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河南省安陽(yáng)市城南振興中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理期末試卷含解析一、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,已知物體與三塊材料不同的地毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ、2μ和3μ,三塊材料不同的地毯長(zhǎng)度均為L(zhǎng),首尾相聯(lián)固定在水平地面上,該物體以一定的初速度v0從a點(diǎn)滑上第一塊地毯,則物體恰好滑到第三塊的末尾d點(diǎn)停下來(lái),若讓物體從d點(diǎn)以相同的初速度水平向左運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是A.物體仍能運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)并停下來(lái)B.物體兩次經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)速度大小相等C.物體兩次經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)速度大小相等D.物體第二次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)參考答案:ACD2.如圖所示,把一個(gè)在絕緣支架上不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C附近,達(dá)到靜電平衡后,對(duì)于導(dǎo)體A端與B端電勢(shì)高、低、正、負(fù)下列說(shuō)法中正確的是(選無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)(
)A.φA>φB
B.φA=φB=0C.φA>φB>0
D.φA=φB<0
參考答案:D略3.水平傳送帶兩傳動(dòng)輪之間的距離為L(zhǎng),傳送帶以恒定速率v水平向右傳送,在其左端無(wú)初速度釋放一小木塊,若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間不可能是(
)A.+
B.
C.
D.
參考答案:B4.如圖所示,一根木棒AB在O點(diǎn)被懸掛起來(lái),AO=OC,在A、C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)鉤碼,木棒處于平衡狀態(tài)。如在木棒的A、C點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼,則木棒A.繞O點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)B.繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C.平衡可能被破壞,轉(zhuǎn)動(dòng)方向不定D.仍能保持平衡狀態(tài)參考答案:答案:D解析:設(shè)木板AO段重力G1,重心離O點(diǎn)L1,木板BO段重力G2,重心離O點(diǎn)L2,AO長(zhǎng)度l,由力矩平衡條件:G1L1+2Gl=G2L2+3Gl,當(dāng)兩邊各掛一個(gè)鉤碼后,等式依然成立:G1L1+3Gl=G2L2+4Gl,即只要兩邊所增加掛鉤碼個(gè)數(shù)相同,依然能平衡。
5.如左圖所示,斜面固定在地面上,傾角為37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),質(zhì)量為1kg的滑塊,以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面足夠長(zhǎng),滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8.該滑塊所受摩擦力f隨時(shí)間變化的圖象是右圖中的(取初速度方向?yàn)檎较颍=10m/s2)()參考答案:A二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行,A質(zhì)量為5kg,速度大小為10m/s,B質(zhì)量為2kg,速度大小為5m/s,它們的總動(dòng)量大小為____________kgm/s,兩者相碰后,A沿原方向運(yùn)動(dòng),速度大小為4m/s,則B的速度大小為____________m/s。參考答案:40;107.如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,右邊兩輪共軸連接,且RA=RC=2RB皮帶不打滑,則在A、B、C三輪中的周期TA:TB:TC=
,線速度vA:vB:vC=
,向心加速度aA:aB:aC=
、
參考答案:2:1:1,1:1:2,1:2:4解:由于A輪和B輪是皮帶傳動(dòng),皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同,故,所以,
由角速度和線速度的關(guān)系式可得,由于B輪和C輪共軸,故兩輪角速度相同,即,故
,所以周期之比為
由角速度和線速度的關(guān)系式可得。8.(6分)如圖所示,輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用輕繩連著兩個(gè)物體A與B,物體B放在水平地面上,A、B均靜止。已知A和B的質(zhì)量分別為mA、mB,繩與水平方向的夾角為θ(θ<90o),重力加速度為g,則物體B受到的摩擦力為
;物體B對(duì)地面的壓力為 。參考答案:
答案:mAgcosθ;
mBg-mAgsinθ9.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng),重物落地后,物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。(1)通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)
和
之間某時(shí)刻開始減速。(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為
m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為
m/s。(保留三位有效數(shù)字)。(3)物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a=
m/s2(保留三位有效數(shù)字),若用a/g來(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為重力加速度),則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值
(填“偏大”或“偏小”)。參考答案:(1)6;7【或7;6】(4分)(2)1.00;1.20(4分)(3)2.00;偏大(4分)10.一端封閉的玻璃管自重為G,橫截面積為S,內(nèi)裝一段高為h的水銀柱,封閉了一定質(zhì)量的氣體。現(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測(cè)力計(jì)懸起,另一端沒(méi)入水銀槽中,如圖所示。當(dāng)玻璃管沒(méi)入一定深度后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G。若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0,則此時(shí)管內(nèi)上方氣體的壓強(qiáng)為_______,玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差△x為_______。(設(shè)玻璃管壁的厚度不計(jì))
