江西省九江市桃树中学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. “蛟龙号”深潜器在某次实验中,从水面开始下潜到最后返回水面的10min内v﹣t图象如图所示,则( )
A.深潜器运动的最大加速度是m/s2
B.深潜器下潜的最大深度为6.0m
C.在3﹣5min内的平均速度大小为1.0m/s
D.深潜器在6﹣8min内处于失重状态
参考答案:
A
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】根据v﹣t图象的面积表示位移,由几何知识可求得最大深度;v﹣t图象的物理意义;其斜率表示加速度的大小,平均速度等于位移除以时间,根据加速度方向分析物体超重还是失重.
【解答】解:A、图象的斜率表示加速度的大小,则0~1min内加速度最大,最大为:a===m/s2,故A正确;
B、根据图象可知,在t=4min时到达最大深度,根据v﹣t图象的面积得:0~4min位移为:x=×(4×60+2×60)×2=360m,即最大深度为360m,故B错误;
C、3﹣5min内的位移x==60m,平均速度v===0.5m/s,故C错误;
D、深潜器在6﹣8min内加速度向上,故处于超重状态,故D错误.
故选:A.
2. 如图甲所示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻为R,线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域,在运动过程中,线框ab、cd两边始终与磁场边界平行,线框刚进入磁场的位置,x轴沿水平方向向右,在下面的图乙中,选出ab两端电势差随距离变化的正确图象,其中。
参考答案:
D
3. (多选题)如图所示,两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,底端接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,导轨和杆ab的电阻可忽略.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.让杆ab沿轨道由静止开始下滑,导轨和杆ab接触良好,不计它们之间的摩擦,杆ab由静止下滑距离S时,已处于匀速运动.重力加速度为g.则( )
A.匀速运动时杆ab的速度为
B.匀速运动时杆ab受到的安培力大小为mgsinθ
C.杆ab由静止下滑距离S过程中,安培力做功为mgSsinθ
D.杆ab由静止下滑距离S过程中,电阻R产生的热量为mgSsinθ
参考答案:
AB
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
【分析】匀速运动时杆ab的合力为零,根据安培力与速度的关系式和平衡条件求出ab杆的速度和ab受到的安培力.根据能量守恒定律求出电阻R上产生的热量,并得到安培力做功.
【解答】解:AB、匀速运动时有:mgsinθ=F安,又F安=BIL=,解得:v=,F安=mgsinθ,故AB正确.
CD、杆ab由静止下滑距离S过程中,根据能量守恒可得电阻R产生的热量 Q=mgSsinθ﹣,克服安培力做功为 W=Q=mgSsinθ﹣,故CD错误.
故选:AB
4. (单选)如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,当电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,动能增加,则可以判断( )
A.场强大小EA>EB
B.电势
C.电场线方向由B指向A
D.若Q为负电荷,则Q在B点右侧
参考答案:
C
5. 如图 (a)所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点,相邻两质点间距离为1 m.t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并产生分别向左、向右传播的波,O质点振动图像如图 (b)所示,当O点第一次达到正方向最大位移的时刻,P点刚开始振动,则( )
A.P′、P两点距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反
B.当Q′点振动第一次达到负向最大位移时,O质点已经通过25 cm路程
C.当波在绳中传播时,波速1m/s
D.若O质点振动加快,波的传播速度变大
参考答案:
BC
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
23、如图所示,长L的轻直杆两端分别固定小球A和B,A、B都可以看作质点,它们的质量分别为2m和m。A球靠在光滑的竖直墙面上,B球放置在光滑水平地面上,杆与竖直墙面的夹角为37o。现将AB球由静止释放,A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53o时,vA:vB=____________,A球运动的速度大小为____________。
参考答案:
4:3,(或0.559)
7. 图是某地区1、7月份气温与气压的对照表,7月份与1月份相比较,从平均气温和平均大气压的角度来说正确的是
A.空气分子无规则热运动的激烈情况几乎相同
B.空气分子无规则热运动减弱了
C.单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数增多了
D.单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数减少了
参考答案:
D
8. 两矩形物体A和B,质量分别为m和2m,它们叠放在竖立的弹簧上而静止,如图所示,弹簧的劲度系数为k.今用一竖直向下的力压物体A,弹簧又缩短了ΔL(仍在弹性限度内)而静止.现突然撤去压物块A的竖直向下的力,此时,A对B的压力大小为_________.
