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山東省濟(jì)寧市同濟(jì)大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022年高三物理月考試題含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.振源S在O點(diǎn)做豎直方向的簡諧運(yùn)動,頻率為10Hz,形成向左向右傳播的兩列波,t=0時刻向右傳播的簡諧橫波如圖所示(向左傳播的簡諧橫波圖中未畫出),則以下說法正確的是A.t=0時,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向下
B.t=0時,x=-2m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向向上
C.t=0.175s時,x=-1m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置
D.t=0.175s時,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置
參考答案:B2.(單選)如圖所示,質(zhì)量不計的定滑輪以輕繩牽掛在B點(diǎn),另一條輕繩一端系重物C繞過滑輪后另一端固定在墻上A點(diǎn),若改變B點(diǎn)位置使滑輪發(fā)生移動,同時適當(dāng)調(diào)節(jié)A點(diǎn)的位置使AO段繩子始終保持水平,則可以判斷懸點(diǎn)B所受拉力F的大小變化情況是
A.若B左移,F(xiàn)將增大B.若B右移,F(xiàn)將減小C.無論B左移、右移,F(xiàn)都保持不變D.無論B左移、右移,F(xiàn)都減少參考答案:C3.如圖甲,在水平地面上有一足夠長木板B,其上疊放木塊A。假定木板與地面之間、木塊和木板之間的最大靜摩擦力都和滑動摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度與F的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則下列說法中正確的是()A.A質(zhì)量為0.5kgB.B的質(zhì)量為1.5kgC.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.3D.B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2參考答案:AD【詳解】由圖可以知道,A、B二者開始時對地靜止,當(dāng)拉力為3N時開始AB一起相對于運(yùn)動,故B與地面間的最大靜摩擦力為:;當(dāng)拉力為9N時,A、B發(fā)生相對滑動,此時A的加速度為:當(dāng)拉力為13N時,B的加速度為:A相對于B滑動時,由牛頓第二定律對A有:計算得出A、B間的動摩擦因數(shù)為:.對B有:對整體有:聯(lián)立計算得出:,則由:計算得出B與地面間的動摩擦因數(shù)為.A.描述與分析相符,故A正確.B.描述與分析不符,故B錯誤.C.描述與分析不符,故C錯誤.D.描述與分析相符,故D正確.4.三個系統(tǒng)A,B,C處于熱平衡狀態(tài),則關(guān)于它們的溫度的說法正確的是()A.它們的溫度可以有較大的差別B.它們的溫度可以有微小的差別C.它們的溫度一定相同D.無法判斷溫度的關(guān)系參考答案:C【考點(diǎn)】溫度、氣體壓強(qiáng)和內(nèi)能.【分析】熱力學(xué)第零定律:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間必定處于熱平衡.熱平衡定律是溫度計能夠用來測量和比較溫度高低的基本原理.【解答】解:根據(jù)熱力學(xué)第零定律:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間必定處于熱平衡.所以三個系統(tǒng)A,B,C處于熱平衡狀態(tài),則關(guān)于它們的溫度一定相同.故選:C5.在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,與豎直墻之間放一個光滑圓球B,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F(xiàn)的作用線通過B球心,設(shè)墻對B的作用力為,B對A的作用力為,地面對A的作用力為,若F緩慢增大,而整個裝置仍保持靜止,截面如圖所示,在此過程中(
)A.緩慢增大,緩慢增大
B.緩慢增大,保持不變C.保持不變,緩慢增大
D.緩慢增大,保持不變參考答案:A對B分析,可知墻對B的作用力及A對球的作用力的合力與F及重力的合力大小相等,方向相反,故當(dāng)F增大時,B對A的壓力增大;即F2增大,也增大;
