上海市延安中学高届高级高三上学期物理测试试题及解析.docx
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上海市延安中学高届高级高三上学期物理测试试题及解析
上海市延安中学高2015级高三上学期物理测试卷
一、选择题
1.下列物理量中属于标量的物理量是()
A.功B.力C.位移
D.速度
【答案】A
【详解】标量是只有大小没有方向的物理量,功是标量;而矢量是既有大小又有方向的物理量,力、位移和速度都是矢量,故A正确,BCD错误。
故选:
A.
2.简谐运动中反映物体振动强弱的物理量是()
A.振幅
B.位移
C.频率
D.周期
【答案】A
【详解】A.振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,表示振动的强弱。
故A正确;
B.位移大小是振动物体离开平衡位置的距离,不表示振动的强弱。
故B错误;
C.D.频率和周期表示振动的快慢。
故CD错误。
故选:
A
3.乐乐同学在校运动会上,获得百米短跑冠军,是由于他在这百米中()
A.某时刻的瞬时速度大
B.撞线时的瞬时速度达
C.平均速度大
D.起跑时的加速度大
【答案】C
【详解】100m比赛是在相同的位移内比平均速度,平均速度大的胜,即平均速度大的时间短。
故C正确,A.B.D错误。
故选:
C
4.当两个分子间的距离增大时,则它们之间的()
A.分子力一定减小
B.引力和斥力一定同时减小
C.分子力一定增大
D.引力和斥力一定同时增大
【答案】B
【详解】当r增大时,引力和斥力均减小。
若r
故选:
B.
5.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产繁荣与人类文明的进步,下列表述不正确的是()
A.牛顿发现了万有引力定律
B.卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G
C.相对论的创立表明经典力学已不在适用
D.伽利略发现了单摆的等时性
【答案】C
【详解】A.牛顿在总结前人的基础上发现了万有引力定律,而英国科学家卡文迪许利用扭秤装置,第一次测出了引力常量G,故A正确,B正确;
C.相对论的创立并不表明经典力学已不再适用,以牛顿运动定律为基础的经典力学,适用于低速宏观物体,故C错误;
D.单摆的等时性是由伽利略发现的,故D正确。
本题选择错误,故选:
C.
6.如图是空中轨道列车(简称空轨)悬挂式单轨交通系统,无人驾驶空轨行程由计算机自动控制。
在某次研究制动效果的试验中,计算机观测到制动力逐渐增大,下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是
【答案】D
试题分析:
若制动力逐渐增大,则根据牛顿第二定律可知,其减速的加速度会逐渐增大;再由图中的情况可知,速度与时间图像上点的切线斜率代表加速度的大小,故斜率逐渐增大的图是D,故选项D正确。
A中的斜率是不变的,表示力是恒力,B是的斜率是逐渐减小的,代表力是变小的,C中的斜率代表先增大后减小,故也是不符合题意的。
考点:
牛顿第二定律。
【名师点晴】关于变力制动的问题,我们不容易直接讨论,那么我们就根据其表现出来的特点来讨论,比如该题中我们是通过速度与时间图像来反映的,抓住图像上点的斜率就是加速度的大小就容易解决这类问题。
7.用“油膜法粗测分子直径”的实验中,选用1:
500的油酸酒精溶液的原因,下列说法中正确的是
A.酒精易溶于水且易挥发
B.油酸易溶于水且易挥发
C.易于形成油酸的单分子膜
D.易于减小油膜的表面积
【答案】C
【详解】用“油膜法粗测分子直径”的实验中,滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸,这是因为纯油酸粘滞力较大,选用1:
500的油酸酒精溶液易于形成油酸的单分子膜,故C正确,ABD错误。
故选:
C
8.物体以速度25m/s竖直上抛,下列判断正确的是()
A.第3s内的位移为零
B.第3s内的速度变化量为零
C.第3s初与第3s末的加速度不同
D.第3s初与第3s末的位置不同
【答案】A
【详解】A.取竖直向上为正方向,竖直上抛运动可看作一种做加速度为−g的匀减速直线运动,则3s内小球的位移为:
x=v0t−
=25×3−
×10×32=30m,2s内小球的位移x=25×2-
×10×22=30m,则第3秒内的位移为零,故A正确;
B.第3s内小球的速度变化量大小为:
△v=aΔt=g△t=10m/s,故B错误;
C.做竖直上抛运动的小球只受重力作用,加速度为重力加速度,不变。
第3s初与第3s末的加速度相同,故C错误;
D.因为第3s内的位移为零,所以第3s初与第3s末的位置相同,故D错误。
故选:
A
9.地球绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为T1,月球绕地球做圆周运动的半径为r2、周期为T2,引力常量为G,不计天体周围其它天体的影响,则根据题中给定条件()
A.能求出月球表面的重力加速度
B.能求出地球表面的重力加速度
C.能求出太阳与地球之间的万有引力
D.能求出地球与月球之间的万有引力
【答案】C
【详解】AB.由题意知,根据万有引力提供向心力有:
可得中心天体的质量,地球绕太阳运动,月球绕地球运动,可求出太阳和地球的质量,无法求出月球的质量。
根据天体表面万有引力近似等于重力,
如果已知天体质量和天体半径,即可求天体表面的重力加速度。
因为月球质量和月球的半径无法求出,所以无法求出月球表面的重力加速度。
地球的半径未知,所以无法求出地球表面的重力加速度。
故A错误,B错误;
C.由AB选项分析可知,太阳和地球质量可以求出,地球绕太阳作圆周运动的半径为r1、周期为T1,所以能求出太阳与地球之间的万有引力,故C正确;
D.因为无法计算出月球的质量,故无法求出地球与月球间的万有引力,故D错误。
故选:
C.
