湖北省荆州市综合中学高三物理上学期期末试题含解析
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. (多选)如图所示,倾角为α的斜劈放置在粗糙水平面上,斜面粗糙,物体α放在斜面上.一根轻质细线一端固定在物体a上,细线绕过两个光滑小滑轮,滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b,细线另一端固定在c上,c穿在水平横杆上,物体a和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止.物体a受到斜劈的摩擦力大小为f1、c受到横杆的摩擦力大小为f2,若将c向右移动少许,a始终静止,系统仍静止,则( )
A.
f1由沿斜面向下改为沿斜面向上,f2始终沿横杆向右
B.
细线对a和c的拉力都将变大
C.
f1和f2都将变大
D.
斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大
参考答案:
考点:
共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力..
专题:
共点力作用下物体平衡专题.
分析:
先以滑轮2为研究的对象,得出绳子上的拉力的变化;然后分别以a、c、以及a与斜面体组成的整体为研究的对象,对它们进行受力分析,结合平衡状态的特点,即可得出结论.
物体静止在斜面上,说明物体处于平衡状态,所受外力合力为0,根据合力为0可列式求物体所受斜面的支持力和摩擦力的变化情况,由于物体始终处于平衡,故物体所受合力为0,以物体和斜面整体为研究对象,当F增大时,地面对整体的摩擦力亦增大
解答:
解:1.以滑轮2为研究的对象,受力如图1,
若将c向右移动少许,两个绳子之间的夹角β增大.由于b对滑轮的拉力不变,两个绳子之间的夹角变大,所以看到绳子的拉力F一定变大.
2.斜面的倾角为α,设物体a的质量为m,以a为研究的对象.
①若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向下时,则有
F=mgsinα+f1,得 f1=F﹣mgsinα.
当F逐渐增大时,f1也逐渐增大;
②若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向上时,则有
F+f1=mgsinα,得 f1=mgsinα﹣F
当F逐渐增大时,f1逐渐减小;
③若物体原来mgsinα=F,则物体所受斜面摩擦力为0,当F逐渐增大时,f1也逐渐增大;
所以将c向右移动少许,细线对a的拉力将变大,但是f1可能逐渐增大,也可能逐渐减小.
3.以c为研究的对象,受力如图2,则:
沿水平方向:Fsinα﹣f2=0.
由于将c向右移动少许,细线对a的拉力将变大,α增大,所以f2=Fsinα一定增大.
4.以物体a与斜劈组成的整体为研究的对象,整体受到重力、地面的支持力、绳子对a的拉力、两根绳子对滑轮1的向下的压力以及地面的摩擦力的作用,其中是水平方向上系统受到的摩擦力与a受到的绳子在水平方向的分力是相等的,即:f′=Fcosα.
由于将c向右移动少许,细线对a的拉力F变大,所以地面对斜劈的摩擦力增大.
综上所述,可知A、C错误,B、D正确.
故选:BD
点评:
考虑到物体的受力分析,物体始终处于静止状态,即满足合外力为零,另物体受到斜面的摩擦力,因不知倾角和动摩擦因数的大小,摩擦力可能沿斜面向上也可能沿斜面向下,所以当F增大时,摩擦力可以变大也可以变小,要根据具体题目加以讨论.
2. 一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合开关S,电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为θ,如下图所示, 下列方法中能使夹角θ减小的是()
A. 保持开关闭合,使两极板靠近一些
B. 保持开关闭合,使滑动变阻器滑片向右移动
C. 保持开关闭合,使两极板远离一些
D. 断开开关,使两极板靠近一些
参考答案:
C
3. 如图所示,水平地面上有P、Q两点,A点和B点分别在P点和Q点的正上方,距离地面高度分别为h1和h2。某时刻在A点以速度水平抛出一小球,经时间t后又从B 点以速度水平抛出另一球,结果两球同时落在P、Q连线上的O点,则一定有
A.
B.>
C.
