江苏省无锡市届高三物理上学期期末考试试题Word下载.docx
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B.篮球沿轨迹1运动的过程中速度变化较快
C.两同学将篮球抛出的速度大小相等
D.篮球落到B点前的瞬间重力做功的功率等于落到C点(与A、B两点高度相同)前的瞬间重力做功的功率
5.有一匀强磁场,其磁感应强度B随时间t的变化关系如图甲所示.现有如图乙所示的直角三角形导线框abc水平放置,放在匀强磁场中保持静止不动,t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流i顺时针方向为正、竖直边ab所受安培力F的方向水平向左为正.则下面关于F和i随时间t变化的图象正确的是( )
二、多项选择题:
本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.
6.2019年4月10日,天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示.黑洞是一种密度极大、引力极大的天体,以至于光都无法逃逸(光速为c).若黑洞的质量为M,半径为R,引力常量为G,其逃逸速度公式为v′=
.如果天文学家观测到一天体以速度v绕某黑洞做半径为r的匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.M=
B.该黑洞的最大半径为
C.该黑洞的最大半径为
D.该黑洞的最小半径为
7.如图甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1,变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,电阻R1=R2=R3=20Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路,其中电容器的击穿电压为8V,电压表V为理想交流电表,开关S处于断开状态,则( )
A.电压表V的读数约为7.07V B.电阻R2上消耗的功率为2.5W
C.电流表A的读数为0.05A D.若闭合开关S,电容器不会被击穿
8.一个带负电的粒子仅在电场力作用下运动,其电势能随时间变化规律如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该粒子在运动过程中速度一定不变
B.该粒子在运动过程中速率一定不变
C.t1、t2两个时刻,粒子所处位置电势一定相同
D.t1、t2两个时刻,粒子所处位置电场强度一定相同
9.如图所示,一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为mA=1kg和mB=2kg的物块A、B放在长木板上,A、B与长木板间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F拉A,取重力加速度g=10m/s2.改变F的大小,B的加速度大小可能为( )
A.1m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
三、简答题:
本题共2小题,共18分.请将解答填写在相应的位置.
10.(10分)LED灯的核心部件是发光二极管.某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光二极管的正向伏安特性曲线,所用器材有:
电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表(用多用电表的直流25mA挡替代,内阻约为5Ω),滑动变阻器(0~20Ω),电池组,电键和导线若干.他设计的电路如图(a)所示.回答下列问题:
(1)根据图(a),在实物图(b)上完成连线.
(2)在电键S闭合前,将多用电表选择开关拨至直流25mA挡,调节变阻器的滑片至最________(选填“左”或“右”)端.
(3)某次测量中,多用电表示数如图(c),则通过二极管的电流为________mA.
(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示.由曲线可知,随着两端电压增加,二极管的正向电阻________(选填“增大”“减小”或“几乎不变”);
(5)若实验过程中发现,将变阻器滑片从一端移到另一端,二极管亮度几乎不变,电压表示数在2.7V~2.9V之间变化,试简要描述形成这种现象的原因是:
________.
11.(8分)学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了如图甲所示的实验:
质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
(1)该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙所示为________mm.
(2)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表.为了形象直观地反映vA和h的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象.
组次
1
2
3
4
5
6
h/m
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
vA/(m·
s-1)
1.23
1.73
2.12
2.46
2.74
3.00
v
/(s·
m-1)
0.81
0.58
0.47
0.41
0.36
0.33
/(m2·
s-2)
1.50
4.50
6.05
7.51
9.00
(3)当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦.请根据能量守恒规律并结合你找出的函数关系式,写出此杆转动时动能的表达式Ek=________.(请用数字、质量m、速度vA表示)
(4)为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施:
四、计算题:
本题共5小题,共71分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
12.(13分)2019年6月29日首个江南文化特色的无锡融创乐园隆重开园.其中有一座飞翼过山车,它是目前世界最高(最高处60米)、速度最快(最高时速可达120公里)、轨道最复杂的过山车.过山车运行时可以底朝上在圆轨道上运行,游客不会掉下来.我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型:
弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端滚下,小球从圆轨道下端进入后沿圆轨道运动.如果已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g,不考虑阻力.求:
(1)若小球从高为h的A处由静止释放,求小球到达圆轨道底端时对轨道的压力;
(2)若要使小球运动过程中能通过圆弧最高点且不脱离轨道,试求小球由静止释放时的高度应满足的条件.
13.(14分)如图甲所示,静止在水平地面上一个质量为m=4kg的物体,其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示.已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2.求:
(1)运动过程中物体的最大加速度大小为多少;
(2)距出发点多远时物体的速度达到最大;
(3)物体最终停在何处?
14.(12分)在x<
0空间有沿x轴正方向的匀强电场,在0≤x<
9.0cm内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,P点坐标(-16cm,32cm),带正电的粒子(重力不计,比荷
=8.0×
107C/kg)从P点由静止释放,求:
(1)若粒子恰能从右侧飞出匀强磁场,求粒子在磁场中运动的时间;
(2)若粒子能通过x轴上的C点(xC>
9cm,图中未画),通过C点时速度方向与x轴正方向成37°
,则匀强电场的场强为多大?
