石景山高三上期末物理.docx
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石景山高三上期末物理
2015石景山高三(上)期末物理
一、本题共12小题,每小题3分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1.(3分)如图所示,一位同学从操场A点出发,向西走了30m,到达B点,然后又向北走了40m,达到C点.在从A点到C点的过程中,该同学的位移是( )
A.70mB.50mC.40mD.30m
2.(3分)如图所示,一条鱼在水中正沿直线水平向左加速游动.在这个过程中,关于水对鱼的作用力的方向,选项图中合理的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(3分)如图所示,在A、B两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷,O点为A、B连线的中点,M点位于A、B连线上,N点位于A、B连线的中垂线上.关于O、M、N三点的电场强度E和电势φ的判断正确的是( )
A.φN<φOB.φM<φOC.EN<EOD.EM<EO
4.(3分)近年来,我国一些地区出现了雾霾天气,影响了人们的正常生活.在一雾霾天,某人驾驶一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方有一辆大卡车正以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,但刹车过程中刹车失灵.已知小汽车刚刹车时与大卡车相距40m,并开始计时,得到小汽车和大卡车的v﹣t图象分别如图中a、b所示,以下说法正确的是( )
A.由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾
B.在t=1s时追尾
C.在t=5s时追尾
D.在t=5s时两车相距最近,但没有追尾
5.(3分)如图所示,我们常见有这样的杂技表演:
四个人A、B、C、D体型相似,B站在A的肩上,双手拉着C和D,A撑开双手支持着C和D.如果四个人的质量均为m=60kg,g=10m/s2,估算A的手臂受到的压力和B的手臂受到的拉力分别为( )
A.120N,240NB.240N,480NC.350N,700ND.600N,1200N
6.(3分)“神舟十号”飞船发射后,经过多次变轨进入距地面高度为h的圆形轨道.已知飞船质量为m,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.设飞船进入圆形轨道后运动时的动能为EK,则( )
A.Ek=
B.Ek=
mg(R+h)C.Ek=
mgRD.Ek=mgh
7.(3分)一简谐横波在x轴上传播,t=0时的波形如图甲所示.x=8m处质点P的振动图线如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.这列波的波长为8mB.这列波的频率为2Hz
C.这列波的波速为4m/sD.这列波向左传播
8.(3分)如图所示,斜面光滑且绝缘.在斜面上A点固定一点电荷,从B点无初速释放一带负电的小物块(可视为质点),小物块在运动中电荷量始终保持不变,运动到C点时速度恰好为零.小物块从B运动到C的过程中,下列说法正确的是( )
A.小物块先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.小物块的电势能一直增大
C.小物块的电势能先增大后减小
D.小物块所受到的合外力一直减小
9.(3分)如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁.当磁铁向下运动(但未插入线圈内部)时,线圈中( )
A.没有感应电流
B.感应电流的方向与图中箭头方向相反
C.感应电流的方向与图中箭头方向相同
D.感应电流的方向不能确定
10.(3分)如图所示,一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中.A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流,虚线是两条导线垂线的中垂线;B中+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量,虚线是两位置连线的中垂线;C中I是圆环线圈中的电流,虚线过圆心且垂直圆环平面;D中是正交的匀强电场和匀强磁场,虚线垂直于电场和磁场方向,磁场方向垂直纸面向外.其中,带电粒子不可能做匀速直线运动的是( )
A.
B.
C.
D.
11.(3分)如图所示,一物体作匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,其中B是A、C的中点.已知物体在AB段的平均速度为3m/s,在BC段的平均速度为6m/s,则物体经过B点时的速度是( )
A.4m/sB.4.5m/sC.5m/sD.5.5m/s
12.(3分)如图所示,小铁块从一台阶顶端以初速度v0=4m/s水平抛出.如果每级台阶的高度和宽度均为1m,台阶数量足够多,重力加速度g取10m/s2,则小铁块第一次所碰到的台阶的标号是( )
A.3B.4C.5D.6
二、本题共2小题,共18分.
13.(6分)如图所示为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图,已知闪光频率为每秒10次,且第一次闪光时小车恰好从A点开始运动.根据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为AB=2.42cm,BC=7.31cm,CD=12.20cm,DE=17.13cm.由此可知,小车运动的加速度大小为 m/s2,小车运动到D点时的速度大小为 m/s.(结果均保留2位有效数字)
14.(12分)某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为1mA、内阻约为100Ω)的内阻.实验室中可供选择的器材有:
电流表A1:
量程为3mA内阻约为200Ω;
电流表A2:
量程为0.6A,内阻约为0.1Ω;
定值电阻R1:
阻值为10Ω;
定值电阻R2:
阻值为60Ω;
滑动变阻器R3:
最大电阻20Ω,额定电流1.5A;
直流电源:
电动势1.5V,内阻0.5Ω;
开关,导线若干.
