湖北省武汉市罗家墩中学2022-2023学年高三物理下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. (单选)空间存在一个匀强磁场B,其方向垂直纸面向里,还有一点电荷Q的电场,如图2所示,一带电粒子-q以初速度v0从图示位置垂直于电场、磁场入射,初位置到点电荷+Q的距离为r,则粒子在电、磁场中的运动轨迹不可能为 ( )
A.以点电荷+Q为圆心,以r为半径,在纸平面内的圆周
B.初阶段在纸面内向右偏的曲线
C.初阶段在纸面内向左偏的曲线
D.沿初速度v0方向的直线
参考答案:
D
2. (单选)有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一种特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果,实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.
举例如下:如图所示.质量为M,倾角为θ的滑块A放于水平地面上,把质量为m的滑块B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度a=,式中g为重力加速度.
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误的.请你指出该项.( )
A.
当θ°=0时,该解给出a=0,这符合常识,说明该解可能是对的
B.
当θ=90°时,该解给出a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的
C.
当M>>m时,该解给出a=gsinθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
D.
当m>>M时,该解给出a=,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
参考答案:
解:A、当θ=0°时,sinθ=0,故a=0,故A正确;
B、当θ=90°时,sin90°=1,故a=g,自由落体,故B正确;
C、当M>>m时,M+m≈M,M+msin2θ≈M,斜面体近似不动,可解出a=gsinθ,故C正确;
D、当m>>M时,斜面体飞出,物体近似自由落体,a≈g;但由于M+m≈m,M+msin2θ≈msin2θ,根据表达式a=,矛盾,故D错误;
本题选择错误的,故选:D.
3. 如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行。已知a点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为12V。一个质子从b点以v0的速度射出,速度方向与bc成45°,一段时间后经过c点。不计质子的重力。下列判断正确的是
A.a点电势低于c点电势
B.场强的方向由b指向d
C.质子从b运动到c,电势能减小8eV
D.质子从b运动到c所用的时间为
参考答案:
CD
4. 如图所示,小物块A与圆盘始终保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,下列有关A相对圆盘运动趋势的说法正确的是( )
A.沿切线方向 B.指向圆心 C.背离圆心 D.没有相对运动趋势
参考答案:
C
试题分析:隔离物体分析,该物体做匀速圆周运动;对物体受力分析,如图,
受重力G,向上的支持力N,重力与支持力二力平衡,然后既然匀速转动,就要有向心力(由摩擦力提供),指向圆心的静摩擦力,因此有背离圆心方向的运动趋势;故选C。
考点:向心力
【名师点睛】本题要注意物体做匀速圆周运动,合力提供向心力,指向圆心,而不能把匀速圆周运动当成平衡状态!向心力是效果力,由合力提供,不是重复受力。
5. 如图所示,一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标。要击中目标,射击方向应( )
A.偏向目标的西侧
B.偏向目标的东侧
C.对准目标
D.无论对准哪个方向都无法击中目标
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. 图甲所示电路称为惠斯通电桥,当通过灵敏电流计 G的电流Ig=0时,电桥平衡,可以证明电桥的平衡条件为:.图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电阻Rx的电路原理图,其中R是已知电阻,S是开关,G是灵敏电流计,AC是一条粗细均匀的长直电阻丝,D是滑动头,按下D时就使电流计的一端与电阻丝接通,L是米尺.
(1)操作步骤如下:
闭合开关,把滑动触头放在AC中点附近,按下D,观察电流表指针的偏转方向;向左或向右移动D,直到按下D时,电流表指针_____________(填:满偏、半偏或不偏转);用刻度尺量出AD、 DC的长度l1和l2;
(2) 写出计算Rx的公式:RX=______________
(3)如果滑动触头D从A向C移动的整个过程中,每次按下D时,流过G的电流总是比前一次增大,已知A、C间的电阻丝是导通的,那么,电路可能在 断路了.
