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江西省吉安市春风中学2022年高三物理联考试卷含解析
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. 上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000 m,最小转弯处半径也达到1300 m,近距离用眼睛看线路几乎是一条直线。一位质量为50 kg的乘客坐在以100 m/s的速率运行的车厢内,随车驶过半径为2500 m的转弯处时,下列说法正确的是
A.乘客可能受到重力、车厢对乘客的支持力和摩擦力
B.乘客一定受到重力、向心力、车厢对乘客的支持力和摩擦力
C.乘客所需向心力的大小为200 N
D.乘客受到车厢作用力的大小为200 N
参考答案:
AC
根据圆周运动向心力公式得:F向=m=50×N=200N,选项C正确。若轨道水平,则此向心力由车厢对乘客的摩擦力提供,A正确B错误,若轨道倾斜,对人进行受力分析,如图所示:
FN==539N,D错误。
2. 质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图3所示.重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为
A.18 m B.54 m
C.72 m D.198 m
参考答案:
B
3. 阿联酋迪拜哈利法塔,原名迪拜塔,塔高828m,也被称为世界第一高楼。楼层总数162层,配备56部电梯,最高速可达17.4m/s。游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,其加速度a与时间t的关系如图所示。下列相关说法正确的是( )
A. t=6s时,电梯处于失重状态
B. 7s~53s时间内,绳索拉力最小
C. t=59s时,电梯处于超重状态
D. t=60s时,电梯速度恰好为0
参考答案:
D
【详解】根据a﹣t图象可知当t=6s时刻电梯的加速度向上,电梯处于超重状态。故A错误;
53s~55s时间内,加速度的方向向下,电梯处于失重状态,绳子的拉力小于重力;而7~53s时间内,a=0,电梯处于平衡状态,绳索拉力等于电梯的重力,应大于电梯失重时绳索的拉力,所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误;
t=59s时,电梯减速向上运动,a<0,加速度方向向下,电梯处于失重状态,故C错误;
根据a﹣t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量,由几何知识可知,60s内a﹣t图象与坐标轴所围的面积为0,所以速度的变化量为0,而电梯的初速度为0,所以t=60s时,电梯速度恰好为0.故D正确。
4. 用一根细线悬挂一个质量大、直径小的小球,当细线的质量和小球的尺寸完全可以忽略时,把这个装置叫单摆,这里的物理科学方法是 ( )
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想模型法 D.比值定义法
参考答案:
C
5. (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:
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 倾角为30°的直角三角形底边长为2l,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨.现在底边中点O处固定一正电荷Q,让一个质量为m、带正电的点电荷q沿斜边顶端A滑下(不脱离斜面).测得它滑到斜边上的垂足D处时速度为υ,加速度为a,方向沿斜面向下.该点电荷滑到斜边底端C点时的速度υc= ,加速度ac= g﹣a .(重力加速度为g)
参考答案:
考点:
电势差与电场强度的关系.
专题:
电场力与电势的性质专题.
分析:
根据几何知识分析得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,三点的电势相等,电荷q从D到C过程中只有重力做功,根据动能定理求出质点滑到斜边底端C点时的速度.分析质点q在C点的受力情况,根据牛顿第二定律和库仑定律求出质点滑到斜边底端C点时加速度.
解答:
解:由题,BD⊥AC,O点是BC的中点,根据几何知识得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,三点在点电荷Q产生的电场中是等势点,所以,q由D到C的过程中电场中电场力作功为零.
由动能定理得:mgh=
而h==,所以vC=
质点在D点受三个力的作用;电场F,方向由O指向D点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有
mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①
质点在C受三个力的作用;电场F,方向由O指向C点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有
mgsin30°+Fcos30°=maC…②
由①②解得:aC=g﹣a.
故答案为:;g﹣a.
点评:
本题难点在于分析D与C两点电势相等,根据动能定理求速度、由牛顿第二定律求加速度都常规思路.