10.如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波,实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图,M为绳上
=0.2m处的质点,则下列说法中正确的是
A.甲波的速度小于乙波的传播速度
B.甲波的频率小于乙波的频率
C.质点M的振动减弱
D.质点M此时正向-y方向振动
【答案】D
【详解】A.波速由介质的性质决定,两列均沿绳传播,同种介质,则波速相等,故A错误;
B.由图可知,两列波的波长相等,根据波速v=λf,两列波的频率相等,故B错误;
C.图示时刻质点M在两列波引起的波中速度均向下,质点M是两列波的波峰或波谷相遇点,振动始终加强,故C错误;
D.甲向右传播,由波形平移法知,图示时刻M点正向-y方向运动,故D正确。
故选:
D
11.一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC.已知AB和AC的长度相同.两个小球P、Q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑,下列判断正确的是
A.P小球先到达水平面
B.Q小球先到达水平面
C.两小球等高处速度相等
D.两小球等高处动能相等
【答案】B
【详解】物块速率-时间图线如图
由机械能守恒定律可知沿斜面AB,曲面AC运动到底端时速率相等,在AB上做匀加速直线运动,在AC上做加速度越来越小的加速运动,而运动的路程相等,图象与时间轴所围的面积大小相等,从图象可以看出tP>tQ.
故Q小球先到底部
故选:
B
12.如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动
O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则()
A.Ff变小
B.Ff变大
C.FN变小
D.FN变大
【答案】D
试题分析:
先对三个物体以及支架整体受力分析,受重力
2个静摩擦力,两侧墙壁对整体有一对支持力,根据平衡条件,有:
解得
故静摩擦力不变,故A、B错误;将细线对O的拉力按照效果正交分解,如图
设两个杆夹角为θ,则有
;
再将杆对滑块m的推力F1按照效果分解,如图
根据几何关系,有:
故:
若挡板间的距离稍许增大后,角θ变大,
变大,故滑块m对墙壁的压力变大,C错误,D正确;故选D。
考点:
力的分解、共点力的平衡。
二、实验题
13.气温17℃相当于热力学温度______K。
如果气温降低了7℃,则热力学温度降低了____K。
【答案】
(1).290,
(2).7
【详解】摄氏0°C相当于热力学温度约273K,气温17°C相当于热力学温度290K。
热力学温标的1K和摄氏温标的1°C是一样的,如果气温降低了7℃,则热力学温度降低了7K。
14.图中圆弧轨道AB是在竖直平面内的1/4圆周,在B点,轨道的切线是水平的,一质点自A点从静止开始下滑,不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力,则在质点刚要到达B点时的加速度大小为_______,刚滑过B点时的加速度大小为____。
【答案】
(1).2g;
(2).g
质点刚要到达B点时,受重力和支持力,两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出加速度大小。
【详解】质点刚要到达B点时,有:
根据动能定理得:
解得:
;
滑过B点时只受重力,加速度为:
a2=g。
15.标准状况下,1mol空气的体积为22.4L,若某运动员一次深呼吸吸入空气约为4000cm3,则他这一次呼吸吞入的空气分子数约为_________个。
如果空气的平均分子量为29g/mol,则他这一次呼吸吞入的空气质量约为__________kg.(答案均保留两位有效数字,阿伏伽德罗常数6.02×1023mol)
【答案】
(1).1.1×1023,
(2).5.2×10-3
【详解】标准状态下1摩尔体积为22.4L.所以1cm3的物质的量为n=
mol,故1cm3中含有的空气分子数为N=nNA=
×6.02×1023个=2.69×1019个
运动员一次深呼吸吸入空气约4000cm3,则一次呼吸吸入的空气分子数为N′=4000N=4000×2.69×1019=1.1×1023个;
空气的平均分子量为29g/mol,4000cm3空气的质量为m=4000×
×29g/mol=5.2g=5.2×10-3kg
16.在一端封闭的足够长的玻璃管中注入一段长为15cm的水银柱,当管口向上竖直放置时,被封闭在管内的气柱长为20cm,当管口向下竖直放置时气柱长为30cm,则大气压强为______cmHg,使管与水平面成30°角且管口向下时,封闭气体的压强为____cmHg。
【答案】
(1).75,
(2).67.5
【详解】设此时大气压为P0,当玻璃管口向上时,管内气压为P0+15,当玻璃管口向下时,管内气压为P0-15,
根据公式有:
(P0+15)×20=(P0-15)×30
解得:
P0=75mmHg
管与水平面成30°角且管口向下时,封闭气体的压强
P=P0-15sin30°=67.5cmHg
17.某人用10N的恒力F,通过滑轮把质量为2.5kg的物体M从静止开始拉上光滑固定的斜面,斜面倾角为30°,如图所示,恒力F的方向与斜面成60°,2s内物体M的重力势能增加了_________J,恒力F做功的平均功率为为____________W。
【答案】
(1).25J,
(2).15W
【详解】根据牛顿第二定律:
F+Fcos60°-Mgsin30°=Ma
a=1m/s2
2s内的位移
=2m
重力势能的增加量ΔEP=mgxsin30°=2.5×10×2×0.5J=25J
恒力F做的功W=Fx+Fxcos60°=10×2+10×2×0.5=30J
平均功率P=W/t=30/2W=15W
18.某实验小组设计了如图所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得花滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。
他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.