参考答案:
7. 如图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现将砂桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出。气缸外部温度恒定不变,则缸内的气体压强 ,内能 。(选填“增大”、“减小”、“不变”)
参考答案:
增大 不变
8. (4分)如图所示,木块在与水平方向成角的拉力F作用下,沿水平方向做匀速直线运动,则拉力F与木块所受滑动摩擦力的合力一定是沿_____________的方向;若某时刻撤去拉力F,瞬间即发生变化的物理量为___________、___________(写出二个物理量的名称)。
参考答案:
竖直向上;弹力、摩擦力、加速度等
9. 如图所示,一根长为L=2m的细刚性轻杆的两端分别连结小球a和b,它们的质量分别为ma=8kg和mb=lkg,杆可绕距a球为L处的水平定轴O在竖直平面内转动。初始时杆处于竖直位置,小球b几乎接触桌面,在杆的右边水平桌面上,紧挨着细杆放着一个质量为m=25kg的立方体匀质物块,图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面。现用一水平恒力F=100N作用于a球上,使之绕O轴逆时针转动,在转过角过程中力F做的功为____ J;此时小球b速度的大小为 m/s。(设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b与立方体物体始终没有分离,不计一切摩擦。结果保留小数点后两位。取g=10m/s2)
参考答案:
10. 一轻弹簧原长为10 cm,把它上端固定,下端悬挂一重为0.5 N的钩码,静止时它的长度为12 cm,弹簧的劲度系数为 N/m;现有一个带有半径为14 cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上,半径OA水平,OB竖直,右图所示;将上述轻弹簧的一端拴在A点,另一端拴着一个小球,发现小球静止在圆弧上的P点,且∠BOP=30°,则小球重为 N。
参考答案:
(25;)
11. 如图所示为研究光电效应的电路图,对于某金属用紫外线照射时,电流表指针发生偏转。将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中,电流表的示数不可能 _(选填“减小”、“增大”)。 如果改用频率略低的紫光照射,电流表 _(选填“一定”、“可能”或“一定没”)有示数。
参考答案:
减小 可能
12.
T14列车时刻表
停靠站
到达时间
开车时间
里程(千米)
上海
-
18︰00
0
蚌埠
22︰26
22︰34
484
济南
03︰13
03︰21
966
北京
08︰00
-
1463
(2分)第四次提速后,出现了“星级列车”。从其中的T14次列车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为 千米/小时。
参考答案:
答案:103.66
13. 质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车,在水平冰面上以2m/s的速度滑行.不计冰面摩擦,若小孩突然以5m/s的速度(对地)将冰车推出后,小孩的速度变为_______m/s,这一过程中小孩对冰车所做的功为______J.
参考答案:
1.0
105
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 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=10 m/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。
15. 质点做匀减速直线运动,在第1内位移为,停止运动前的最后内位移为,求:
(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小.
(2)整个减速过程共用时间.
参考答案:
(1)(2)
试题分析:(1)设质点做匀减速运动的加速度大小为a,初速度为
由于质点停止运动前最后1s内位移为2m,则:
所以
质点在第1秒内有位移为6m,
所以
在整个减速运动过程中,质点的位移大小为:
(2)对整个过程逆向考虑
,所以
考点:牛顿第二定律,匀变速直线运动的位移与时间的关系.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (9分)如下图所示,质量为40.0kg的雪橇(包括小孩)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20;取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6 ,g=10m/s2。
(1)求雪橇的加速度大小;(2)经过2s撤去F,再经过3s时雪橇的速度多大?
(3)在第(2)问中,雪橇在5s内的位移多大?
参考答案:
(1)2.6m/s (2)0 (3)11.96m
17. 如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a,重力加速度为g,铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变。求:
(1)铁箱下落过程经历的时间;
(2)铁箱和货物在落地前的运动过程中克服空气阻力做的功;
(3)上升过程货物受到铁箱的作用力.
参考答案:
解:(1)设铁箱下落过程经历的时间为t,则
解得 (1分)
(2)设铁箱运动过程中受到的空气阻力大小为f,克服空气阻力做的功为W,则
解得 (2分)
(2分)