7. 已知U有一种同位素,比U核多3个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变,放出的粒子的速度大小为v0。
① 试写出衰变的核反应方程___________________(产生的新核的元素符号可用Y表示);
② 衰变后的残核初速度大小为____________ ___
参考答案:
① U→Y+He; ②
8. 如图所示,是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s,则振动的周期为 s,x=1.0m处质点的振动方向沿 (填 “y轴正方向”或 “y轴负方向”),x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为 cm.
参考答案:
9. (5分)长度为的质量分布不均的木棒, 木棒用细绳悬挂在水平天花板上而处于水平位置,细绳与天花板间的夹角分布为,如图所示,则木棒的重心离右端的距离为 。
参考答案:
解析:该题是质量分布不均的木棒,其重心位置未知,无法直接求重心离右端的距离。根据三力汇交原理,木棒受两细绳和重力三个力作用,这三个力必然交于一点,如图所示,则点为重心位置。设,。由几何关系则有:, ,可求得。
10. 光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向 ,且入射角等于或大于 。
参考答案:
答案:全反射 光疏介质 临界角
解析:“光纤通信”就是利用了全反射的原理。这里的光纤就是光导纤维的简称。发生全反射现象的条件是:光从光密介质射入光疏介质,且入射角等于或大于临界角。
11. 为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合外力成正比”,一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中.
(1)在图乙中作出a-F图线.
(2)由a-F图线可以发现,该组同学在实验操作中遗漏了____________这个步骤.
(3)根据a-F图线可以求出系统的质量是________(保留两位有效数字).
参考答案:
12. 如图所示为氢原子的能级图,n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中,将 (填“吸收”或“放出”)光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应,则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中,有 种频率的光子能使该金属产生光电效应。
参考答案:
吸收 (填“吸收”或“放出”); 5
13. 为了“验证牛顿运动定律”,现提供如图所示的器材:A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量.请思考探究思路并回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法?_______________________________.
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m的数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
小车加速度a/m·s-2
0.78
0.38
0.25
0.20
0.16
小车质量m/kg
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
根据上述实验数据,用计算机绘制出a—m图象如图所示:
通过对图象(图甲)的观察,可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是:a∝m-1、a∝m-2、a∝m-3、…,为了验证猜想,请在图乙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象.
(3)
在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是________________________________________________________.
参考答案:
(1)把木板的右端(或安装打点计时器的那端)适当垫高,以平衡摩擦力
(2)如图所示
(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学用如图1所示的装置研究匀变速直线运动的规律.
(1)实验开始前 不需要 (填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,实验中 不需要 (填“需要”或“不需要”)保证悬挂的钩码质量要远小于小车的质量.
(2)实验中,从打出的多条纸带巾选取一条合适的纸带(图2),并在其上取了O,A,B,C,D,E,F共7个计数点,(每相邻两个计数点间还有四个计时点未画出)用刻度尺测出 A,B,C,D,E,F六个计数点到O点的距离并填在下面的表格中
线段
OA
OB
OC
OD
OE
OF
数据/cm
0.54
1.53
2.92
4.76
7.00
9.40
打点计时器所用交流电的频率为50Hz,则打点C时小车的速度为 0.16 m/s,小车运动的加速度为 0.40 ms2,从释放小车到打点C时,小车运动的时间为 0.40 s(结果都保留两位有效数字).
(3)若小车的质量为M=450g.打(2)问巾纸带时悬挂钩码的质量为m=50g,不计线与滑轮的摩擦,重力加速度g=l0m/s2,则小车运动过程巾所受阻力为 0.3 N.
参考答案:
考点:
探究小车速度随时间变化的规律..
分析:
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.根据牛顿第二定律分析钩码和小车求解小车运动过程巾所受阻力.
解答:
解:(1)本实验只要保证小车能做匀变速运动即可,不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力,该实验不需要知道小车的合力,即不需要应使钩码质量远小于小车质量.
(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动中时间中点的
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