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2022年山西省運城市河津小梁中學高三物理下學期期末試題含解析一、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符合題意1.用輕彈簧連接的A、B兩小球質(zhì)量分別為m和M(m<M),靜止在光滑水平面上。若使A球獲得瞬時速度v(如圖甲),彈簧壓縮到最短時的長度為L1;若使B球獲得瞬時速度v(如圖乙),彈簧壓縮到最短時的長度為L2,則L1與L2的大小關(guān)系為A.L1>L2 B.L1<L2C.L1=L2 D.不能確定參考答案:C【分析】當彈簧壓縮到最短時,兩球的速度相同,A、B兩球組成的系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合判斷;【詳解】當彈簧壓縮到最短時,兩球的速度相同,對甲圖取A的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得:由機械能守恒定律得:。
聯(lián)立解得彈簧壓縮到最短時有:
同理:對乙圖取B初速度方向為正方向,當彈簧壓縮到最短時有:
故彈性勢能相等,則有:,故ABD錯誤,C正確?!军c睛】本題考查動量守恒定律及機械能守恒定律,要注意明確能量的轉(zhuǎn)化情況,并掌握動量守恒的條件。2.質(zhì)量為m的鋼制小球用長為l的結(jié)實細線懸掛在O點,將小球拉到與O點相齊的水平位置C由靜止釋放,小球運動到最低點時對細繩的拉力2mg,若小球運動到最低點B時用小錘頭向左敲擊它一下,瞬間給小球補充機械能△E,小球就能恰好擺到與C等高的A點,設(shè)空氣阻力只與運動速度相關(guān),且運動越大空氣的阻力就越大,則以下關(guān)系可能正確的是()A.△E>mgl B.△E<mgl C.△E=mgl D.mgl<△E<mgl參考答案:A【考點】功能關(guān)系.【分析】先根據(jù)牛頓第二定律求出小球通過B點的速度,分別對從C到B和B到A兩個過程,運用功能原理列式,再結(jié)合空氣阻力做功關(guān)系分析即可.【解答】解:設(shè)小球通過B點的速度為v,小球從C到B克服空氣阻力做功為W,從B到A克服空氣阻力做功為W′.在B點,根據(jù)牛頓第二定律得T﹣mg=m,又T=2mg,得v=根據(jù)功能關(guān)系可得:從C到B有:mgl=mv2+W,可得W=mgl從B到A有:△E+mv2=mgl+W′,可得W′=△E﹣mgl根據(jù)題意,知小球運動速度越大,空氣的阻力越大,則有W′>W(wǎng)聯(lián)立解得△E>mgl故選:A3.如圖所示,晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點,繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計,衣服處于靜止狀態(tài)。如果保持繩子A端、B端在桿上位置不變,將右側(cè)桿平移到虛線位置(A、B兩繩仍為繃直狀態(tài)),穩(wěn)定后衣服仍處于靜止狀態(tài)。則(
)A.繩的拉力變大
B.繩的拉力變小C.繩對掛鉤拉力的合力變小
D.繩對掛鉤拉力的合力不變參考答案:BD4.如圖,在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方。有一條形磁鐵(N極朝上,S極朝下)由靜止開始下落,磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸,關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看),下列說法正確的是A.總是順時針B.總是逆時針C.先順時針后逆時針D.先逆時針后順時針參考答案:C5.如圖所示,一個邊長L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。若通以圖示方向的電流(從A點流入,從C點流出),電流強度I,則金屬框受到的磁場力為
A.0
B.ILB
C.ILB
D.2ILB參考答案:B本題考查對基本概念的理解。由通電導線在磁場中所受安培力大小的計算公式可知選項B正確。二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.假設(shè)太陽與地球之間充滿了水而不是真空,那么光從太陽到達地球要多花的時間是
▲s。已知太陽與地球的距離為km,水的折射率為1.33。參考答案:165
7.一簡諧橫波沿x軸正向傳播,t=0時刻的波形如圖(a)所示,x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖(b)所示,該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________(填“正向”或“負向”)。已知該波的波長大于0.30m,則該波的波長為_______m。參考答案:正向0.88.右圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下,壓強變化與溫度變化關(guān)系”的實驗裝置示意圖.在燒瓶A中封有一定質(zhì)量的氣體,并與氣壓計相連,初始時氣壓計兩側(cè)液面平齊.(1)若氣體溫度升高,為使瓶內(nèi)氣體的體積不變,應(yīng)將氣壓計右側(cè)管_____(填“向上”或“向下”)緩慢移動,直至________.(2)(單選)實驗中多次改變氣體溫度,用Dt表示氣體升高的溫度,用Dh表示氣壓計兩側(cè)管內(nèi)液面高度差的變化量.則根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線應(yīng)是:_______參考答案:(1)向上(2分),氣壓計左管液面回到原來的位置(2分)(2)A(2分)9.(填空)(2013?杭州模擬)為完成“練習使用打點計時器”實驗,在如圖所示的四種器材中,找出這兩種打點計時器,并完成以下填空:
圖為電磁打點計時器,工作電壓為交流
;
圖為電火花打點計時器,工作電壓為交流
V.參考答案:丙,4~6V,乙,220.解:電磁打點計時器是利用交變電流使鐵芯產(chǎn)生磁性,吸引帶打點針的鐵條通過復寫紙在紙帶上打出點,丙圖為電磁打點計時器,工作電壓為交流4~6V;電火花打點記時器是利用家用電打出的火花吸引鉛盤而打出點,乙圖為電火花打點計時器,工作電壓為交流220V.故答案為:丙,4~6V,乙,220.10.(4分)某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律,裝置如圖所示,水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子,滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5cm后由靜止釋放,滑塊開始振動。他們分析位移—時間圖象后發(fā)現(xiàn),滑塊的運動是簡諧運動,滑塊從最右端運動到最左端所用時間為1s,則彈簧振子的振動頻率為