D.=
参考答案:
BC
4. (多选)重100N的物体通过轻绳A、B、C悬挂在小车的天花板上,它们静止时轻绳A、B与竖直方向夹角分别为和,如图所示.若物体和小车一起以加速度a向右匀加速运动,则
A.绳B所受拉力是=50N
B.绳A所受拉力小于N
C.绳C沿竖直方向
D.绳C所受拉力大于100N
参考答案:
BD
5. 如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球.乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)
A.铁球向左,乒乓球向右
B.铁球向右.乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左
D.铁球和乒乓球都向右
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. 一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴 (选填“正”或“负”)方向传播,传播速度为 m/s。
参考答案:
负 10
7. 电磁波在真空中的传播速度是_____________m/s。有一电台发射的电磁波的频率范围是535.0kHz到1605kHz,则它发射的电磁波的最长波长是________________m。
参考答案:
答案: 3.0×108;5.61×102
8. 如图所示,有若干个相同的小钢球从斜面的某一位置每隔0.1s无初速度地释放一颗,连续释放若干个小球后,对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图的照片,可得AB=15cm、BC=20cm。试求A球上面还有 颗正在滚动的小球。
参考答案:
2解析:小球运动的加速度
。
小球B的速度
B球已运动时间
设在A球上面正在滚动的小球的颗数为n 则颗
取整数n=2颗,即A球上面还有2颗正在滚动的小球。
9. 如下图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A为沙桶和沙砂,B为定滑轮,C为滑块及上面添加的砝码,D为纸带,E为电火花计时器,F为蓄电池、电压为6 V,G是开关,请指出图中的三处错误:
(1)______________________________________________________________;
(2)______________________________________________________________;
(3)______________________________________________________________.
参考答案:
(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)
(2)滑块离计时器太远
(3)电火花计时器用的是220 V的交流电,不能接直流电
10. 作匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时,其速度分别为υ和7υ,经历时间为t,则经A、B中点时速度为_______,在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多_______。
参考答案:
11. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的. 用记录的外力F与弹簧的形变量作出的F-图线如下图1所示,由图可知弹簧的劲度系数为 。图线不过原点的原因是由于 。
参考答案:
12. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面没有压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。针对这种环境,某兴趣小组通过查资料获知,:弹簧振子做简谐运动的周期为(其中m时振子的质量,k时弹簧的劲度系数)。他们设计了一种装置来间接测量物体的质量,如图所示,A是带夹子的金属块,金属块和夹子的总质量为m0,B是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定),弹簧的劲度系数k未知,当他们有一块秒表。
(1)请你简要地写出测量待测物体质量的方法,测量的物理量用字母表示
①______________________________;
②______________________________。
(2)用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m=____
参考答案:
(1) ①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1
②将B固定在A上,用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2
(此两步共4分,明确写出只测一次全振动时间的最多给2分)
(2) (2分)
13. (6分)如图所示,一根长为L、质量大于100kg的木头,其重心O在离粗端的地方。甲、乙两人同时扛起木头的一端将其抬起。此后丙又在两人之间用力向上扛,由于丙的参与,甲的负担减轻了75N,乙的负担减轻了150N。可知丙是在距甲 处用 N的力向上扛。
参考答案:
;25N
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 机械手表的分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为( )
A. B. C. D.
参考答案:
D
15. 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如表所示:
G/N
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
F/N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
1.60
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s.
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F﹣G图线(图丙).
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ= 0.40 (保留2位有效数字).
(3)滑块最大速度的大小v= . (用h、s、μ和重力加速度g表示).
参考答案:
考点:
探究影响摩擦力的大小的因素.
专题:
实验题.
分析:
(1)根据所测数据描点即可,注意所连的线必须是平滑的,偏离太远的点舍弃;
(2)由实验图甲可知F=μG,即F﹣G图象上的直线的斜率代表动摩擦因数μ;
(3)当重物P停止运动时,滑块达到最大速度,此后做匀减速运动,动摩擦因数μ在(2)中已知,根据运动规律公式v2﹣v02=2as列式即可求解.
解答:
解:(1)根据描点法在F﹣G图象上描出各点,再连接起来,如图所示;
(2)由图甲可知F=μG,则F﹣G图象上的直线的斜率代表μ值的大小.
由F﹣G图象可知μ==0.40;
(3)当重物P刚好下落到地面时,滑块的速度v最大,此时滑块的位移为h,此后滑块做加速度为μg的匀减速运动,
由公式v2﹣v02=2as知:
滑块的最大速度vmax满足:vmax2=2μg(S﹣h),
则vmax=.
故答案为:(1)如图所示;(2)0.40;(3).