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河北省衡水市沙洼中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、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1.一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則質(zhì)點(diǎn)的速度
A.若x方向始終勻速,則y方向先加速后減速B.若x方向始終勻速,則y方向先減速后加速C.若y方向始終勻速,則x方向先減速后加速D.若y方向始終勻速,則x方向先加速后減速參考答案:BD2.如圖所示,一木塊受到一水平力F作用靜止于斜面上,此力F的方向與斜面底邊平行,如果將力F撤掉,下列對(duì)木塊的描述正確的是()A.木塊將沿斜面下滑 B.木塊受到的摩擦力變小C.木塊即獲得加速度 D.木塊所受的摩擦力方向不變參考答案:B【考點(diǎn)】牛頓第二定律;力的合成與分解的運(yùn)用.【分析】將木塊所受的重力分解為垂直于斜面方向和沿斜面方向,在垂直于斜面的平面內(nèi)分析受力情況,根據(jù)平衡條件分析摩擦力大小和方向如何變化.【解答】解:設(shè)木塊的重力為G,將木塊所受的重力分解為垂直于斜面方向和沿斜面向下方向,沿斜面向下的分力大小為Gsinθ,如圖,在斜面平面內(nèi)受力如圖.力F未撤掉時(shí),由圖1根據(jù)平衡條件得,靜摩擦力大小f1=,力F撤掉時(shí),重力分力Gsinθ<,所以木塊仍保持靜止.由圖2,根據(jù)平衡條件得f2=Gsinθ,所以木塊受到的摩擦力變?。蓤D看出,木塊所受的摩擦力方向發(fā)生了改變.故選B3.(多選)如圖所示,理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化、內(nèi)阻為r的交流電源上,輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載,變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為。如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大,則下列說(shuō)法正確的是A.交流電源的效率為50%
B.電流表的讀數(shù)為C.負(fù)載上消耗的熱功率為
D.該交流電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為參考答案:AB4.(單選)豎直起飛的火箭在推力F的作用下產(chǎn)生10m/s2的加速度,若推動(dòng)力增大到2F,則火箭的加速度將達(dá)到(g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力)(
)
A.20m/s2
B.25m/s2
C.30m/s2
D.40m/s2參考答案:C5.如圖所示,一根跨越光滑定滑輪的輕繩,兩端各有一雜技演員(可視為質(zhì)點(diǎn)),a站于地面,b從圖示的位置由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩始終處于伸直狀態(tài),當(dāng)演員b擺至最低點(diǎn)時(shí),a剛好對(duì)地面無(wú)壓力,則演員a質(zhì)量與演員b質(zhì)量之比ma:mb為
A、1:1
B、2:1
C、3:1
D、4:1參考答案:二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.“用DIS測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度”實(shí)驗(yàn)中,使用的傳感器是____________傳感器。小王同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)器材研究某物體沿X軸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)物體所處的坐標(biāo)X與時(shí)間t滿足X=t3-2t(單位均是SI制單位),則該物體在第2秒末的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)___________m/s。
參考答案:光電門
10
7.如圖所示,質(zhì)量m=0.10kg的小物塊,在粗糙水平桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)距離l=1.4m后,以速度v=3.0m/s飛離桌面,最終落在水平地面上。已知小物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.25,桌面高h(yuǎn)=0.45m,g取10m/s2.則小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s=
m,物塊的初速度v0=
m/s。參考答案:0.904.08.一顆衛(wèi)星繞某一星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星的軌道半徑為r,運(yùn)動(dòng)周期為T,星球半徑為R,則衛(wèi)星的加速度為_(kāi)__________,星球的質(zhì)量為_(kāi)________。(萬(wàn)有引力恒量為G)參考答案:,9.(4分)在一個(gè)小電燈和光屏之間,放一個(gè)帶圓孔的遮光板,在圓孔直徑從1cm左右逐漸減小直到閉合的整個(gè)過(guò)程中,在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________幾種現(xiàn)象(選擇下列現(xiàn)象,將序號(hào)填入空中)①完全黑暗
②小孔成像
③衍射光環(huán)
④圓形亮斑參考答案:
④②③①10.(5分)如圖所示,是測(cè)定子彈速度的裝置示意圖,A、B兩圓盤平行,相距為L(zhǎng),兩圓盤固定在同一根穿過(guò)圓心且與盤面垂直的轉(zhuǎn)軸上,兩圓盤以角速度ω高速轉(zhuǎn)動(dòng),子彈以平行轉(zhuǎn)軸方向先后穿過(guò)A、B兩盤,量得兩圓盤上彈孔和圓心連線的夾角為θ,由此可測(cè)出子彈的速度為
。參考答案:
答案:ωL/(θ+2kл)k=0,1,2,3……11.如圖所示,一放在光滑水平面上的彈簧秤,其外殼質(zhì)量為,彈簧及掛鉤質(zhì)量不計(jì),在彈簧秤的掛鉤上施一水平向左的力F1=5N,在外殼吊環(huán)上施一水平向右的力F2=4N,則產(chǎn)生了沿F1方向上的加速度4m/s2,那么此彈簧秤的讀數(shù)是______________N;外殼質(zhì)量為_(kāi)_________kg。參考答案:答案:5;0.2512.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn),圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。(交流電的頻率為50Hz)
(1)圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
m/s2。(保留二位有效數(shù)字)
(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的,數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加速度a/m?s―21.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60請(qǐng)?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙中畫出圖線,并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是