參考答案:p0
h
11.(4分)把小球水平拋出,空氣阻力不計(jì),拋出后在t1、t2兩個(gè)時(shí)刻,小球的速度與水平方向的夾角分別是30o、45o,則t1:t2=
,小球自拋出到此兩個(gè)時(shí)刻下落的高度之比h1:h2=
。參考答案:1:,1:312.某興趣小組的同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中長(zhǎng)木板水平固定。①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接 在 _______(填“直流”或“交流”)電源上,調(diào)整定滑輪的高度,使__
_____②已知重力加速度為g,測(cè)得木塊的質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,砝碼盤、砝碼和木塊的加速度大小為a,則木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=______③實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)得到一條紙帶,如圖2所示,每隔三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),記為圖中0、1、2、3、4、5、6點(diǎn)。測(cè)得相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為s1=0.96cms2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz0計(jì)算此紙帶的加速度大小a=_____m/s2,打計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”時(shí)紙帶的速度大小v=_____m/s。(保留兩位有效數(shù)字)參考答案:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源;調(diào)整定滑輪的高度,目的是使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,減小實(shí)驗(yàn)誤差;設(shè)細(xì)繩上的拉力為F,則,解得。利用逐差法求加速度,利用中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于對(duì)應(yīng)時(shí)間的平均速度求解。13.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)探究小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖13中甲所示.木塊從A點(diǎn)靜止釋放后,在1根彈簧作用下彈出,沿足夠長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn)停下,O點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)所處的位置,測(cè)得OB1的距離為L(zhǎng)1,并記錄此過(guò)程中彈簧對(duì)木塊做的功為W.用完全相同的彈簧2根、3根……并列在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K均從A點(diǎn)釋放,木塊分別運(yùn)動(dòng)到B1、B2……停下,測(cè)得OB2、OB3……的距離分別為L(zhǎng)2、L3……作出彈簧對(duì)木塊做功W與木塊停下的位置距O點(diǎn)的距離L的圖象W—L,如圖乙所示.(1)根據(jù)圖線分析,彈簧對(duì)木塊做功W與木塊在O點(diǎn)的速度v0之間的關(guān)系.
(2)W—L圖線為什么不通過(guò)原點(diǎn)?
(3)彈簧被壓縮的長(zhǎng)度LOA為多少?
參考答案:(1)木塊從O點(diǎn)到靜止的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由動(dòng)能定理,知,由圖線知W與L成線性變化,因此W與v0的平方也成線性變化。(2)未計(jì)木塊通過(guò)AO段時(shí),摩擦力對(duì)木塊所做的功。Ks5u(3)在圖線上取兩點(diǎn)(6,1),(42,5)代入、得LOA=3cm三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(4分)一束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱比,圖為過(guò)軸線的截面圖,調(diào)整入射角α,光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射,已知水的折射角為,α的值。
參考答案:解析:當(dāng)光線在水面發(fā)生全放射時(shí)有,當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí),由折射定律有,聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。15.(6分)如圖所示,在水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止著三個(gè)質(zhì)量均為的相同小球、、,現(xiàn)讓球以的速度向著球運(yùn)動(dòng),、兩球碰撞后黏合在一起,兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)并跟球碰撞,球的最終速度.①、兩球跟球相碰前的共同速度多大?②兩次碰撞過(guò)程中一共損失了多少動(dòng)能?參考答案:解析:①A、B相碰滿足動(dòng)量守恒(1分)
得兩球跟C球相碰前的速度v1=1m/s(1分)
②兩球與C碰撞同樣滿足動(dòng)量守恒(1分)
得兩球碰后的速度v2=0.5m/s,(1分)
兩次碰撞損失的動(dòng)能(2分)四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置,滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成,其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)=3m,圓弧形軌道APD和BQC均光滑,BQC的半徑為r=1m,APD的半徑為R=2m,AB、CD與兩圓弧形軌道相切,O2A、O1B與豎直方向的夾角均為q=37°.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上,以初動(dòng)能Ek0從B點(diǎn)開始沿BA向上運(yùn)動(dòng),小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=,設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處均無(wú)能量損失.求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)要使小球完成一周運(yùn)動(dòng)回到B點(diǎn),求初動(dòng)能EK0至少多大;(2)若小球以第一問(wèn)Ek0數(shù)值從B出發(fā),求小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能及小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程.