(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8)
15.(16分)如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,底端接有阻值R=0.5Ω的电阻,导体框架电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°
角.有一磁感应强度B=0.8T的匀强磁场,方向垂直于导体框架平面向上.一根质量m=0.4kg、电阻r=0.5Ω的导体棒MN垂直跨放在U形导体框架上,某时刻起将导体棒MN由静止释放.已知导体棒MN与导体框架间的动摩擦因数μ=0.5.(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,g取10m/s2)
(1)求导体棒刚开始下滑时的加速度大小;
(2)求导体棒运动过程中的最大速度大小;
(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中,通过导体棒横截面的电荷量q=4C,求导体棒MN在此过程中消耗的电能.
16.(16分)如图所示,在倾角为θ=30°
的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m的半圆柱体A紧靠挡板放在斜面上,质量为2m的圆柱体B放在A上并靠在挡板上静止.A与B半径均为R,曲面均光滑,半圆柱体A底面与斜面间的动摩擦因数为μ.现用平行斜面向上的力拉A,使A沿斜面向上缓慢移动,直至B恰好要降到斜面.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
(1)未拉A时,B受到A的作用力F大小;
(2)在A移动的整个过程中,拉力做的功W;
(3)要保持A缓慢移动中拉力方向不变,动摩擦因数的最小值μmin.
2020届高三模拟考试试卷(无锡)
物理参考答案及评分标准
1.C 2.B 3.B 4.D 5.A 6.AC 7.ABD 8.BC 9.AB
10.(10分,每空2分)
(1)如图所示
(2)左 (3)17.8~18.0 (4)减小
(5)连接电源负极与变阻器的导线断路(接触不良)或滑动变阻器接成限流接法
11.(8分,每空2分)
(1)7.25
(2)如图所示 (3)
(4)选择密度较大的直杆(或选择直径较小的直杆)
(第10题)
(第11题)
12.(13分)解:
(1)小球从高为h处由静止释放,到达最低点速度为v,此过程由动能定理
mgh=
mv2 ①(2分)
小球到达圆轨道底端时轨道对小球的弹力为N,由牛顿第二定律
N-mg=
②(2分)
联立①②式,解得N=mg(1+
)(2分)
根据牛顿第三定律,小球到达圆轨道底端时对轨道的压力N′=N=mg(1+
)
方向竖直向下(2分)
(2)小球在最高点,由牛顿第二定律mg≤
③(2分)
小球从高h处到圆轨道最高点,由动能定理得
mg(h-2R)=
mv2 ④(2分)
联立③④式,解得h≥
R(1分)
13.(14分)解:
(1)由牛顿第二定律得F-μmg=ma(2分)
当推力F=100N时,物体所受的合力最大,加速度最大,代入数据得
amax=
-μg=20m/s2(2分)
(2)由图象得出,推力F随位移x变化的数值关系为F=100-25x,速度最大时,物体加速度为零,则F=μmg=20N,即x=3.2m(4分)
(3)F与位移x的关系图线围成的面积表示F所做的功,即WF=
Fx0=200J(2分)
对全过程运用动能定理有WF-μmgxm=0(2分)
代入数据得xm=10m(2分)
14.(12分)解:
(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,粒子的半径为r1,有qvB=m
粒子在磁场中做圆周运动的周期T=
(2分)
此情形粒子在磁场中运动时间t=
T(2分)
解得t=2.0×
10-7s(1分)
(2)设电场强度为E2,粒子在磁场中做圆周运动的半径为r2,则
由几何关系有r2=
cm=15cm(1分)
由功能关系有-qE2xP=
mv2(2分)
由牛顿定律有qvB=m
代入数据解得E2=5.625×
104V/m(2分)
15.(16分)解:
(1)导体棒刚开始下滑时,其受力情况如图甲所示,则mgsinθ-μmgcosθ=ma(2分)
解得a=2m/s2(2分)
(2)当导体棒匀速下滑时其受力情况如图乙所示,设匀速下滑的速度为v,则有mgsinθ-Ff-F安=0(2分)
摩擦力Ff=μmgcosθ(1分)
安培力F安=BIL=B
L=
(1分)
联立解得v=
=5m/s(2分)
(3)通过导体棒横截面的电荷量q=I-Δt
I-=
设导体棒下滑速度刚好为最大速度v时的位移为x,则ΔΦ=BxL(2分)
由动能定理得mgx·
sinθ-W安-μmgcosθ·
x=
mv2,其中W安为克服安培力做的功.
联立解得W安=3J(2分)
克服安培力做的功等于回路在此过程中消耗的电能,即Q=3J
则导体棒MN在此过程中消耗的电能Qr=
Q=1.5J(2分)
16.(16分)解:
(1)研究B,据平衡条件,有F=2mgcosθ(2分)
解得F=
mg(2分)
(2)研究整体,据平衡条件,斜面对A的支持力N=3mgcosθ=
mg(1分)
f=μN=
μmg(1分)
由几何关系得A的位移x=2Rcos30°
=
克服摩擦力做功Wf=fx=4.5μmgR(1分)
由几何关系得A上升高度与B下降高度恰均为h=
R
据功能关系有W+2mgh-mgh-Wf=0(1分)
解得W=
(9μ-
)mgR(1分)
(3)B刚好接触斜面时,挡板对B弹力最大
研究B得N′m=
=4mg(1分)
研究整体得fmin+3mgsin30°
=N′m(2分)
解得fmin=2.5mg(1分)
μmin=
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