物理山东省枣庄市滕州一中届高三上学期末试题精校解析版.docx
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物理山东省枣庄市滕州一中届高三上学期末试题精校解析版
2015年山东省枣庄市滕州一中高三(上)期末物理试卷
一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.如图所示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使悬线保持偏离竖直方向60°角,且小球始终处于平衡状态.为了使F有最小值,F与竖直方向的夹角θ应该是( )
A.90°B.45°C.30°D.0°
【答案】C.
【解析】如图所示,
小球受三个力而处于平衡状态,重力mg的大小和方向都不变,绳子拉力T方向不变,因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力,通过作图法知,当F的方向与绳子方向垂直时,由于垂线段最短,所以F最小,则由几何知识得θ=30°.故C正确,A、B、D错误.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
2.空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.空间站的线速度大小为v=
B.地球的质量为M=
C.空间站的线速度大小为v=
D.空间站质量为M=
【答案】BC.
【解析】空间站绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力列式:
v=
,在地球表面,根据重力等于万有引力得:
=mg解得:
空间站的线速度大小为v=
,故A错误;空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,根据万有引力提供向心力列式:
地球的质量M=
,故B正确;根据圆周运动公式得空间站的线速度大小为v=
.故C正确;空间站绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力只能求出中心体质量,空间站质量无法求解.故D错误;
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
3.质量为m的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.用水平力拉物体,运动一段时间后撤去此力,最终物体停止运动.物体运动的v﹣t图象如图所示.下列说法正确的是( )
A.水平拉力大小为
B.物体在3t0时间内位移大小为
v0t0
C.在0~3t0时间内水平拉力做的功为
D.在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为
【答案】BD
【解析】速度时间图象的斜率表示加速度,则匀加速运动的加速度大小a1=
,匀减速运动的加速度大小a2=
,根据牛顿第二定律得:
f=ma2=
,则F﹣f=ma1,解得:
F=
,故A错误;根据图象与坐标轴围成的面积表示位移求出物体在3t0时间内位移大小为x=
,故B正确;0~t0时间内的位移x′=
,则0~3t0时间内水平拉力做的功W=Fx′=
,故C错误;0~3t0时间内物体克服摩擦力做功W=fx=μmg×
,则在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为
,故D正确.
【考点】功率、平均功率和瞬时功率;匀变速直线运动的速度与时间的关系;功的计算.
4.如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从A点运动到B点,则下列判断正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.A点的场强大于B点的场强
C.粒子在A点的动能小于其在B点的动能
D.粒子由A点运动到B点的过程中电场力做负功
【答案】AC
【解析】根据电场线与等势面垂直且由高电势指向电势,可知电场线方向大致向左,根据粒子轨迹的弯曲方向可知,粒子所受的电场力方向大致向左,则知粒子一定带正电.故A正确.由图知道,等势面间电势差相等,而B处等差等势面较密,则B点的场强较大.故B错误.从A点飞到B点,电场力方向与速度的夹角为锐角,电场力做正功,电势能减小,动能增大.故C正确D错误.
【考点】电场强度;电势能.
5.如图所示,A、B两物体的质量皆为m,用轻弹簧连接,B放在水平地面上.用竖直向下的大小为F的力作用在A上,待系统平衡后突然撤去力F,忽略空气阻力.下列说法正确的是( )
A.撤去力F的瞬间,A物体处于超重状态
B.撤去力F的瞬间,B对地面的压力大小为2mg
C.撤去力F的瞬间,B物体的加速度大小为
D.撤去力F后,若物体B不能离开地面,则A、弹簧和地球组成的系统机械能守恒
【答案】AD.
【解析】有力F作用时A处于平衡状态,即重力、弹力、F三者的合力为零,撤去力F后弹簧弹力及A的重力不变,则A所受合力与F等大反向,即合力方向竖直向上,则加速度方向竖直向上,物体处于超重状态,A正确;撤去力F前,以AB整体为研究对象,根据平衡条件:
N=F+2mg,撤去力F的瞬间,弹簧弹力来不及改变,即B的受力情况均未发生变化,受地面的支持力仍等于F+2mg,根据牛顿第三定律,B对地面的压力大小为F+2mg,B错误;撤去力F的瞬间,B物体的合力仍然为零,加速度为零,C错误;撤去力F后,系统只有重力和弹簧弹力做功,故A、弹簧和地球组成的系统机械能守恒,D正确。
【考点】功能关系;动能和势能的相互转化;机械能守恒定律.
6.利用如图所示的理想变压器给用电器供电.在原线圈ab端接交流电压u=1000sin100πt(V),原线圈匝数n1=1000匝,副线圈匝数n2=50匝.下列说法正确的是( )
A.通过原副线圈的交流电的频率均为100Hz
B.副线圈两端电压为U2=50V
C.通过原副线圈的电流之比为I1:
I2=20:
1
D.闭合电键K,变压器输入功率增加
【答案】D
【解析】在原线圈ab端接交流电压u=1000sin100πt(V),f=
=50Hz,电流的频率是由电源决定的,所以原副线圈中电流的频率是一样的,都为50Hz,故A错误;原线圈匝数n1=1000匝,副线圈匝数n2=50匝,原线圈电压U1=500
V,根据电压与匝数成正比得副线圈两端电压为U2=
,故B错误;根据电流与匝数成反比,原、副线圈中的电流之比
,故C错误;闭合电键K,副线圈总电阻减小,变压器输出功率增大,变压器输入功率增大,故D正确;
【考点】变压器的构造和原理.
二、【必做部分】
7.(2分)用螺旋测微器测一圆形工件的直径,情况如图所示,读数为________mm.
