江西省九江市第八中学高三物理联考试题.docx
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江西省九江市第八中学高三物理联考试题
江西省九江市第八中学2020年高三物理联考试题
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.“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。
质量为m的小明如图所示静止悬挂时,两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂,则小明此时
A.加速度为零,速度为零
B.加速度a=g,沿原断裂橡皮绳的方向斜向下
C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上
D.加速度a=g,方向竖直向下
参考答案:
B
2.一个木箱以一定的初速度在水平地面上滑行,在摩擦力的作用下,木箱的速度逐渐减小,在此过程中( )
A.木箱的机械能守恒 B.摩擦力对木箱做正功
C.木箱减少的动能转化为重力势能 D.木箱减少的动能转化为内能
参考答案:
D
3.(多选)如图所示电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表.闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,下列说法正确的是( )
A.
电压表示数变大
B.
电流表示数变大
C.
外电路等效电阻变大
D.
内电路消耗的功率变大
参考答案:
考点:
闭合电路的欧姆定律;电功、电功率..
专题:
恒定电流专题.
分析:
根据电路的结构,R2与R1并联,与R4串联,再与R3并联,可知,当P向右滑动时,R2增大,外电路总电阻增大,则电压表示数U变大,干路电流I减小,由功率公式P=I2r.则知道内电路消耗功率变大;根据干路电流I与R3电流的变化情况,来判断R4电流I4的变化情况;由U与U4的变化情况,可分析得出R1的电流增大,而IA=I﹣I1,则可知IA变小.
解答:
解:
A、根据电路的结构,R2与R1并联,与R4串联,再与R3并联,当P向右滑动时,R2↑,R1与R2并联电阻增大,外电路总电阻R总增大,干路电流I↓,路端电压U↑,即电压表示数变大,故AC正确;
B、由P=I2r知,内电路消耗的功率变小,由I4=I﹣I3知,I↓,I3↑,则I4↓,U4↓,而R1与R2并联的电压U并=U﹣U4,U↑,U4↓则U并↑,则R1的电流I1变大,又电流表的电流IA=I﹣I4,I↓,I4↑,则IA↓,故BD错误.
故选:
AC
点评:
解决这类动态分析问题的基础是认识电路的结构,并采用控制变量法进行分析.
4.(多选)人通过挂在高处的定滑轮,用绳子拉起静止在地面上的重物,使它的高度上升h,如图所示。
第一次拉力为F,第二次拉力为2F,则
A.两次克服重力做的功相等
B.两次上升到h处时拉力的功率,第二次是第一次的2倍
C.两次上升到h处时的动能,第二次为第一次的2倍
D.两次上升到h处时机械能的增加量,第二次为第一次的2倍
参考答案:
AD
5.如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙)。
则以下说法中正确的是
A、a光在水中的传播速度比b光大
B、水对a光的折射率比b光大
C、a光的频率比b光大
D、在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄
参考答案:
A
二、填空题:
本题共8小题,每小题2分,共计16分
6.
(6分)(选修3-4)如图所示,一列简谐横波沿+x方向传播.已知在t=0时,波传播到x轴上的B质点,在它左边的A质点位于负最大位移处;在t=0.6s时,质点A第二次出现在正的最大位移处.
①这列简谐波的周期是 s,波速是 m/s.
②t=0.6s时,质点D已运动的路程是 m.