(1)图线______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m=______kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______.
(3)使用本装置时,应将力传感器的挂钩位于________(选填“上端”或“下端”),力传感器的示数始终_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重物与力传感器重力之和。
【答案】
(1).
(1)①;
(2).
(2)0.5kg,(3).0.2;(4).(3)上端,(5).小于。
【详解】
(1)由图象①可知,当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,说明该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。
所以图线①是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。
(2)根据F=ma得a=F/m
所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数。
由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2,所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0.5Kg
由图形②得,在水平轨道上F=1N时,加速度a=0,
根据牛顿第二定律得F−μmg=0
解得μ=0.2
(3)力传感器的挂钩应该位于上端,这样力传感器的示数等于绳子的张力,即等于滑块受到的拉力;由于重物与力传感器向下做加速运动,处于失重状态,力传感器的示数始终小于重物与力传感器重力之和。
答案:
(1)①;
(2)0.5kg,0.2;(3)上端,小于。
三、计算题
19.如图所示,光滑斜轨和光滑圆轨相连,固定在同一竖直面内,圆轨的半径为R,一个小球(可视为质点),从离水平面高h处由静止自由下滑,由斜轨进入圆轨.求:
(1)小球刚进入轨道时的速度大小。
(2)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,h应在什么范围内取值?
【答案】
(1)
;
(2)h⩾
R
【详解】
(1)根据机械能守恒定律:
小球刚进入轨道时的速度大小:
(2)小球刚好不脱离圆轨,在最高点由牛顿第二定律得:
①
小球由斜轨至圆轨最高点过程,由动能定理得:
mg(h−2R)=
②
联立①②解得:
h=
R
故h⩾
R时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,高度至少为
R.
20.质量m=2kg的物体,在推力F作用下,以初速度
=4m/s从足够长的固定斜面底端上滑,物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.25,斜面与水平地面间的夹角θ=37°。
(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
(1)若F=20N且沿斜面向上,要让物体沿斜面向上运动16m,求F作用的最短时间;
(2)若F=20N,求物体加速上滑时加速度的最大值及F的方向;
(3)若F沿斜面向上,保持功率40W不变,分析、推理并描述物体上滑过程中速度与加速度的变化情况,并求出物体上滑过程中加速度的最大值。
【答案】
(1)2s;
(2)am=
-8m/s2,F与斜面成α=arccos
角;(3)速度逐渐减小到2.5m/s2,加速度逐渐减小到0,最大加速度为2m/s2。
【详解】
(1)若F=20N且沿斜面向上,物体沿斜面向上运动16m时速度为零,则F作用时间最短,设为t,
撤去推力前,根据牛顿第二定律:
F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1①
撤去推力后:
-mgsin37°-μmgcos37°=ma2②
③
④
⑤
⑥
联立解得:
t=2s;
(2)当F与斜面成α时,根据牛顿第二定律
代入数据得a=10cosα+2.5singα-8
令sinγ=
则a=
-8
当α=arccos
时,加速度有最大值,am=
-8m/s2
(3)根据功率P=Fv,初始推力F=40/4N=10N 物体做减速运动,随着速度减小,推力逐渐增大,加速度逐渐减小,最终做匀速运动,加速度为零。 此时满足: =mgsin37°+μmgcos37° 代入数据得v=2.5m/s2 初始加速度最大,根据牛顿第二定律: mgsin37°+μmgcos37°- =mam am=2m/s2
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