對整體分析,整體受重力、支持力及壓力F而處于平衡,故當(dāng)F增大時,地面對A的支持力增大;故F3增大;故選A.二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.(實(shí)驗(yàn))(2013?朝陽區(qū)一模)(2)某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù),想出了很多方法.①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他使物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動,當(dāng)重物落地后,物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上.實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)用打點(diǎn)計時器記錄了物塊的運(yùn)動,圖5為他截取的一段紙帶,記錄了物塊做勻減速運(yùn)動過程的信息,1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點(diǎn),相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出.已知打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz.根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運(yùn)動過程中的加速度大小a=
m/s2(保留兩位有效數(shù)字).若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2,則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=
(保留兩位有效數(shù)字),該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值
(填“偏大”或“偏小”).②乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使物塊A位于水平桌面的O點(diǎn)時,重物B剛好接觸地面.將A拉到P點(diǎn),待B穩(wěn)定后由靜止釋放,A最終滑到Q點(diǎn).分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h,重復(fù)以上的操作,分別測出以下幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5
乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出s﹣h關(guān)系圖線.實(shí)驗(yàn)中測得A、B的質(zhì)量之比mA:mB=4:5,則根據(jù)s﹣h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=
.參考答案:①2.0;0.2;偏大.②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解:①、由打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz,相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,可知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間為T=0.1s,進(jìn)而由逐差法可得加速度為:物體受摩擦力作用而減速運(yùn)動,可得:μMg=Ma解得:由于實(shí)際在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力,所以計算結(jié)果比動摩擦因素的真實(shí)值偏大.②、如圖:B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有:在B落地后,A運(yùn)動到Q,有:解得:A、B的質(zhì)量之比mA:mB=4:5,在s﹣h圖象上任取一組數(shù)據(jù)h=10cm,s=9.5cm,代入可以得:.答:①2.0;0.2;偏大.②0.4.7.我們繞發(fā)聲的音叉走一圈會聽到時強(qiáng)時弱的聲音,這是聲波的現(xiàn)象;如圖是不同頻率的水波通過相同的小孔所能達(dá)到區(qū)域的示意圖,則其中水波的頻率最大的是圖.參考答案:干涉,
C
8.質(zhì)量為20kg的小孩,平推一質(zhì)量為4kg的物體使它得到對地4m/s的速度,若小孩靠著墻,則小孩做功為___________,若小孩站在光滑的冰面上,則小孩做的功將是_________。參考答案:32J,38.4J9.如圖,電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=4Ω,R2=22Ω,滑動變阻器R的阻值0~30Ω.閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P由a端向b端滑動時,理想電流表和理想電壓表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U表示.則5Ω;R1消耗的最小電功率為P=1.78W.參考答案:解:根據(jù)閉合電路歐姆定律得