参考答案:
答案:
0.4,5,0.1
7.如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸现象,使活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是 图,该过程为 过程。
(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)
参考答案:
D 吸热
气体做等温变化,随着压强减小,气体体积增大。
A、B图中温度都是变化的;等温情况下,PV=C,
图象是一条过原点的直线,故图D正确。
故选D。
该过程中,体积增大,气体对外界做功,W<0,等温变化
,所以Q>0,气体要吸收热量。
8.如图,用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住,向瓶内迅速打气,在瓶塞弹出前,外界对气体做功15J,橡皮塞的质量为20g,橡皮塞被弹出的速度 为10m/s,若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%,瓶内的气体作为理想气体。
则瓶内气体的内能变化量为
J,瓶内气体的温度 (选填“升高”或“降低”)。
参考答案:
5(2分) 升高(2分)
热力学第一定律.H3
解析:
由题意可知,气体对外做功:
W对外=
由题意可知,向瓶内迅速打气,在整个过程中,气体与外界没有热交换,即Q=0,则气体内能的变化量:
△U=W+Q=15J-10J+0=5J,气体内能增加,温度升高;
本题考查了求气体内能的变化量、判断温度的变化,应用热力学第一定律即可正确解题.求解本题要由动能的计算公式求出橡皮塞的动能,然后求出气体对外做的功,再应用热力学第一定律求出气体内能的变化量,最后判断气体温度如何变化
9.用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上,在长木板上安放两个光电门A、B,在一木块上粘一宽度为△x的遮光条.让木块从长木板的顶端滑下,依次经过A、B两光电门,光电门记录的时间分别为△t1和△t2.实验器材还有电源、导线、开关和米尺(图中未画出).
(1)为了计算木块运动的加速度,还需测量的物理量是 (用字母表示);用题给的条件和你再测量的物理量表示出加速度a= ;
(2)为了测定木块与长木板间的动摩擦因数,还需测量的物理量有 (并用字母表示);用加速度a,重力加速度g,和你再测量的物理量表示出动摩擦因数μ= .
参考答案:
(1)两光电门间的距离d;
(2)长木板的总长度L;长木板的顶端距桌面的竖直高度h;
(1)用遮光条通过光电门的平均速度来代替瞬时速度大小,有:
v=
,故
,
,由
可得
。
(2)从A到B过程根据速度-位移公式有:
①
根据牛顿第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma ②
其中sinθ=
,cosθ=
③
联立①②③解得:
μ=
.
10.在用油膜法测定分子直径的实验中,若已知该种油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩展后的最大面积为S(以上各量均为国际单位),那么油分子直径d=___________,油滴所含分子数N=_______。
v
参考答案:
m/(ρ·S),NA
11.黑洞是一种密度极大的天体,从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出.若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子,光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动,运行周期为T,引力常量为G,则此黑洞的平均密度为
参考答案:
12.一列简谐横波,沿x轴正向传播,t=0时波形如图甲所示,位于x=0.5m处的A点振动图象如图乙所示.则该波的传播速度是 10 m/s;则t=0.3s,A点离开平衡位置的位移是 ﹣8 cm.
参考答案:
①由图甲知波长为λ=2m,由图乙可知波的周期是T=0.2s;则波速为v=
=10m/s.
由乙图知:
t=0.3s时,A点到达波谷,其位移为﹣8cm
13.某同学设计了如图1所示的实验电路测量电压表的内阻和电阻丝的电阻,实验室提供的器材有:
两节干电池、电阻箱R0、粗细均匀的电阻丝、与电阻丝接触良好的滑动触头P、开关、灵敏电流计(灵敏电流计的零刻度在表盘正中央)、待测电压表、导线。
他进行了下列实验操作:
(1)按原理图1将如图2所示的实物图连接成完整电路,请你帮他完成实物连线_______;
(2)先将电阻箱的阻值调至最大,将滑动触头P移至电阻丝的正中间位置;
(3)闭合开关K,将电阻箱的阻值逐渐减小,当电阻箱的阻值为R0时,灵敏电流计示数为0,可知电压表内阻RV=_________;
(4)将电阻箱的阻值调至0,将cd导线断开,然后将滑动触头P移至最左端。
此时电压表的示数为U,灵敏电流计的示数为I,则电阻丝的电阻为_____________,测得的电阻值______________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
参考答案:
(1).电路连线如图:
(2).R0 (3).