【答案】8.870mm
【解析】螺旋测微器的固定刻度读数为8.5mm,可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm,
所以最终读数为8.5mm+0.370mm=8.870mm.
故本题答案为:
8.870mm
【考点】螺旋测微器的使用.
8.如图1是某同学设计的探究橡皮筋的弹性势能Ep与伸长量d之间关系的实验装置.他进行了如下操作:
将长木板放在桌面上调至水平,橡皮筋一端固定在墙上,另一端被小车拉长了d,小车由静止释放后带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动.共做了三次实验,各次小车由静止开始运动的位置不同(即橡皮筋的伸长量d不同),分别打出三条纸带.打点计时器电源的频率为50Hz.
①该同学利用纸带已经算出了第3次实验小车的最大速度,请你根据第1次(图2)和第2次(图3)实验得到的纸带对应的数据算出这两次实验小车的最大速度并填在表格对应的位置上.(图为打点计时器连续打出的点的一部分)
实验次序
1
2
3
d/cm
5.00
10.00
20.00
vmax/(m•s﹣1)
4.0
②下列关于该实验的叙述正确的是_______
a.本实验是根据橡皮筋的弹性势能Ep等于小车的最大动能来探究Ep与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系的
b.小车在橡皮筋的作用下做匀加速直线运动
c.实验误差的主要来源是水平木板对小车的摩擦阻力
d.根据表格中的数据可以分析出,在误差允许范围内Ep与d成正比例函数关系.
【答案】①1.0,2.0;②ac.
【解析】①小车匀速运动时,速度最大,有:
②a、该实验的实验原理是:
物体的弹性势能等于其动能增加量,通过实验验证动能与弹簧形变量之间的关系,即可明确最大动能来探究Ep与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系,故a正确;
b、小车在橡皮筋的作用下做变加速直线运动,故b错误;
c、该实验产生误差的主要原因是水平木板对小车的摩擦阻力,故c正确;
d、根据表格中的数据可以分析出,在误差允许范围内Ep与d的平方成正比,故d错误.
故选ac.
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系;弹性势能.
9.某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线.他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表:
U/V
0.00
0.20
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
现备有下列器材:
A.内阻不计的6V电源;
B.量程为0~3A的内阻可忽略的电流表;
C.量程为0~0.3A的内阻可忽略的电流表;
D.量程为0~3V的内阻很大的电压表;
E.阻值为0~10Ω,额定电流为3A的滑动变阻器;
F.电键和导线若干.
(1)这个学习小组在实验中电流表应选_____(填器材前面的字母)
(2)请你从图1中的实验电路图中选出最合理的一个______
(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图2所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而_______(填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若把用电器Z接入如图3所示的电路中时,电流表的读数为0.150A,已知A、B两端电压恒为2V,则定值电阻R0阻值为_______Ω.(结果保留两位有效数字)
【答案】
(1)C
(2)D(3)变大(4)6.8
【解析】
(1)由数据表可知,电路中的最大电流为0.215A,所以电流表应选择C;
(2)从数据表可知要求电流从零调,所以变阻器应采用分压式接法;
由于电流表与电压表均为理想电表,所以电流表采用外接法和内接法均可,答案D.
(3)由图象可知,图象的斜率越来越小,而在I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数;故可知元件电阻随U的变大而变大.
(4)由I﹣U图象可读出电流I=0.15A时,对应的电压U=0.98V,所以元件Z的电阻为:
=6.5Ω;
由电路图可知:
,
可解得:
=13.3﹣6.5=6.8Ω.
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.
10.如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=
.重力加速度g取10m/s2.
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小.
(2)拉力F与斜面的夹角多大时,拉力F最小?
拉力F的最小值是多少?
【答案】
(1)物块加速度的大小为3m/s2,到达B点的速度为8m/s;
(2)拉力F与斜面的夹角30°时,拉力F最小,最小值是
N.
【解析】
(1)设小物块加速度的大小为a,则
,
将已知数据代入可得
,到达B点的速度
2m/s+
m/s=8m/s。
(2)设F与斜面的夹角为
,对物体受力分析如图
沿斜面方向有
垂直斜面方向有
又
联立解得:
F=
故当α=30°时,拉力F有最小值,为
N;
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;力的合成与分解的运用.
11.如图,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左.静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;
、
,离子重力不计.
(1)求加速电场的电压U;
(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;
(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围.
【答案】
(1)加速电场的电压U为
;
(2)矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值为
;
(3)磁场磁感应强度B的取值范围为
.
【解析】
(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理,有:
离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,根据牛顿第二定律,
有
得:
(2)离子做类平抛运动
2d=vt
3d=
由牛顿第二定律得:
qE0=ma
则E0=
(3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
则
离子能打在QF上,则既没有从DQ边出去也没有从PF边出去,则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ.
由几何关系知,离子能打在QF上,必须满足:
则有
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;牛顿第二定律;动能定理.
三、【选做部分】
12.以下说法正确的是( )
A.布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动
B.从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小
C.对大量事实的分析表明:
热力学零度不可能达到
D.热量只能由高温物体传递给低温物体
【答案】C
【解析】布朗运动是悬浮在液体中小颗粒做的无规则的运动,不能反映小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动.故A错误.根据分子力的特点可知,从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力和斥力都将减小.故B错误.根据热力学第三定律和大量实验事实可知,热力学零度只能接近,不能达到.故C正确.热量自发地由高温物体传递给低温物体,在外界的影响下,热量也可以由低温物体传递给高温物体.故D错误.
【考点】分子间的相互作用力;布朗运动;改变内能的两种方式;热力学第二定律.
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