。
(3)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖(c)所示。該圖線不通過(guò)原點(diǎn),其主要原因是
。參考答案:(1)a=3.2m/s2(2)如圖所示,(3)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分13.如圖所示,兩根細(xì)線把兩個(gè)相同的小球懸于同一點(diǎn),并使兩球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其中小球1的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大,則兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小關(guān)系為ω1
ω2,兩根線中拉力大小關(guān)系為T1
T2,(填“>”“<”或“=”)參考答案:=;>【考點(diǎn)】物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.【分析】?jī)蓚€(gè)小球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)它們受力分析,找出向心力來(lái)源,可先求出角速度.【解答】解:對(duì)其中一個(gè)小球受力分析,如圖,受重力,繩子的拉力,由于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故合力提供向心力;將重力與拉力合成,合力指向圓心,由幾何關(guān)系得合力:F=mgtanθ…①;由向心力公式得:F=mω2r…②設(shè)繩子與懸掛點(diǎn)間的高度差為h,由幾何關(guān)系,得:r=htanθ…③;由①②③三式得:ω=,與繩子的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑無(wú)關(guān),故二者角速度相等;繩子拉力T=,則T1>T2;故答案為:=;>三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(4分)在橄欖球比賽中,一個(gè)95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動(dòng),想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分.就在他剛要到底線時(shí),迎面撞上了對(duì)方兩名均為75kg的隊(duì)員,一個(gè)速度為2m/s,另一個(gè)為4m/s,然后他們就扭在了一起。①他們碰撞后的共同速率是;②在右面方框中標(biāo)出碰撞后他們動(dòng)量的方向,并說(shuō)明這名前鋒能否得分:。參考答案:答案:①0.1m/s
(2分)
②方向見(jiàn)圖(1分)
能得分(1分)
15.如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過(guò)程,B→C的絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換),其中B→C過(guò)程中內(nèi)能減少900J.求A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功.參考答案:W=1500J【詳解】由題意可知,過(guò)程為等壓膨脹,所以氣體對(duì)外做功為:過(guò)程:由熱力學(xué)第一定律得:
則氣體對(duì)外界做的總功為:
代入數(shù)據(jù)解得:。四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖所示,豎直平面內(nèi)有直角坐標(biāo)系xOy,x軸與絕緣的水平面重合,y軸左側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1=45N/C,y軸右側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2=40N/C.質(zhì)量m1=1×10-3kg、電量q=1×10-3C的小物塊P從A點(diǎn)由靜止釋放,與靜止在原點(diǎn)O的帶電小物塊Q發(fā)生正碰,正碰的同時(shí)撤掉電場(chǎng)E1,碰撞后物塊Q恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度為v2=1m/s.已知AO距離l=0.2m,Q的質(zhì)量為m2=7×10-3k,小物P與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,不考慮P、Q間的庫(kù)侖力.取g=10m/s2,求:(1)碰后P的速度大??;(2)若碰后Q恰好通過(guò)C點(diǎn),OC與x軸的夾角θ=30°,OC長(zhǎng)為lOC=0.4m,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?)若改變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B′使Q離開(kāi)第一象限后落地時(shí)能與P再次相碰,求B′的大小?參考答案:解:(1)P與Q碰前對(duì)P由動(dòng)能定理得:代入數(shù)據(jù)解得:m/s……………………(1分)P與Q正碰,由動(dòng)量守恒有:
………(2分)代入數(shù)據(jù)得:,水平向左………(1分)(2)Q恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有:…………………(1分)得:q=1.75×10-3C……………(1分)粒子受洛侖茲力提供向心力,設(shè)圓周的半徑為R則……………(1分)軌跡如圖,由幾何關(guān)系有:……(1分)解得:B=10T………………(1分)(3)當(dāng)Q經(jīng)過(guò)y軸時(shí)速度水平向左,離開(kāi)電場(chǎng)后做平拋運(yùn)動(dòng),P碰后做勻減速運(yùn)動(dòng).P勻減速運(yùn)動(dòng)至停,其平均速度為:,故Q在P停止后與其相碰至P停止由動(dòng)能定理得:……………(1分)則Q平拋的時(shí)間:……………………(1分)Q平拋的高度:……………………(1分)設(shè)Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R/,由幾何關(guān)系有:……………(1分)由……………(1分)聯(lián)立得:…………(1分)17.如圖所示,折射率n=的半圓形玻璃磚置于光屏MN的上方,其平面AB到MN的距離為h=20cm。一束單色光沿圖示方向射向圓心O,經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O′點(diǎn)?,F(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),光屏上的光點(diǎn)將向哪個(gè)方向移動(dòng)?光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)是多少?參考答案:光屏上的光點(diǎn)將向右移動(dòng),20cm18
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