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2022年河北省廊坊市史安县博文私立中学高三物理测试题含解析
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. 从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球,经过时间t皮球落回地面,落地时皮球速度的大小为v2。已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,重力加速度大小为g。下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解t,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,t的合理表达式应为( )
A. B.
C. D.
参考答案:
C
2. (单选题)倾角为30°的长斜坡上有C、O、B三点,CO = OB = 10m,在O点竖直地固定一长10 m的直杆AO。A端与C点间连有一光滑的钢绳,且穿有一钢球(视为质点),将此球从A点由静止开始沿钢绳滑到钢绳末端,如图所示,则小球在钢绳上滑行的时间tAC为(取g = 10m/s2)( )
A.2s B.s C.1s D.4s
参考答案:
A
3. 如图所示,一根上粗下细(上下两段各自粗细均匀)的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端有一段水银柱封闭了一定质量的理想气体。现对封闭气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则下图中的图线最接近被封闭气体体积V和热力学温度T关系的是( )
参考答案:
A
4. 某机器内有两个围绕各自固定轴匀速转动的铝盘A、B,A盘上固定一个信号发射装置P,能持续沿半径向外发射红外线,P到圆心的距离为28cm。B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q,Q到圆心的距离为16cm。P、Q转动的线速度均为4π m/s。当P、Q正对时,P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口,如图所示,则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值为( )
(A)0.42s (B)0.56s (C)0.70s (D)0.84s
参考答案:
B
5. (多选)如图所示,某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处.滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图所示.以下判断正确的是( )
A.图线与纵轴的交点M的值aM=﹣g B.图线与横轴的交点N的值TN=mg
C.图线的斜率等于物体的质量m D.图线的斜率等于物体质量的倒数1/m
参考答案:
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像..
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:对货物受力分析,受重力和拉力,根据牛顿第二定律求出加速度的一般表达式进行分析.
解答:解:对货物受力分析,受重力mg和拉力T,根据牛顿第二定律,有
T﹣mg=ma
a=﹣g
作出加速度与拉力T的关系图象如下图
A、当T=0时,a=﹣g,即图线与纵轴的交点M的值aM=﹣g,故A正确;
B、当a=0时,T=mg,故图线与横轴的交点N的值TN=mg,故B正确;
C、D、图线的斜率表示质量的倒数,故C错误,D正确;
故选ABD.
点评:本题关键是根据牛顿第二定律求出加速度的一般表达式进行讨论.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 某同学用DIS系统在实验室做“单摆的周期T与摆长L的关系”实验,通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图像,由图可知,
两次实验中单摆的频率之比= ▲ ;
两单摆摆长之比 ▲ .
参考答案:
4:3 (2分); 9:16
7. 半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一点,在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时,半径OA方向恰好与v的方向相同,如图所示,若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,重力加速度为g,则小球抛出时距O的高度h= ,圆盘转动的角速度大小ω= (n=1、2、3…) .
参考答案:
考点:
匀速圆周运动;平抛运动.
专题:
匀速圆周运动专题.
分析:
小球做平抛运动,小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,根据水平位移求出运动的时间,根据竖直方向求出高度.圆盘转动的时间和小球平抛运动的时间相等,在这段时间内,圆盘转动n圈.
解答:
解:小球做平抛运动,小球在水平方向上做匀速直线运动,则运动的时间t=,
竖直方向做自由落体运动,则h=
根据ωt=2nπ得:(n=1、2、3…)
故答案为:;(n=1、2、3…).
点评:
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,以及知道圆盘转动的周期性.
