广东省肇庆市高要大湾华侨中学2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析
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,A、B、C三点在同一水平面上,D点在B点正上方,A、C到B的距离均为d,D到B点的距离为,AB垂直于BC空间存在着匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从A移到D时电场力做的功为零,从C到D时电场力做的功也为零,从B移到D时克服电场力做的功为W,则下列说运正确的是( )
A. 带电粒子从A移到C时电场力做的功一定为零
B. 电场强度既垂直于AD,又垂直于AC
C. 电场强度的大小为
D. C点和B点间的电势差大小为
参考答案:
ABD
【详解】根据公式,可知A、C、D三点的电势相等,即,所以带电粒子从A移到C时电场力做的功一定为零;根据电场线与等势面相互垂直可知电场强度既垂直于AD,又垂直于AC;根据公式可知B、D两点的电势差为,所以C点和B点间的电势差大小为,电场强度的大小为,故选项A、B、D正确,C错误。
2. (多选)如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,在O正上方h高位置的A点与A'关于O对称.质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电环.则小球从A点到A'过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象可能正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)( )
A.
B.
C.
D.
参考答案:
考点:
电势能.
分析:
画出小球运动的示意图,通过分析小球受到的电场力可能的情况,来确定合力情况,再由牛顿第二定律分析加速度情况.由EP=mgh分析重力势能的变化情况.根据电场力做功情况,分析小球机械能的变化和电势能的变化情况.
解答:
解:小球运动过程的示意图如图所示.
A、圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小.故A是可能的.故A正确.
B、小球从A到圆环中心的过程中,重力势能EpG=mgh,小球穿过圆环后,EpG=﹣mgh,根据数学知识可知,B是可能的.故B正确.
C、小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故C是可能的.故C正确.
D、由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,所以D是不可能的.故D错误.
故选:ABC.
点评:
本题难点是运用极限法分析圆环所产生的场强随距离变化的关系.机械能要根据除重力以外的力做功情况,即电场力情况进行分析.
3. (多选)地球绕太阳作圆周运动的半径为r1、周期为T1;月球绕地球作圆周运动的半径为r2、周期为T2.万有引力常量为G,不计周围其它天体的影响,则根据题中给定条件( )
A. =
B. 能求出地球的质量
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
参考答案:
解:A、因为地球绕太阳运动,月球绕地球运动,两者中心天体不同,故表达式表达式=不成立,故A错误;
B、由题意知,根据万有引力提供向心力有:=m可得中心天体的质量,已知月球运动的半径和周期,可以计算出地球的质量M,故B正确;
C、地球绕太阳作圆周运动的半径为r1、周期为T1,太阳与地球之间的万有引力提供圆周运动的向心力.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:BC.
4. (多选)一物体从某一高度白由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示,在A点,物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回。在物体从A下降到B的过程中,下列说法中正确的是
A.物体的重力势能不断减小
B.物体的机械能不断减小
C.物体的动能不断变小
D.弹簧的弹性势能的增加量,等于物体的重力势能的减少量
参考答案:
AB
5. 如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力
A.等于零
B.不为零,方向向右
C.不为零,方向向左
D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右
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.
参考答案:
200 远距离输电电压,输电线上损失的电压
,
7. (6分)改变内能的两种方式:_____________和________________。
参考答案:
做功;热传递
8. 如图所示,理想气体作图示的循环,其中2→3过程是绝热过程,3→1过程是等温过程,则2→3过程中气体内能____(填“增加”“减小”或“不变”),3→1过程中气体____(填“吸热”或“放热”).
参考答案:
(1). 减小 (2). 放热
2→3过程是绝热过程, 体积增大,气体对外界做功,内能减小;3→1过程是等温过程,内能不变,体积减小,外界对气体做功,气体向外放热。
9. (4分)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为 。
参考答案:
2r
10. 如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.学科网
(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d= ▲ cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s,则小车经过光电门时的速度为 ▲ m/s;学科网
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为 ▲ ------- ;
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出 ▲ (选填“v-m”或“v2-m”)图象;学科网
(4)某同学在(3)中作出的线性图象不通过坐标原点,其可能原因是 ▲ 。
参考答案:
11. 图甲为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端,如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流强度为________A,此时每盏小灯泡的电功率为________W。
参考答案:
0.3 0.6
12. 右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下,压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图.在烧瓶A中封有一定质量的气体,并与气压计相连,初始时气压计两侧液面平齐.
(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的体积不变,应将气压计右侧管_____(填“向上”或“向下”)缓慢移动,直至________.
(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Dt表示气体升高的温度,用Dh表示气压计两侧管内液面高度差的变化量.则根据测量数据作出的图线应是:_______
参考答案:
(1)向上(2分),气压计左管液面回到原来的位置(2分)
(2)A(2分)
13. 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。(保留二位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
a/m?s―2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在方格坐标纸中画出图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 。
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)所示。该图线不通过原点,其主要原因是 。
参考答案:
(1)a=3.2m/s2
(2)如图所示,
(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确的操作,插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4,如图所示。
①在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角θ1和折射角θ2;
②对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率n=_________(结果保留2位有效数字)。
参考答案:
① 答案如下图所示② 1.4
15. 物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度.实验器材有:底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器,其中光电门1在光电门2的上方,小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜.实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.
①使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示,则小球直径为______________cm.
②改变光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v,不 考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h=_______________.
③根据实验数据作出图象如上图丙所示,若图中直线斜率的绝对值为k,根据图 象得出重力加速度g大小为______.
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1.在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,场强方向保持不变.到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变.取g=10m/s2.求:
(1)原来电场强度E1的大小?
(2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小?
(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能?
参考答案:
(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以mg=E1q(2分)
所以 (1分)
(2)当场强为E2的时候,带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动,设0.20s后的速度为v, 由牛顿第二