河北省秦皇岛市碣阳中学高三物理期末试题含解析
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. 如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B.质点对半球体的压力大小为mgcosθ
C.质点所受摩擦力大小为mgsinθ
D.质点所受摩擦力大小为mgcosθ
参考答案:
D
【考点】共点力平衡的条件及其应用;静摩擦力和最大静摩擦力;力的合成与分解的运用.
【分析】以整体为研究对象可得出地面对半球体的摩擦力;以质点为研究对象,对质点进行受力分析,由共点力的平衡可得出质点受到的摩擦力及支持力,由牛顿第三定律可得出半球体受到的压力.
【解答】解:A、以整体为研究对象,整体处于静止状态,而水平方向不受外力,故半球体不受地面的摩擦力;故A错误;
B、对质点受力分析,质点受重力、支持力及摩擦力,三力作用下物体处于平衡状态,则合力为零,质点对球面的压力为mgsinθ,故B错误;
C、摩擦力沿切线方向,在切线方向重力的分力与摩擦力相等,即f=mgcosθ,故C错误,D正确;
故选D.
2. (多选)如图所示为一质点作直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A.整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大
B.整个过程中,BC段和CD段的运动方向相反
C.整个过程中,C点所表示的状态离出发点最远
参考答案:
AD
3. 一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为U +n X + Sr + 2n,则下列叙述正确的是
A. X原子核中含有86个中子
B. X原子核中含有141个核子
C. 因为裂变时释放能量,根据E=mc2,所以裂变后的总质量数增加
D. 因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少
参考答案:
A
4. 某人用力推原来静止在水平面上的小车,小车便开始运动;停止用力后,小车会逐渐停下来,这个现象说明了
A.力是维持物体运动的原因
B.力是使物体产生速度的原因
C.力是使物体产生加速度的原因
D.力是改变物体惯性的原因
参考答案:
C
5. 如图为“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”,战车可以在倾斜直轨道上运动.当坐在战车中的导师按下按钮,战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前,最终刚好停在斜面的末端,此过程约历时4秒.在战车的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.战车在运动过程中导师处于失重状态
B.战车在运动过程中所受外力始终不变
C.战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D.根据题中信息可以估算导师运动的平均速度
参考答案:
D
【考点】牛顿运动定律的综合应用.
【分析】由题可知,“导师战车”先加速后减速,结合车运动的特点分析车的超重与失重、车的受力以及平均速度.
【解答】解:A、由题可知,“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速,加速的过程中有沿斜面向下的分加速度,车处于失重状态;当车减速时,车有向上的分加速度,车处于超重状态.故A错误;
B、由题可知,“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速,结合牛顿第二定律可知,车受到的合外力先沿斜面向下,后沿斜面向上.故B错误;
C,“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速.故C错误;
D、车的位移是10m,时间是4s,所以可以求出平均速度: m/s.故D正确.
故选:D
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 镭核(Ra)经过一系列α衰变和β衰变,变成铅核(Pb) ,其中经过α衰变的次数是_____,镭核(Ra)衰变成铅核(Pb)的过程中损失了_______个中子.
参考答案:
5
16
7. 一个质量为70kg的人在电梯中用体重计称量,当电梯以4m/s2向下加速运动时,读数为 N,当电梯以4m/s2向下减速运动时,读数为 N。
参考答案:
420 980
8. 如图所示,质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞,碰后A球以的速率反向弹回,而B球以的速率向右运动,则B的质量mB=_______;碰撞过程中,B对A做功为 。
参考答案:
4.5m ; 3mv02/8
9. (4分)某脉冲激光器的耗电功率为2×103瓦,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间为10-8秒,携带的能量为0.2焦耳,则每个脉冲的功率为 瓦,该激光器将电能转化为激光能量的效率为 。
参考答案:
答案: 2×103,0.001
10. 如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形铜制线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止),感应电流所做的功为 ,线圈的最小速度为 .
参考答案:
2mgd
11. (00年吉、苏、浙)(16分)如图所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差,这种现象称为霍尔效应,实验表明,当磁场不太强时,电热差U、电流I和B的关系为:,式中的比例系数K称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛仑兹力运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。
设电流I是由电子和定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势(填高于、低于或等于)
(2)电子所受的洛仑兹力的大小为______。
(3)当导体板上下两侧之间的电差为U时,电子所受静电力的大小为_____。
(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件,证明霍尔系数为其中h代表导体板单位体积中电子的个数。
参考答案:
答案:(1)低于;(2);(3)
(4)电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用,两力平衡,有
得:U=hvB
通过导体的电流密度I=nev·d·h
由 ,有
得
12. 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面. 将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点. 分别测量OP、OQ 的长度h 和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.
(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象.
(3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数= _________. (结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果
_________(选填“偏大冶或“偏小冶).
参考答案:
13. 2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将与俄罗斯火卫一探测器“福布斯一格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测,“萤火一号”探测时运动的周期为T,且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动;已知火星的半径为R,万有引力常量为G;假设宇航员登陆火星后,在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球,经时间f落回原处。则:火星表面的重力加速度____________________,火星的密度_________________。
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图9所示.供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω),②电流表G2(0~10 mA,内阻约100 Ω),③定值电阻R1(300 Ω),④定值电阻R2(10 Ω),⑤滑动变阻器R3(0~1 000 Ω),⑥滑动变阻器R4(0~20 Ω),⑦干电池(1.5 V),⑧开关S及导线若干.
图9
(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________.(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图.
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,________;
②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;
③________________________________________________________________________;
图10
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图10所示.
(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式________.
参考答案:
(1)根据电路的原理图,定值电阻应适当大一些,滑动变阻器采用分压接法时,应选用阻值适当小一些的变阻器
(2)连线时要注意电表的正负接线柱不能接反
(3)略
(4)根据串、并联电路规律可知:I2=I1+=I1,所以k=,所以r1=(k-1)R1.
答案 (1)③ ⑥
(2)如图
(3)①将滑动触头移至最左端 ③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2
(4)r1=(k-1)R1
15. 一滑块在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录滑块运动过程中在每次曝光时的位置,并将滑块的位置编号,得到的照片如图所示。由于底片保管不当,其中位置4处被污损。若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔为Δt=1s,则利用该照片可求出:小球运动的加速度约为a=___________m/s2;位置4对应的速度为v=__________m/s;若位置2、位置3、位置5、位置6在刻度尺的位置分别用x2、x3、x5、x6来表示,则位置4在刻度尺的位置为x4=___________(用上述给定的字母表示)。
参考答案:
(1)3.0×10-2(2.9×10-2~3.1×10-2均可);
9.0×10-2;或等形式
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (9分)假设飞机着陆后作匀减速直线运动,经10s速度减为一半,滑行了450m,则飞机着陆时的速度为多大?着陆后30s滑行的距离是多大?
参考答案:
解析:
设飞机着陆时的速度为v0,减速10s速内, 滑行距离
解得v0=60m/s
飞机着陆后匀减速运动的加速度大小为m/s2
飞机停止运动所用时间为s
所以,着陆后30s滑行的距离是m
17. 某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示。他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角的斜面上滑,紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g取10m/s2。求:
(1)(2分)上滑过程中的加速度的大小a1;
(2)(3分)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)(5分)木块回到出发点时的速度大小v。
参考答案