度
C.该行星绕太阳运动的向心加速度 D.该行星的同步卫星的运动轨道半径
参考答案:
D
2. 中围自主研制的北斗二号系列卫星预计在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统.这个系统由三十几颗卫星组成,规划相继发射5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统.按照建设规划,201 2年左右,北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的导航、授时和短报文通信服务能力.2020年左右,建成覆盖全球的北斗卫星导航系统.发射地球同步卫星时,先将其送入近地轨道“l“(轨道半径r1,运行周期T1),然后通过变轨技术进入椭圆轨道“2“(轨道半长轴r2,周期T2),最后才定点进入同步轨道“3“(轨道半径r3,周期T3),P、Q分别为不同轨道的相切点,那么以下说法正确的是( )
A.
卫星分别在轨道“1“和轨道“2“上运行经过P点时的加速度不相等
B.
卫星分别在轨道“2“和轨道“3“上运行经过Q点时的速度相等
C.
卫星分别在轨道“2“和轨道“3“上运行经过Q点时的机械能相等
D.
参考答案:
D
解:A、根据牛顿第二定律和万有引力定律得:a=
所以卫星分别在轨道“1“和轨道“2“上运行经过P点时的加速度相等,故A错误
B、在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须万有引力小于卫星所需向心力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力,卫星在轨道3上经过Q点的速率大于在轨道2上经过Q点的速率,故B错误
C、卫星分别在轨道“2“和轨道“3“上运行经过Q点时重力势能相等,卫星在轨道3上经过Q点的速率大于在轨道2上经过Q点的速率,即卫星在轨道3上经过Q点的动能较大,
所以卫星在轨道3上经过Q点的机械能较大,故C错误
D、根据开普勒第三定律得,故D正确
故选D.
3. (单选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2 、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当电键S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( )
A.只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大, 电阻R3 中有向上的电流
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D.若断开电键S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动
参考答案:
4. 如右图所示,质量为m的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。则( )
A.当木板AB突然向下撤离后的瞬间,小球的加速度为0
B.当木板AB突然向下撤离后的瞬间,小球的加速度为大小为g,方向竖直向下
C.当木板AB突然向下撤离后的瞬间,小球的加速度为大小为,方向垂直木板向下
D.在木板AB撤离后的一小段时间内,小球的机械能减小
参考答案:
C
5. (多选)如图所示,甲、丙物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上,乙物体静止在水平面上。现增大水平外力F,三物体仍然静止,则下列说法正确的是( )
A.乙对甲的支持力一定增大
B.乙对甲的摩擦力一定增大
C.乙对地面的压力一定不变
D.甲对丙的摩擦力可能增大
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. 在如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r。滑动变阻器R3的滑片P从上端向下移动过程中,电压表的示数________;电流表的示数________(以上均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
参考答案:
答案:变大;变大
7. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。右图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中,闭合开关S一小段时间后,使工件(电介质)缓慢向左移动,则在工件移动的过程中,通过电流表G的电流 (填“方向由a至b”、 “方向由b至a”或“始终为零”)
参考答案:
.方向由a至b
8. 一个质量为70kg的人在电梯中用体重计称量,当电梯以4m/s2向下加速运动时,读数为 N,当电梯以4m/s2向下减速运动时,读数为 N。
参考答案:
420 980
9. (4分)如图所示为龙门吊车的示意图,质量为2t的均匀水平横梁,架在相距8m的A、B两面竖直墙上,一质量为3.2t的吊车停在横梁上距A墙3m处。不计墙的厚度和吊车的大小,则当吊车下端未悬吊重物时,A墙承受的压力等于______ N;若吊车将一质量为1.6t的重物P向上吊起,P到横梁的距离以d=H–2.5t2(SI)(SI表示国际单位制,式中H为横梁离地面的高度)规律变化时,A墙承受的压力等于______N。(g取10m/s2)
参考答案:
答案:3×104N、4.5×104N
10. 若地球的第一宇宙速度近似等于8km/s.某人造地球卫星离地面的高度等于地球半径,则它绕地球运行的速率大约为 4 km/s.若地球表面的重力加速度为10m/s2,该人造地球卫星绕地球运行的向心加速度 2.5 m/s2.
参考答案:
解:(1)人造地球卫星在圆形轨道上运行时,由万有引力提供向心力,则有:
G=m
解得,v==
对于地球的第一宇宙速度,即为:v1=
所以 v=v1=4km/s
(2)对人造地球卫星,根据牛顿第二定律得:
ma=G,
得加速度为a==
又mg=G
联立是两式得 a===2.5m/s2
故答案为:4,2.5.