Hz;以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向,則滑塊運動的表達式為x=
cm。
參考答案:0.5(1分);5cosπt(3分)11.如右圖所示,AB為豎直固定金屬棒,金屬桿BC重為G。長為L,并可繞過B點垂直紙面的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動,AC為輕質(zhì)金屬線,DABC=37°,DACB=90°,在圖示范圍內(nèi)有一勻強磁場,其磁感應(yīng)強度與時間成正比:B=kt,整個回路總電阻為R,則回路中感應(yīng)電流I=
,當t=
時金屬線AC中拉力恰為零。(已知,)參考答案:;
12.一物塊以一定的初速度沖上斜面,利用速度傳感器可以在計算機屏幕上得到其速度大小隨時間的變化關(guān)系圖象如圖所示,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.則:物塊下滑時的加速度大小為
;物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為
。.參考答案:2m/s2
,
13.已知地球的質(zhì)量為M,萬有引力恒量為G,地球半徑為R.用以上各量表示,在地球表面附近運行的人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度v=.參考答案:解:設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量是m,地球的第一宇宙速度是v,由牛頓第二定律可得:G=m,解得:v=;故答案為:.三、實驗題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi)伸長量x與彈力F成正比,即F=kx,k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān),理論與實際都表明,其中Y是一個由材料決定的常數(shù),材料力學上稱之為楊氏模量。
(1)在國際單位中,楊氏模量Y的單位應(yīng)該是______.
A.N
B.m
C.N/m
D.Pa(2)在一段橫截面積是圓形的橡皮筋,應(yīng)用如圖15(甲)所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值,首先利用毫米刻度尺測得橡皮筋的長度L=20.00cm,利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4.000mm,那么測量工具a應(yīng)該是___
_。
(3)用如圖(甲)所示的裝置就可以測出這種橡皮筋的Y值,下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄。處理數(shù)據(jù)時,可在圖(乙)中作出F-x的圖像,由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=______N/m。(保留兩位有效數(shù)字)拉力F(N)510152025伸長量x(cm)1.63.24.86.48
(4)這種橡皮筋的楊氏模量Y=______。(保留一位有效數(shù)字)參考答案:(1)
D
(2)螺旋測微器(或千分尺)(3)3.1×102(4)5×106Pa
(1)根據(jù)表達式得:Y=
已知K的單位是N/m,L的單位m,S的單位是m2,
所以Y的單位是N/m2,也就是Pa,故選D.
(2)測量橡皮筋未受到拉力時的直徑用螺旋測微器.
(3)
根據(jù)F=k(l-l0)可知,圖象的斜率大小等于勁度系數(shù)大小,由圖象求出勁度系數(shù)為k=3.1×102N/m.(4)根據(jù)Y=kL/S求得,Y≈5×106
Pa.15.(6分)現(xiàn)要測量某一電壓表的內(nèi)阻。給定的器材有:待測電壓表(量程2V,內(nèi)阻約為4kΩ);電流表(量程1.2mA,內(nèi)阻約500Ω);直流電源E(電動勢約2.4V,內(nèi)阻不計);固定電阻3個:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;電鍵S及導線若干要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。i.試從3個固定電阻中選用1個,與其它器材一起組成測量電路,并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號標出。)ii.電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電壓表內(nèi)阻RV=______________。參考答案:
答案:i.電路如圖
ii.
四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖所示,已知輕彈簧發(fā)生彈性形變時所具有的彈性勢能Ep=kx2.其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為其形變量.現(xiàn)有質(zhì)量為m1的物塊與勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連并靜止地放在光滑的水平桌面上,彈簧的另一端固定,按住物塊m1,彈簧處于自然長度,在m1的右端連一細線并繞過光滑的定滑輪接一個掛鉤.現(xiàn)在將質(zhì)量為m2的小物體輕輕地掛在掛鉤上.設(shè)細線不可伸長,細線、掛鉤、滑輪的質(zhì)量及一切摩擦均不計,釋放m1,求:
(1)m1速度達最大值時彈簧伸長的長度.(2)m1的最大速度值.
參考答案:17.如圖所示,一個可視為質(zhì)點的物塊,質(zhì)量為m=2kg,從光滑四分之一圓弧軌道頂端由靜止滑下,到達底端時恰好進入與圓弧軌道底端相切的水平傳送帶,傳送帶由一電動機驅(qū)動著勻速向左轉(zhuǎn)動,速度大小為v=3m/s。已知圓弧軌道半徑R=0.8m,皮帶輪的半徑r=0.2m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,兩皮帶輪之間的距離為L=6m,重力加速度g=10m/s2。求:(1)皮帶輪轉(zhuǎn)動的角速度多大?(2)物塊滑到圓弧軌道底端時對軌道的作用力;(3)如物體滑到傳送帶后將物塊將圓弧軌道移開,則物體從傳送帶的哪一端離開傳送帶?物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多
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