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內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市馬蹄營子職業(yè)高中2021-2022學(xué)年高三物理期末試題含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.(多選)如圖所示,一絕熱容器被隔板K分隔成a、b兩部分。已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體,b內(nèi)為真空。抽開隔板K后,a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中:A.氣體對(duì)外界做功,內(nèi)能減少
B.氣體不做功,內(nèi)能不變C.氣體壓強(qiáng)變小,溫度降低
D.氣體壓強(qiáng)變小,溫度不變參考答案:BD2.火警的報(bào)警系統(tǒng)通常利用镅(Am)衰變成镎(Np)時(shí)放出的一種很容易被空氣阻隔的新粒子,這種粒子是A.He
B.H
C.n
D.e參考答案:A3.(單選)把水星和金星繞太陽的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng).從水星與金星和太陽在一條直線上開始計(jì)時(shí),若測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)水星、金星轉(zhuǎn)過的角度分別為θ1、θ2(均為銳角),則由此條件可求得水星和金星()A.質(zhì)量之比B.繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比C.繞太陽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比D.受到太陽的引力之比參考答案:考點(diǎn):萬有引力定律及其應(yīng)用.專題:萬有引力定律的應(yīng)用專題.分析:相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為θ1;金星轉(zhuǎn)過的角度為θ2,可知道它們的角速度之比,繞同一中心天體做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力提供向心力,可求出軌道半徑比,由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系,故不能計(jì)算它們繞太陽的動(dòng)能之比,也不能計(jì)算它們受到的太陽引力之比.解答:解:A、水星和金星作為環(huán)繞體,由題可求出周期或角速度之比,但無法它們求出質(zhì)量之比,故A錯(cuò)誤.B、相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為θ1;金星轉(zhuǎn)過的角度為θ2,可知道它們的角速度之比,根據(jù)萬有引力提供向心力:解得:r=,知道了角速度比,就可求出軌道半徑之比,即到太陽的距離之比.故B正確.C、由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系,故不能計(jì)算它們繞太陽的動(dòng)能之比,故C錯(cuò)誤.D、由于不知道水星和金星的質(zhì)量關(guān)系,故不能計(jì)算它們受到的太陽引力之比,故D錯(cuò)誤.故選:B點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力:以及知道要求某一天體的質(zhì)量,要把該天體放在中心天體位置,放在環(huán)繞天體位置,被約去,求不出來.4.如圖所示,水平面上從B點(diǎn)往左都是光滑的,從B點(diǎn)往右都是粗糙的。質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)小物塊甲和乙(可視為質(zhì)點(diǎn)),在光滑水平面上相距L以相同的速度同時(shí)開始向右運(yùn)動(dòng),它們?cè)谶M(jìn)入粗糙區(qū)域后最后靜止。若它們與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,設(shè)靜止后兩物塊間的距離為s,甲運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t1、乙運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t2,則以下說法中正確的是(
)(A)若M=m,則s=L(B)無論M、m取何值,總是s=0(C)若M=m,則t1=t2(D)無論M、m取何值,總是t1<t2
參考答案:BD5.(多選題)如圖甲所示,A、B兩個(gè)物體疊放在水平面上,B的上下表面均水平,A物體與一拉力傳感器相連接,連拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平.從t=0時(shí)刻起.用一水平向右的力F=kt(k為常數(shù))作用在B物體上.力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示.已知k、t1、t2,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.據(jù)此可求()A.A、B之間的最大靜摩擦力B.水平面與B之間的滑動(dòng)摩擦力C.A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μABD.B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ參考答案:AB【考點(diǎn)】摩擦力的判斷與計(jì)算;力的合成與分解的運(yùn)用.【分析】依據(jù)圖乙所示,即可判定A、B的狀態(tài),確定A、B之間是靜摩擦力,還是滑動(dòng)摩擦力.結(jié)合滑動(dòng)摩擦力公式分析.【解答】解:A、0﹣t1內(nèi),A不受水平拉力,說明水平面對(duì)B的靜摩擦力沒有達(dá)到最大值,t1﹣t2內(nèi)力傳感器的示數(shù)逐漸增大,說明水平面對(duì)B的靜摩擦力達(dá)到最大值,B對(duì)A有向右有靜摩擦力,t2時(shí)刻后力傳感器的示數(shù)不變,說明B相對(duì)A向右運(yùn)動(dòng),A受到滑動(dòng)摩擦力,則t2時(shí)刻A、B之間的靜摩擦力達(dá)到最大值,且為fmax=kt2.故A正確.B、由于B運(yùn)動(dòng)后A靜止不動(dòng),則A、B間有滑動(dòng)摩擦力,等于kt2.故B正確.C、由于A對(duì)B的壓力不能求出,所以不能求出A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μAB.故C錯(cuò)誤.D、B對(duì)水平面的壓力求不出來,因此不能求出B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù).故D錯(cuò)誤.