参考答案:
9. 如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,A、B、C是x轴上的三点。已知波长大于3m且小于5m,周期T=0.1s,AB=5m。在t=0时刻,波恰好传播到了B点,此时刻A点在波谷位置。经过0.5s,C点第一次到达波谷,则这列波的波长为__________m,AC间的距离为__________m。
参考答案:
答案:4;24
10. 如图所示,质量为m的小球,以初速度v0从斜面上A点水平抛出,落在斜面上B点时动能为初动能的5倍,则在此过程中重力冲量为__________,所用的时间为__________。
参考答案:
2mv0 2v0/g
11. (多选)一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角 的斜面,其加速度为g,如图此物体在斜面上上升的最大高度为h,则此过程中正确的是
A.物体动能增加了
B.物体克服重力做功mgh
C.物体机械能损失了mgh
D.物体克服摩擦力做功
参考答案:
BC解析: A、物体在斜面上加速度为,方向沿斜面向下,物体的合力F合=ma=,方向沿斜面向下,斜面倾角a=30°,物体从斜面底端到最大高度处位移为2h,
物体从斜面底端到最大高度处,物体合力做功W合=-F合?2h=-mgh根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得W合=△Ek所以物体动能减小mgh,故A错误.B、根据功的定义式得:重力做功WG=-mgh,故B正确.C、重力做功量度重力势能的变化,所以物体重力势能增加了mgh,而物体动能减小mgh,所以物体机械能损失了mgh,故C正确.D、除了重力之外的力做功量度机械能的变化.物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功,物体机械能减小了mgh,所以摩擦力做功为-mgh,故D错误.故选:BC.
12. 某同学研究小车在斜面上的运动,用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移,得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D,相邻计数点间的时间间隔均为T,B、C和D各点到A的距离为、和。由此可算出小车运动的加速度大小=____________________,打点计时器在打C点时,小车的速度大小=_______。 (用已知的物理量符号表示)
参考答案:
13. 有两颗人造地球卫星,它们的质量之比m1:m2=1:2,它们运行的线速度之比v1:v2=1:2.那么它们运行的周期之比为 ,它们所受的向心力大小之比为 .
参考答案:
8:1
1:32
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 为测定一段金属丝的电阻率,某同学设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,电路中的保护电阻R。=4.0 ,电源的电动势E=3.O V,电流表内阻忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数 为d= mm。
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中aP长度z及对应的电流值J,实验数据如下表所示:
x(m)
O.10
O.20
O.30
O.40
O.50
O.60
i(A)
0.49
O.43
O.38
0.33
O.31
O.28
2.04
2.33
2.63
3.03
3.23
3.57
①将表中数据描在坐标纸中,如图丙所示。试作出其关系图线,图象中直线的斜率的表达式k= (用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率(保留两位有效数字)。
②根据图丙中关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的内阻为 (保留两位有效数字)。
参考答案:
【知识点】 测定金属的电阻率. J5
【答案解析】(1)0.400;(2)①,1.1×10-4;②1.4Ω. 解析:1)由图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0mm+40.0×0.01mm=0.400mm.
(2)①如图所示由图丙所示图象由电阻定律可得,R=ρ,由欧姆定律可得:R=,则图象斜率k=,s=联立解得:k=代入数据得:k= =3
联立解得电阻率为:ρ=代入数据得:ρ=1.1×10-4Ω?m;
根据图丙中 -x关系图线纵轴截距为1.8,此时待测电阻丝电阻为零,由闭合电路欧姆定律得:E=I(r+R0)即:3=(r+4.0)得:r=1.4Ω
【思路点拨】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.(2)应用描点法作图作出图象;求出图象的函数表达式,然后根据图象求出电阻率.螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数,螺旋测微器需要估读;要掌握应用图象法处理实验数据的方法.
15. 某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律的问题.为了尽可能减少摩擦力的影响,计时器最好选用 (填“电磁式打点计时器”或“电火花式计时器”),这种计时器应接在______ V 的交流电源上.同时需要将长木板的右端垫高,直到在没有沙桶拖动下,小车拖动纸带穿过计时器时能作 运动.
参考答案:
电火花式计时器(2分) 220V(2分) 匀速直线(2分)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成,容器竖直放置.容器粗管的截面积为S1=2cm2,细管的截面积S2=1cm2,开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm.整个细管长为h=4cm.封闭气体长度为L=6cm.大气压强为p0=76cmHg,气体初始温度为27°C.求:
(1)若要使水银刚好离开下面的粗管,封闭气体的温度应为多少K;
(2)若在容器中再倒入同体积的水银,且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变,封闭气体的温度应为多少K。
参考答案:
(1) (2)
【分析】要使水银刚好离开下面的粗管,由理想气体状态方程求出封闭气体的温度,再倒入同体积的水银,气体的长度仍为6cm不变,则此过程为等容变化,求出封闭气体的温度。
解:(1)开始时, ,
水银全面离开下面的粗管时,设水银进入上面的粗管中的高度为h3,