(1)为了精确测量电流表G的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为 、定值电阻为 .(填写器材的符号)
(2)在方框中画出你设计的实验电路图.
(3)按照你设计的电路进行实验,测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg= .
三、本题共5小题,共46分.解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
15.(8分)如图所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切.质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上.质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰,碰后两个物体以共同速度运动.取重力加速度g=10m/s2.求
(1)A经过Q点时速度的大小v0;
(2)A与B碰后速度的大小v;
(3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能△E.
16.(9分)如图甲所示,质量为2kg的木板B静止在水平面上.某时刻物块A(可视为质点)从木板的左侧沿木板上表面滑上木板,初速度v0=4m/s.此后A和B运动的v﹣t图象如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量.
17.(9分)如图甲所示,一小物块随足够长的水平传送带一起运动,一水平向左飞来的子弹击中小物块并从中穿过.固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位移x随时间t的变化关系如图乙所示.已知图线在前3.0s内为二次函数,在3.0s~4.5s内为一次函数,取向左运动的方向为正方向,传送带的速度保持不变,g取10m/s2.
(1)定性描述小物块在前3.0s内的运动情况;
(2)求传送带速度v的大小;
(3)求小物块与传送带间的动摩擦因数μ.
18.(9分)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?
19.(11分)如图所示,宽度为L的粗糙平行金属导轨PQ和P′Q′倾斜放置,顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S,底端PP′处与一小段水平轨道用光滑圆弧相连.已知底端PP′离地面的高度为h,倾斜导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)中.若断开开关S,将一根质量为m、电阻为r、长也为L的金属棒从AA′处静止开始滑下,金属棒落地点离PP′的水平距离为x1;若闭合开关S,将金属棒仍从AA′处静止开始滑下,则金属棒落地点离PP′的水平距离为x2.不计导轨电阻,忽略金属棒经过PP′处的能量损失,已知重力加速度为g,求:
(1)开关断开时,金属棒离开底端PP′的速度大小;
(2)开关闭合时,金属棒在下滑过程中产生的焦耳热;
(3)开关S仍闭合,金属棒从比AA′更高处静止开始滑下,水平射程仍为x2,请定性说明金属棒在倾斜轨道的运动规律.
参考答案与试题解析
一、本题共12小题,每小题3分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1.【解答】位移的大小等于首末位置的距离,所以总位移是大小为
,故B正确.
故选:
B
2.【解答】鱼在水中受水的浮力保持鱼在竖直方向的平衡,由于水平方向向左加速,故鱼受水平方向向左的外力;故水对鱼的作用力应是浮力与向左推动力的合力;故应斜向左上方;故A正确,BCD错误
故选:
A
3.【解答】A、作出ON所在处的电场线如图,电场线方向从O指向N,根据顺着电场线方向电势降低,则知φN<φO,A正确;
B、M点比O点更靠近正点电荷,越靠近正点电荷,电势越高,则φM>φO,B错误;
CD、由于MN两点处电场线的疏密情况未知,不能判断两点电场强度的大小,但电场场强大于0,而O处电场场强为零.故EN>EO,EM>EO
C、D均错误;
故选:
A.
4.【解答】根据速度﹣时间图象所时间轴所围“面积”大小等于位移,由图知,t=5s时,b车的位移为:
sb=vbt=10×5m=50m,
a车的位移为:
sa=
×(30+20)×1+
×(20+10)×4m=85m,则sa﹣sb=35m,所以在t=5s时还没有追上,不会追尾,最近距离为:
△s=40+50﹣85m=5m,故D正确,ABC错误.
故选:
D.
5.【解答】由题图中可知,C与AB之间的直角三角形的斜边是两个胳膊的长度,水平方向的直角边是一个胳膊的长度,所以直角三角形上边的角近似为30°.
对C:
分析受力如图所示,则有:
FAC=mgtan30°=
,即C受到A的推力约为
.A的手臂受到的压力也是
=
N;
FBC=
=
,即C受到B的拉力为
,则B受到C的拉力也为
=
N.
故选:
C
6.【解答】飞船绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有:
,
得:
v=
,
又因为在地球表面上物体受到的重力等于万有引力为:
,
得:
GM=R2g,
解得:
v=
故飞船的动能为:
选项A正确,BCD错误.