U=E﹣I(R1+r),則由數(shù)學(xué)知識得知:=R1+r=4+1=5Ω.當(dāng)變阻器與電阻R2并聯(lián)的電阻最大時,外電路電阻最大,總電流最小,R1消耗的電功率最小,此時有:RaP=RPb+R2,又RaP+RPb=30Ω,R2=22Ω,解得:RaP=26Ω,RPb=4Ω則外電路總電阻為:R=RaP+R1=13Ω+4Ω=17Ω電路中總電流為:I==A=AR1消耗的最小電功率為:P=I2R1=×4W≈1.78W故答案為:5,1.78.10.如圖所示是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖,已知飛船質(zhì)量為3.0×103kg。在飛船與空間站對接后,推進(jìn)器對它們的平均推力大小為900N,推進(jìn)器工作了5s,測出飛船和空間站速度變化了0.05m/s,則飛船和空間站的加速度大小為__________m/s2;空間站的質(zhì)量為__________kg。參考答案:
答案:0.01m/s2
,8.7×104kg11.如圖所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上?。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動.已知蠟塊勻速上升的速度大小為3cm/s,玻璃管水平運(yùn)動的速度大小為4cm/s,則:(1)蠟塊的所做運(yùn)動為
A.勻速直線運(yùn)動B.勻變速直線運(yùn)動C.曲線運(yùn)動(2)蠟塊的運(yùn)動速度為
cm/s.參考答案:(1)A;(2)5【考點(diǎn)】運(yùn)動的合成和分解.【分析】(1)分析蠟塊在相互垂直的兩個方向上的運(yùn)動情況,從而得知其合運(yùn)動是直線運(yùn)動(是勻速直線運(yùn)動或勻變速直線運(yùn)動)還是曲線運(yùn)動.(2)分析水平和豎直方向上的速度,對其利用平行四邊形定則進(jìn)行合成,即可求得其實(shí)際運(yùn)動的速度.【解答】解:(1)蠟塊參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的勻速直線運(yùn)動,因兩個方向上的運(yùn)動的加速度都為零,所以合加速度方向?yàn)榱?,蠟塊做勻速直線運(yùn)動,選項(xiàng)A正確.故選:A(2)蠟塊的運(yùn)動合速度為:v合===5cm/s故答案為:(1)A;(2)512.如圖所示,一列周期為T的橫波在繩上向左傳播,t=0時刻正好傳到P點(diǎn),則P點(diǎn)將向______開始運(yùn)動。請在圖上畫出t=
T時刻該段繩上的波形圖。參考答案:答案:上,13.如圖,在斜面頂端先后水平拋出同一小球,第一次小球落到斜面中點(diǎn),第二次小球落到斜面底端。則兩次小球運(yùn)動時間之比t1∶t2=________;兩次小球落到斜面上時動能之比EK1∶EK2=________。參考答案:
答案:,三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.(4分)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。參考答案:粒子的動量,物質(zhì)波的波長由,知,則。解析:物質(zhì)波的的波長為,要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即,因?yàn)?,所以,故?5.(10分)如圖所示,氣缸放置在水平臺上,活塞質(zhì)量為5kg,面積為25cm2,厚度不計,氣缸全長25cm,大氣壓強(qiáng)為1×105pa,當(dāng)溫度為27℃時,活塞封閉的氣柱長10cm,若保持氣體溫度不變,將氣缸緩慢豎起倒置.g取10m/s2.
(1)氣缸倒置過程中,下列說法正確的是__________A.單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)增多B.單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少C.吸收熱量,對外做功D.外界氣體對缸內(nèi)氣體做功,放出熱量(2)求氣缸倒置后氣柱長度;(3)氣缸倒置后,溫度升至多高時,活塞剛好接觸平臺(活塞摩擦不計)?參考答案:(1)BC(2)15cm(3)227℃四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖示為間距為的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平地放在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中,一端電阻,一電阻是、質(zhì)量為的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,在外力作用下從的時刻開始運(yùn)動,其速度隨時間的變化規(guī)律為,不計導(dǎo)軌電阻,試求:⑴到時間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量⑵從到時間內(nèi)外力所做的功參考答案:17.