故選:AB二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.如圖所示,在帶電量為Q的點(diǎn)電荷B的電場(chǎng)中,質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷A僅在電場(chǎng)力作用下以速度v繞B沿順時(shí)針方向作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則B帶_____(選填“正”或“負(fù)”)電,電荷A作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=__________。(靜電力常量為k)參考答案:答案:正,7.如圖,在:半徑為2.5m的光滑圓環(huán)上切下一小段圓弧,放置于豎直平面內(nèi),兩端點(diǎn)距最低點(diǎn)高度差H為1cm。將小環(huán)置于圓弧端點(diǎn)并從靜止釋放,小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為____s,在最低點(diǎn)處的加速度為____m/s2。(取g=10m/s2)參考答案:0.785
0.08小環(huán)運(yùn)動(dòng)沿圓弧的運(yùn)動(dòng)可類比于單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),小環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)所需的最短時(shí)間為t=T/4==0.785s。由機(jī)械能守恒定律,mgH=mv2,在最低點(diǎn)處的速度為v=。在最低點(diǎn)處的加速度為a===0.08m/s2。
8.如圖甲所示,小車開始在水平玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng),緊接著在水平薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)(小車剛駛上粗糙的薄布面瞬間有一碰撞過程,動(dòng)能有所減少).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶及相鄰兩點(diǎn)間的距離(單位:cm)如圖乙所示,紙帶上相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.02s.則小車在水平玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng)的速度是m/s;小車在薄布面上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小是m/s2,初速度是m/s.參考答案:0.9
5
0.85考點(diǎn):測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度..專題:實(shí)驗(yàn)題.分析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上某點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。妹椟c(diǎn)法作出v﹣t圖象,根據(jù)圖象求出小車在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)速度.解答:解:勻速運(yùn)動(dòng)的速度等于位移除以時(shí)間設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度分別為v1、v2、v3、v4、v5,則有v1=cm/s=75cm/s=0.75m/s,v2=cm/s=65cm/s=0.65m/s,v3=cm/s=55cm/s=0.55m/s,v4=cm/s=45cm/s=0.45m/s,v5=cm/s=35cm/s=0.35m/s;以速度為縱坐標(biāo),以時(shí)間為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系.用描點(diǎn)法作出小車在薄布面上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v﹣t圖象.將圖象延長,使其與縱軸相交,如圖所示.由圖象可知,小車做減速運(yùn)動(dòng)的加速度為5m/s2,初速度為0.85m/s.故答案為:0.9;5;0.85.點(diǎn)評(píng):要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力,在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用.9.(4分)正弦交流電源與電阻R、交流電壓表按圖1所示的方式連接,R=10Ω,交流電表的示數(shù)是20V,圖2是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象,則通過R的電流的最大值是_______A;在1s內(nèi)出現(xiàn)電流最大值的次數(shù)有_______次。參考答案:;10010.(3-5模塊)(3分)如圖所示是使用光電管的原理圖。當(dāng)頻率為ν的可見光照射到陰極K上時(shí),電流表中有電流通過。如果將變阻器的滑動(dòng)端P由A向B滑動(dòng),通過電流表的電流強(qiáng)度將會(huì)___▲__(填“增加”、“減小”或“不變”)。當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí),電壓表的讀數(shù)為U,則光電子的最大初動(dòng)能為____▲__(已知電子電量為e)。如果不改變?nèi)肷涔獾念l率,而增加入射光的強(qiáng)度,則光電子的最大初動(dòng)能將_____▲____(填“增加”、“減小”或“不變”)。參考答案:答案:減小,,不變11.某探究小組為了測(cè)定重力加速度,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置.工型擋光片懸掛于光電門的正上方,釋放擋光片后,工型擋光片豎直下落,它的兩臂A、B依次通過光電門,光電計(jì)時(shí)器記錄A、B分別通過光電門的時(shí)間.(1)用圖乙游標(biāo)卡尺測(cè)量工型擋光片的兩臂A、B的寬度d1和d2,某次用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量A的寬度d1時(shí)如圖所示,則臂A的寬度d1為_____mm.(2)若計(jì)時(shí)器顯示臂A、B通過光電門的時(shí)間分別為t1和t2,則臂A、B通過光電門的速度表達(dá)式分別為____、____.(3)若測(cè)得臂A、B之間的距離為L(L遠(yuǎn)大于d1、d2),用以上測(cè)量量表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式為____.參考答案:
(1).(1)3.35,
(2).(2)
(3).