(4).偏大
【详解】
(1)电路连线如图:
(3)灵敏电流计的示数为0时,说明电压表和电阻箱分压之比与电阻丝右边和左边电阻分压相等,故
;
(4)将电阻箱的阻值调至0,将cd导线断开,将滑动触头P移至最左端后,电阻丝的全部电阻与灵敏电流计串联,电压表测量的是灵敏电流计和电阻丝的总电压,电阻丝电阻的测量值
,因为采用了内接法,
,故电阻的测量值偏大。
三、简答题:
本题共2小题,每小题11分,共计22分
14.如图所示,质量m=1kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端,质量2kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上,平台、小车的长度
均为0.6m。
现对小物块施加一水平向右的恒力F,使小物块开始运动,当小物块到达平台最右端时撤去恒力F,小物块刚好能够到达小车的右端。
小物块大小不计,与平台间、小车间的动摩擦因数
均为0.5,重力加速度g取10m/s2,水平面足够长,求:
(1)小物块离开平台时速度的大小;
(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。
参考答案:
(1)v0=3m/s;
(2)
【详解】
(1)设撤去水平外力时小车的速度大小为v0,小物块和小车的共同速度大小为v1。
从撤去恒力到小物块到达小车右端过程,对小物块和小车系统:
动量守恒:
能量守恒:
联立以上两式并代入数据得:
v0=3m/s
(2)设水平外力对小物块的冲量大小为I,小物块在平台上运动的时间为t。
小物块在平台上运动过程,对小物块:
动量定理:
运动学规律:
联立以上两式并代入数据得:
15.如图所示,将一个斜面放在小车上面固定,斜面倾角θ=37°,紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,则:
试求在下列状态下:
(1)小车向右匀速运动时,斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少?
(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动,斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少?
(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。
参考答案:
(1)0,50N
(2)25N,30N (3)7.5m/s2
【详解】
(1)小车匀速运动时,小球随之一起匀速运动,合力为零,斜面对小球的弹力大小为0,竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力,即:
否则小球的合力不为零,不能做匀速运动.
(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示,有:
代入数据解得:
N1=25N,N2=30N
(3)要使小球相对于斜面向上运动,则小车对小球弹力为0,球只受重力和斜面的弹力,受力分析如图,有:
代入数据解得:
答:
(1)小车向右匀速运动时,斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N
(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动,斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N,N2=30N.
(3)小车至少以
加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。
四、计算题:
本题共3小题,共计47分
16.如图所示,足够长光滑水平轨道与半径为R的光滑四分之一圆弧轨道相切.现从圆弧轨道的最高点由静止释放一质量为m的弹性小球A,当A球刚好运动到圆弧轨道的最低点时,与静止在该点的另一弹性小球B发生没有机械能损失的碰撞.已知B球的质量是A球质量的k倍,且两球均可看成质点.
(1)若碰撞结束的瞬间,A球对圆弧轨道最低点压力刚好等于碰前其压力的一半,求k的可能取值:
(2)若k已知且等于某一适当的值时,A、B两球在水平轨道上经过多次没有机械能损失的碰撞后,最终恰好以相同的速度沿水平轨道运动.求此种情况下最后一次碰撞A球对B球的冲量.
参考答案:
解:
(1)设A球到达圆弧轨道最低点时速度为v0,则由机械能守恒定律,有:
…
(1)
设此时A球对轨道压力为N,则:
…
(2)
设碰撞后A球的速度大小为v1,对轨道的压力为N1,B球的速度为v2,则由动量守恒定律,有:
mv0=kmv2±mv1…(3)
机械能守恒,有
…(4)
碰撞后,在最低点,有
…(5)
根据已知条件,有
…(6)
代入数值解上述方程组可得:
k=3或k=
…(7)
即若碰撞结束的瞬间,A球对圆弧轨道最低点压力刚好等于碰前其压力的一半,求k为3或
.
(2)设最终两球的速度大小为v,根据机械能守恒可得:
…(8)
最后一次碰撞前A、B两球的速度分别为vA、vB,则由机械能守恒和动量守恒定律,得到:
mvA+kmvB=kmv﹣mv…(9)
…(10)
设最后一次碰撞A对B的冲量为I,根据动量定理得:
…(11)
解上述方程组可得:
…(12)
故最后一次碰撞A球对B球的冲量为
.
17.某种发电机的内部结构平面图如图甲,永磁体的内侧为半圆柱面形,它与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成如图所示B=0.5T的磁场.在磁场中有一个如图乙所示的U形导线框abcd.已知线框ab和cd边长均为0.2m,bc边长为0.4m,线框以ω=200πrad/s角速度顺时针匀速转动.