8. 一条悬链长7.2m,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气阻力.则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是 0.54s (g取10m/s2)
参考答案:
解:设链条的长度为L,悬链的下端到P点的距离是h,经t1链条的下端经过P点,
则;
;
经t2链条的上端经过P点,此时悬链的总位移是h+L,则:h+L=gt22,
;
整条悬链通过悬点正下方12.8m处的P点所需的时间:△t=t2﹣t1=1.6s﹣1.06s=0.54s;
故答案为:0.54s
9. 某种单色光在真空中的波长为,速度为c,普朗克恒量为h,现将此单色光以入
射角i由真空射入水中,折射角为r,则此光在水中的波长为_______,每个光子在水中的
能量为______。
参考答案:
;
10. 用电磁打点计时器、水平木板(包括定滑轮)、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图,该图中有4处错误,它们分别是:
①___________________________;②___________________________;
③___________________________;④___________________________。
(2)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m= kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ= (重力加速度g取10m/s2)。
参考答案:
11. 一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,已知引力常量为G,则该星球的质量表达式为 。
参考答案:
12. (4分)一水平传送带保持2m/s的速度顺时针转动,某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,传送带两轮轮心间的距离为3m,则物块运动到传送带最右端的时间为______s;此过程中摩擦力对物块的冲量大小为 。(g取)
参考答案:
答案:2 1 (每空2分)
13. 如图所示,质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞,碰后A球以的速率反向弹回,而B球以的速率向右运动,则B的质量mB=_______;碰撞过程中,B对A做功为 。
参考答案:
4.5m -3mv02/8
动量守恒:;动能定理:。
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况,图11所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出),相邻计数点间有4个点迹未画出。(打点计时器每隔0.02s打出一个点)
(1)为研究小车的运动,此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF……等各段纸带剪下,将剪下的纸带一端对齐,按顺序贴好,如图12所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。
方法:
(2)在图11中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm,则打下点迹A时,小车运动的速度大小是_______m/s,小车运动的加速度大小是_______m/s2。(本小题计算结果保留两位有效数字)
参考答案:
(1)连接纸带左上角(上方中点或纸带中点)为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。(写出一条即可)(2分) (2)0.74(3分),0.63(3分)
(2) 根据匀变速直线运动的推论可得,T=0.1s,a=。代入数据即可解答。
15. 用20分度的游标卡尺测量物体的长度时游标尺所在位置如图所示,物体的长度为________ cm。
参考答案:
游标卡尺的主尺读数为11mm,游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×12mm=0.60mm,所以最终读数为:主尺读数+游标尺读数=11mm+0.60mm=11.60mm=1.160cm。
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (8分)2008年9月25日21点10分,我国成功发射了“神舟”七号载人飞船。当飞船在距地面一定高度的圆形轨道上运行一段时间后,航天员翟志刚圆满完成了太空舱外活动。若地球表面的重力加速度大小为g,地球半径为R,飞船绕地球做匀速圆周运动时其轨道距地面的高度为h,不计地球自转的影响,求:
(1)飞船绕地球运动的加速度大小;
(2)飞船绕地球运动的周期。
参考答案:
解析:
(1)飞船在圆轨道上做匀速圆周运动,地球对飞船的万有引力提供飞船所需向心力。设飞船绕地球运行的加速度大小为a,根据万有引力定律和牛顿第二定律,有
=ma ① (2分)
物体在地球表面上受到的万有引力近似等于物体受到的重力,即
② (1分)
由①②得 a=g ③ (1分)
(2)设飞船绕地球运行的周期为T,根据万有引力定律和牛顿第二定律,有
④ (2分)
由②④得 T= ⑤ (2分)
17. 登山运动中,小张用100 min(分钟)由宿营地X爬到山顶Y。在山道上通过的路程是2400 m ,相对于X升高了1200 m,如下图所示.
(1) 小张由X运动到Y总的位移的大小?
(2) 计算他爬山的平均速度的大小.
(3) 他的朋友小李从Z点爬山,比小张晚20 min开始,平均速率为0. 5 ms ,还比小张早20 min到达山顶,问小李由Z爬到Y共通过了多少路程?
参考答案:
(1)
(2)
(3)
18. 如图所示,足够长的金属直导轨MN和PQ与阻值为R的电阻相连,平行地固
定在水平桌面上,导轨间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场,导轨
的电阻不计。金属直杆ab垂直于导轨MN和PQ放置,其质量为m,
电阻为r,金属直杆ab与导轨间的动摩擦因数为。现用水平恒
力F向右拉杆ab,使之由图中位置从静止开始水平向右运动,杆
ab在运动过程中始终与两条直导轨垂直且保持良好接触。经时间t
后,ab杆开始做匀速直线运动,此时理想电压表的示数为U(己知重力加速度
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