11. 如图所示,一定质量的理想气体开始处于状态A,然后经状态B到状态C,A、C状态的温度相同。设气体在状态A和状态C的体积分别为VA和VC,在AB和BC过程中吸收或放出热量的大小分别为QAB和QBC,则VA VC,QAB QBC(选填“>”、“=”或“<”)。
参考答案:
>(2分);<
12. 长度为L=0.5m的轻质细杆,一端有一质量为m=3kg的小球,小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动,当小球通过最高点时速率为2m/s时,小球受到细杆的 力(填拉或支持),大小为 N,g取10m/s。
参考答案:
支持力,6
13. 我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音,这是声波的 现象;如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图,则其中水波的频率最大的是 图.
参考答案:
干涉, C
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
⑴先测电阻R1的阻值.先闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,再将S2切换到b,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=________.
⑵甲同学已经测得电阻R1=1.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的
图线,则电源电动势E= V,电阻R2= Ω.
参考答案:
⑴R1=⑵E= 2.0 V,电阻R2= 8.2 Ω.
解析:(1)当电压表接a时,测得是R两端电压;当电压表b时,测得是及R两端电压,由欧姆定律得
(2)由欧姆定律得,变形得代数解得E=2.0V 欧
15. 某同学用右图表盘所示的多用电表测量部分电子元件。
①用多用电表正确测量了一个约10的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是2k左右电阻。请选择以下必须的步骤,按操作顺序写出:________。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指零
B.将红表笔和黑表接触
C.把选择开关旋转到“1k”位置
D.把选择开关旋转到“×100”位置
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“0”刻度
F.用表笔接触约2k左右的电阻并测量
②若测量结果如图所示,则该电阻的测量值为____k
③该同学用该多用电表判断一个大容量的电容器是否漏电。他选择了“×10k”位置。将两表笔分别接触在电容器的两脚,发现指针有较大的偏转然后又缓慢回到电阻无穷大位置,则该电容是否漏电?________(答“是”或“否”)。
参考答案:
①DBEF ②1.9k ③否
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,此时这列波恰好传播到P点,且再经过1.2s,坐标为x=8m的Q点开始起振,求:
①该列波的周期T
②从t=0时刻到Q点第一次达到波峰时,振源O点相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s.
ks5u
参考答案:
①波速v= = =5m/s,(1分)
由v=得: T===0.4s(1分)
②t=0时刻O点沿y轴负向振动。
由t=0时刻至Q点第一次到达波峰,经历的时间t===1.5s=(3+)T,(3分)所以O在此过程中振动了(3+)T,则在Q点第一次到达波峰时,O点刚好到波峰,此时它的位移y=3cm; (2分)
它通过的路程s=3×4A+×4A=0.45m
17. 如图所示,水平面上有一长度L=4m的薄凹槽,长L1=2m、质最M=1kg的薄板放在凹槽右侧D点静止,水平面两侧各有一个R=0.5m的半圆轨道.D点右侧静止一质量m=0.98kg的小木块.现有一颗质量m0=20g的子弹以V0=100m/s的速度射入木块,共速后滑上薄板,板与木块间动摩擦因素μ=0.05,其余一切摩擦不计.若薄板每次与C、D面碰后速度立即减为0且与C、D而不粘连,重力加速g=10m/s2求:
(1)子弹与木块碰后共同的速度为多大?
(2)木块过圆弧B点时对B点压力为多大?
(3)木块最终停止时离 D 点多远?
参考答案:
解:(1)设子弹与木块的共同速度为v,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:m0v0=(m0+m)v ①
代入相关数据解得:v=2m/s
(2)木块滑上薄板后,木块的加速度,且方向向右.
薄板产生的加速度 ,且方向向左.
设经过时间t,木块与薄板共同速度v=2m/s运动
则:v﹣a1t=a2t③
此时木块与薄板一起运动的距离等于薄板的长度,④
故共速时,恰好在最左侧B点
此时木块过B点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:
N﹣(m+m0)g=(m+m0)⑤
此时木块的速度 v'=v﹣a1t ⑥
代入相关数据解得:N=12N
由牛顿第三定律知,木块过圆弧B点时对B点压力为12N.
(3)当木块再由C处滑上薄板时,设经过t1共速,此时薄板的加速度为a3
则:v﹣a1t﹣a1t1=a3t1 ⑦
此时
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