(1)从bc边转到图甲所示正上方开始计时,求t=2.5×10﹣3s这一时刻线框中感应电动势的大小,并在给定的坐标平面内画出ad两点电势差Uad随时间变化的关系图线.(感应电动势的结果保留两位有效数字,Uad正值表示Ua>Ud)
(2)如将此电压加在图丙所示的竖直放置的平行金属板上,且电动势为正时E板电势高,让一质量为m=6.4×10﹣13kg,电量为q=3.2×10﹣10C的带正电微粒从
时刻开始由E板出发向F板运动,已知EF两板间距L=0.5m,粒子从E运动到F用多长时间?
(粒子重力不计)
参考答案:
解:
(1)线框转动过程中,bc边始终和磁场方向垂直,感应电动势大小不变,设t=2.5×10﹣3s的感应应电动势为E:
E=BL2?
L1ω…①
带入数据得:
E=25V…②
线框转动的周期:
,根据安培定则,从t=0开始,
内Uad为正值,
内Uad为负值,图象如图,t=2.5×10﹣3s这一时刻线框转动
,所以线框中的感应电动势的大小为25V.
(2)在EF上加电压后,板间产生强度E不变,方向交替变化的匀强电场,微粒
时刻开始运动,运动情况如图,设微粒在电场中运动的加速度为a,则有:
…③
其中
…④
…⑤
…⑥
微粒在一个周期内前进的距离S=2S1﹣2S1…⑦
由③④⑤⑥各式得:
S=0.125m
由于粒子做往复运动,所以实际运动时间小于4T,设运动总时间为t,
t=3T+2×0.3T﹣△t…⑧
其中△t满足:
…⑨
由以上各式t=3.32×10﹣2s…⑩
答:
(1)t=2.5×10﹣3s这一时刻线框中感应电动势的大小为25V,ad两点电势差Uad随时间变化的关系图线如图.
(2)粒子从E运动到F用的时间为3.32×10﹣2s.
【分析】
(1)根据法拉第电磁感应定律E=BSω直接求出感应电动势的大小;通过右手定则确定ad两点间的电势高低,从而判断开始时ad间电势的高低,由图示电场知线框转过π弧度ag间电势将反向,根据已知的角速度可以求出电势变化的时间.
(2)抓住开始时的时间,在一个运动周期内:
根据图象知,在t0=6.00×10﹣3s时刻电动势为正的,粒子将向Y板做初速度为0的匀加速直线运动,运动时间为T﹣t0然后再向Y板做匀减速直线运动,经过0.004s时速度减为0.然后再向X板匀加速0.001s,在紧接着的0.001s内粒子将向X板匀减速运动至速度为0,然后进入第二个运动周期.根据分段运动特点求出每个周期前进的距离,根据已知位移从而求出时间即可.
18.如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M=1.0kg,长度L=1.0m.在木板的最左端有一个小滑块(可视为质点),质量m=1.0kg.小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30.开始时它们都处于静止状态.某时刻起对小滑块施加一个F=8.0N水平向右的恒力,此后小滑块将相对木板滑动.
(1)求小滑块离开木板时的速度;
(2)假设只改变M、m、μ、F中一个物理量的大小,使得小滑块速度总是木板速度的2倍,请你通过计算确定改变后的那个物理量的数值(只要提出一种方案即可).
参考答案:
(1)小滑块受到F=8.0N水平向右的恒力后,向右做匀加速直线运动,所受向左的摩擦力f=μmg
根据牛顿第二定律,小滑块的加速度 a1=
=5.0m/s2
设经过时间t后小滑块离开木板。
在这段时间内小滑块的位移
木板所受向右的摩擦力f′=f,向右做匀加速直线运动。
根据牛顿第二定律,木板的加速度 a2=
=3.0m/s2
在时间t内木板的位移
由图可知L=x1–x2,解得t=1.0s
则小滑块离开木板时的速度 v=a1t=5.0m/s
(2)小滑块做匀加速直线运动的速度
木板做匀加速直线运动的速度
任意时刻小滑块与木板速度之比
欲使小滑块速度是木板速度的2倍,应满足
若只改变F,则F=9N;若只改变M,则M=1.2kg;若只改变μ,则μ=0.27;
若只改变m,则m=0.93kg
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