如圖所示,完全相同的正方形單匝銅質(zhì)線框abcd,通過水平絕緣且足夠長的傳送帶輸送一系列該貨件通過某一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)行“安檢”程序,即便篩選“次品”(不閉合)與“正品”(閉合),“安檢”程序簡化為如下物理模型,各貨件質(zhì)量均為m,電阻均為R,邊長為l,與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g;傳送帶以恒定速度v0向右運(yùn)動,貨件在進(jìn)入磁場前與傳送帶的速度相同,貨件運(yùn)行中始終保持ab∥AA'∥CC',已知磁場邊界AA',CC'與傳送帶運(yùn)動方向垂直,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場的寬度為d(l<d),現(xiàn)某一貨件當(dāng)其ab邊到達(dá)CC'時又恰好與傳送帶的速度相同,則(1)上述貨件在進(jìn)入磁場的過程中運(yùn)動加速度的最大值與速度的最小值;(2)“次品”(不閉合)與“正品”(閉合)因“安檢”而延遲時間多大.參考答案:解:(1)線框以速度v0進(jìn)入磁場,在進(jìn)入磁場過程中,受安培力F(方向向左)、摩擦力f(方向向右)共同作用而做減速運(yùn)動;完全進(jìn)入磁場后,在摩擦力(方向向右)的作用下做加速運(yùn)動,當(dāng)ab邊到達(dá)CC'時速度又恰好等于v0.因此,線框在剛進(jìn)入磁場時,速度最大,所受安培力F最大,加速度最大,設(shè)為am;線框全部進(jìn)入磁場的瞬間速度最小,設(shè)此時線框的速度為v.線框剛進(jìn)入磁場時,線框的電動勢為?,線框中的電流為i0.由牛頓第二定律有:F﹣μmg=mam,解得:=.在線框完全進(jìn)入磁場又加速運(yùn)動到達(dá)邊界CC'的過程中,線框只受摩擦力,根據(jù)動能定理,有:,解得.(2)“次品”(不閉合)在經(jīng)過磁場的過程中不能產(chǎn)生電流,所以安培力為零,所以,摩擦力也為零,線框進(jìn)行勻速運(yùn)動.由(1)可知,線框ab邊到達(dá)CC'后將重復(fù)線框進(jìn)入磁場的運(yùn)動,若線框ab邊從AA'到達(dá)CC',“次品”(不閉合)比“正品”(閉合)快△T1,則“次品”(不閉合)與“正品”(閉合)因“安檢”而延遲時間△T=2△T1.設(shè)“正品”貨件進(jìn)入磁場所用時間為t1,取此過程中某較短時間間隔△t,在t~(t+△t)的△t內(nèi)貨件速度變化為△v,電流為i,則由動量定理可得:(μmg﹣Bil)△t=m△v即.對上式在t1時間內(nèi)進(jìn)行疊加,可得:所以,=.設(shè)“正品”貨件在磁場中勻加速恢復(fù)v0所用時間為t2,由勻變速速度公式,有:,而“次品”貨件運(yùn)動過程不受“安檢”的影響,設(shè)線框ab邊從AA'到達(dá)CC'所用時間為T1,由勻速運(yùn)動規(guī)律有:.可見因“安檢”而延遲時間為:△T=2(t1+t2﹣T1)=.答:(1)貨件在進(jìn)入磁場的過程中運(yùn)動加速度的最大值,速度的最小值;(2)“次品”(不閉合)與“正品”(閉合)因“安檢”而延遲時間.【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢;閉合電路的歐姆定律.【分析】(1)對貨件進(jìn)入磁場的過程進(jìn)行受力分析,根據(jù)進(jìn)入時、離開時的速度相同,分析物件的運(yùn)動狀態(tài),得到加速度的最大值和速度的最小值時刻;然后對該時刻進(jìn)行受力分析得到加速度的值;對速度最小時刻到貨件將出磁場的過程運(yùn)用動能定理即可得到最小速度;(2)“次品”一直勻速運(yùn)動,分析”正品“的運(yùn)動狀態(tài)可得到延遲的運(yùn)動段,再按運(yùn)動情況進(jìn)行分段求解即可得延遲時間.18.(10分)如圖所示,質(zhì)量為m的小球,由長為l的細(xì)線系住,細(xì)線的另一端固定在A點(diǎn),AB是過A的豎直線,E為AB上的一點(diǎn),且AE=0.5l,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D,若線能承受的最大拉力是9mg,現(xiàn)將小球拉直水平,然后由靜止釋放,若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,不計線與釘子碰撞時的能量損失。求釘子位置在水平線上的取值范圍。
參考答案:解析:這是一個圓周運(yùn)動與機(jī)械能兩部分知識綜合應(yīng)用的典型問題.題中涉及兩個臨界條件:一是線承受的最大拉力不大于9mg;另一個是在圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)的瞬時速度必須不小于(r是做圓周運(yùn)動的半徑).設(shè)在D點(diǎn)繩剛
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