參考答案:、解:(1)從B點(diǎn)開始到軌道最高點(diǎn)需要能量
Ek0=mgR(1-cosq)+mgLsinq+mmgLcosq……(2分)代入
解得Ek0=30J從最高點(diǎn)向左返回B點(diǎn)設(shè)剩余動(dòng)能EkBEkB=mg2R-mgr(1+cosq)-mmgL=12J…………(1分)說(shuō)明只要小球能從點(diǎn)上升到最高點(diǎn)以后就可以回到B點(diǎn)…………(1分)要使小球完成一周運(yùn)動(dòng)回到B點(diǎn),初動(dòng)能EK0至少30J…
……(2分)(2)小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為12J,小球沿BA向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),距離B點(diǎn)為X則有:EkB=mmgXcosq+mgXsinq…………
(1分)X=m<3m
小球掉頭向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為………
…(1分)
……
(2分)=12.6J
小球第二次到D點(diǎn)后還剩12.6J的能量,沿DP弧上升一段后再返回DC段,到C點(diǎn)只剩下2.6J的能量?!?/p>
…(2分)因此小球無(wú)法繼續(xù)上升到B點(diǎn),滑到BQC某處后開始下滑,之后受摩擦力作用,小球最終停在CD上的某點(diǎn)。
(2分)
由動(dòng)能定理:EKD=μmgx…………
(2分)可得小球在CD上所通過(guò)的路程為x=3.78m
小球通過(guò)CD段的總路程為X總=2L+x=9.78m……
……(2分)
17.如圖,空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向?yàn)閥軸正方向,磁場(chǎng)方向垂直于xoy平面(紙面)向外,電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場(chǎng)或磁場(chǎng)與撤除前的一樣。一帶正電荷的粒子從P(x=0,y=h)點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射。這時(shí)若只有磁場(chǎng),粒子將做半徑為R0的圓周運(yùn)動(dòng)。若同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng),粒子恰好做直線運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在,只加電場(chǎng),當(dāng)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=R0平面(圖中虛線所示)時(shí),立即撤除電場(chǎng)同時(shí)加上磁場(chǎng),粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng),其軌跡與x軸交于M點(diǎn)(h的取值可以保證粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸相交),不計(jì)粒子的重力。求:(1)粒子到達(dá)x=R0平面時(shí)速度方向與x軸的夾角以及此時(shí)粒子到x軸的距離;(2)M點(diǎn)的橫坐標(biāo)xM。參考答案:⑴做直線運(yùn)動(dòng)有:
做圓周運(yùn)動(dòng)有:
只有電場(chǎng)時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),有:
解得:
粒子速度大小為:
速度方向與x軸夾角為:
粒子與x軸的距離為:
…⑵撤電場(chǎng)加上磁場(chǎng)后,有:解得:
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,圓心C位于與速度v方向垂直的直線上,該直線與x軸和y軸的夾角均為π/4,有幾何關(guān)系得C點(diǎn)坐標(biāo)為:
過(guò)C作x軸的垂線,在ΔCDM中:
解得:
M點(diǎn)橫坐標(biāo)為:
18.有三根長(zhǎng)度皆為L(zhǎng)=2.00m的不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線,其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn),另一端分別拴有質(zhì)量皆為m=1.00×10﹣2kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為+q和﹣q,q=1.00×10﹣7C.A、B之間用第三根線連接起來(lái).空間中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平向右,平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示.現(xiàn)將O、B之間的線燒斷,由于有空氣阻力,A
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