(4).(3).試題分析:游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀;根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)平均速度等于瞬時(shí)速度,求出壁A、B通過光電門的速度;結(jié)合速度位移公式求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋猓海?)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為3mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×7mm=0.35mm,則最終讀數(shù)為3.35mm.(2)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小,可知壁A通過光電門的速度,.(3)根據(jù)速度位移公式得,,解得g=.故答案為:(1)3.35,(2),(3).點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道極短時(shí)間的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小,以及掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法,注意不需要估讀.12.如圖所示,一豎直輕桿上端可以繞水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,力F=mg垂直作用于輕桿的中點(diǎn),使輕桿由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),若轉(zhuǎn)動(dòng)過程保持力F始終與輕桿垂直,當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ=30°時(shí),小球的速度最大;若輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,力F的方向始終保持水平方向,其他條件不變,則輕桿能轉(zhuǎn)過的最大角度θm=53°.參考答案:【考點(diǎn)】:動(dòng)能定理的應(yīng)用;向心力.【專題】:動(dòng)能定理的應(yīng)用專題.【分析】:(1)由題意可知:F始終對(duì)桿做正功,重力始終做負(fù)功,隨著角度的增加重力做的負(fù)功運(yùn)來越多,當(dāng)重力力矩等于F力矩時(shí)速度達(dá)到最大值,此后重力做的負(fù)功比F做的正功多,速度減?。唬?)桿轉(zhuǎn)到最大角度時(shí),速度為零,根據(jù)動(dòng)能定理即可求解.:解:(1)力F=mg垂直作用于輕桿的中點(diǎn),當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ時(shí),重力力矩等于F力矩,此時(shí)速度最大,則有:mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°(2)桿轉(zhuǎn)到最大角度時(shí),速度為零,根據(jù)動(dòng)能定理得:mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL(1﹣cosθ)=0﹣0解得:θ=53°故答案為:30°;53°【點(diǎn)評(píng)】:本題主要考查了力矩和動(dòng)能定理得直接應(yīng)用,受力分析是解題的關(guān)鍵,難度適中.13.(5分)如圖所示在真空中XOY平面的X>0區(qū)域內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向與XOY平面垂直,在X軸上P(10,0)點(diǎn),有一放射源,在XOY平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射速度V=1.0×105m/S的帶正電的粒子粒子質(zhì)量m=1.0×10-26Kg粒子的帶電量為q=1.0×10-18C,則帶電粒子打到y(tǒng)軸上的范圍為_____(重力忽略)參考答案:
答案:-10cm~17.3cm
三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.2004年1月25日,繼“勇氣”號(hào)之后,“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星.人類為了探測(cè)距離地球大約3.0×105km的月球,也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測(cè)器.它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào),探測(cè)器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一只是備用的),這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2,某次探測(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再避開障礙物.此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作.下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù):
已知控制中心的信號(hào)發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快.科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問:(1)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令?(2)假如你是控制中心的工作人員,采取怎樣的措施?加速度滿足什么條件?請(qǐng)計(jì)算說明.
參考答案:(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令,啟動(dòng)另一個(gè)備用減速器,加速度a>1m/s2,便可使探測(cè)器不與障礙物相碰.
15.如圖甲所示,斜面傾角為θ=37°,一寬為d=0.65m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框,線框沿斜面下滑,下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行。取斜面底部為重力勢(shì)能零勢(shì)能面,從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示,圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg,電阻為R=0.06Ω.(取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,
cos37°=0.8)求:(1)線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t:(3)線框穿越磁場(chǎng)的過程中,線框中的最大電功率Pm。參考答案:0.5;1/6s;0.54W【詳解】(1)由能量守恒定律,線框減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做功,則其中x1=0.36m;解得μ=0.5(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力做的功,機(jī)械能均勻減小,因此安培力也是恒力,線框做勻速運(yùn)動(dòng),速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中
x2為線框的側(cè)邊長,即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中運(yùn)動(dòng)的距離,可求出x2=0.2m,則(3)線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大,線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí):可得FA=0.2N又因?yàn)榭傻脤2、B2L2帶入可得:四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.某種發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖甲,永磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形,它與圓柱形鐵芯之間的窄縫間形成如圖所示B=0.5T的磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中有一個(gè)如圖乙所示的U形導(dǎo)線框abcd.已知線框ab和cd邊長均為0.2m,bc邊長為0.4m,線框以ω=200πrad/s角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).(1)從bc邊轉(zhuǎn)到圖甲所示正上方開始計(jì)時(shí),求t=2.5×10﹣3s這一時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,并在給定的坐標(biāo)平面內(nèi)畫出ad兩點(diǎn)電勢(shì)差Uad隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線.(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,Uad正值表示Ua>Ud)(2)如將此電壓加在圖丙所示的豎直放置的平行金屬板上,且電動(dòng)勢(shì)為正時(shí)E板電勢(shì)高,讓一質(zhì)量為m=6.4×10﹣13kg,電量為q=3.2×10﹣10C的帶正電微粒從時(shí)刻開始由E板出發(fā)向F板運(yùn)動(dòng),已知EF兩板間距L=0.5m,粒子從E運(yùn)動(dòng)到F用多長時(shí)間?(粒子重力不計(jì))參考答案:解:(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,bc邊始終和磁場(chǎng)方向垂直,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,設(shè)t=2.5×10﹣3s的感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E:E=BL2?L1ω…①帶入數(shù)據(jù)得:E=25V…②線框轉(zhuǎn)動(dòng)的周期:,根據(jù)安培定則,從t=0開始,內(nèi)Uad為正值,內(nèi)Uad為負(fù)值,圖象如圖,t=2.5×10﹣3s這一時(shí)刻線框轉(zhuǎn)動(dòng),所以線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為25V.(2)在EF上加電壓后,板間產(chǎn)生強(qiáng)度E不變,方向交替變化的勻強(qiáng)電場(chǎng),微粒時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)情況如圖,設(shè)微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a,則有:…③其中…④…⑤…⑥微粒在一個(gè)周期內(nèi)前進(jìn)的距離S=2S1﹣2S1…⑦由③④⑤⑥各式得:S=0.125m由于粒子做往復(fù)運(yùn)動(dòng),所以實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于4T,設(shè)運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t,t=3T+2×0.3T﹣△t…⑧其中△t滿足:…⑨由以上各式t=3.32×10﹣2s…⑩答:(1)t=2.5×10﹣3s這一時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為25V,ad兩點(diǎn)電勢(shì)差Uad隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線如圖.(2)粒子從E運(yùn)動(dòng)到F用的時(shí)間為3.32×10﹣2s.【分析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=BSω直接求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;通過右手定則確定ad兩點(diǎn)間的電勢(shì)高低,從而判斷開始時(shí)ad間電勢(shì)的高低,由圖示電場(chǎng)知線框轉(zhuǎn)過π弧度ag間電勢(shì)將反向,根據(jù)已知的角速度可以求出電勢(shì)變化的時(shí)間.(2)抓住開始時(shí)的時(shí)間,在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi):根據(jù)圖象知,在t0=6.00×10﹣3s時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)為正的,粒子將向Y板做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T﹣t0然后再向Y板做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.004s時(shí)速度減為0.然后再向X板勻加速0.001s,在緊接著的0.001s內(nèi)粒子將向X板勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為0,然后進(jìn)入第二個(gè)運(yùn)動(dòng)周期.根據(jù)分段運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)求出每個(gè)周期前進(jìn)的距離,根據(jù)已知位移從而求出時(shí)間即可.17.如圖所示,水平桌面的右端有一質(zhì)量為m的物
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