故选:
A
7.【解答】A、由甲图读出波长为4m,故A错误;
B、由乙图读出周期为T=2s,则频率f=
,故B错误;
C、波速v=
,故C错误;
D、由乙图读出t=0s时刻质点P的速度方向沿y轴正方向,在甲图上,根据波形的平移法判断出波的传播方向沿﹣x方向传播,即向左传播,故D正确.
故选:
D.
8.【解答】A、小物块从B运动到C点时速度恰好为零,说明点电荷对小物块的库仑力必定是排斥力,否则物块做加速运动,到C点时速度不可能零.根据库仑定律可知,库仑力不断增大,所以物块所受的合外力在变化,先做变加速运动,后做变减速运动,故A错误.
BC、库仑力对小物块一直做负功,其电势能一直增大,故B正确,C错误.
D、小物块所受的库仑力先小于重力沿斜面向下的分力,后大于重力沿斜面向下的分力,合外力先沿斜面向下,后沿斜面向上,随着库仑力的增大,则知合外力先减小后反向增大,故D错误.
故选:
B
9.【解答】当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量向下,且增大,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,方向向上,则线圈中的电流方向与箭头方向相同.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
10.【解答】A、根据安培定则判断知虚线上合磁场的方向沿虚线方向向右,与带电粒子的速度方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力,因而带电粒子做匀速直线运动,故A正确.
B、根据等量同种电荷的电场线分布可知电场线与虚线重合,带电粒子所受的电场力与其速度平行,粒子做变速直线运动,故B错误.
C、由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合,与带电粒子的速度方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力,带电粒子能做匀速直线运动,故C正确.
D、若粒子带正电,粒子所受的电场力向上,由左手定则判断知洛伦兹力方向向下,能与电场力平衡,则带电粒子能做匀速直线运动.故D正确.
本题选不可能做匀速直线运动的,故选:
B.
11.【解答】设物体的加速度是a,AC段的长度为2x,则AB段:
,
BC段:
,
联立以上4式,解得:
物体在B点时的即时速度的大小:
vB=5m/s
故选:
C
12.【解答】如图:
设小球落到斜线上的时间t,
水平:
x=v0t
竖直:
y=
因为每级台阶的高度和宽度均为1m,所以斜面的夹角为45°,
则
代入数据解得t=0.8s;
相应的水平距离:
x=4×0.8m=3.2m
台阶数:
n=
,知小球抛出后首先落到的台阶为第四级台阶.故B正确,A、C、D错误.
故选:
B.
二、本题共2小题,共18分.
13.【解答】T=0.1s
a=
=
=4.9m/s2
vD=
=1.5m/s
故本题答案是:
4.9;1.5
14.【解答】
(1)待测电流表G量程是1mA,因此可以选电流表A1:
量程为3mA,内阻约为200Ω;当通过电流表A1的电流等于其量程3mA时,
电路最小电阻约为R=
=
=500Ω,
则定值电阻最小应为R定=R﹣RA1﹣RG=500Ω﹣200Ω﹣100Ω=200Ω,
为保证电路安全,定值电阻阻值应大一点,定值电阻应选R2:
阻值为60Ω;
(2)待测电流表与定值电阻并联,然后由电流表测出并联电流,滑动变阻器采用分压接法,电路图如图所示.
(3)电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,通过定值电阻的电流为I=I1﹣I2,电流表G两端的电压U=IR2,
待测电流表内阻rg=
=
;
故答案为:
(1)A1;R2;
(2)电路图如图所示;(3)=
.
三、本题共5小题,共46分.解答应写出必要的文字说明、方程和重要步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
15.【解答】解:
(1)从P到Q过程,由动能定理可得:
mgh=
mv02﹣0,解得v0=3m/s;
(2)碰撞过程中,A、B动量守恒,
由动量守恒定律得:
mAv0=(mA+mB)v,
解得:
v=1m/s;
(3)碰撞过程中,由能量守恒定律得:
△E=
mAv02﹣=
(mA+mB)v2=3J;
答:
(1)A经过Q点时速度的大小3m/s;
(2)A与B碰后速度的大小1m/s;
(3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能为3J.
16.【解答】解:
(1)由图象可知,A在0﹣1s内的加速度a1=
=
=﹣2m/s2,
对A由牛顿第二定律得,﹣μ1mg=ma1
解得μ1=0.2.
(2)由图象知,AB在1﹣3s内的加速度a3=
,
对AB由牛顿第二定律得,﹣(M+m)gμ2=(M+m)a3
解得μ2=0.1.
(3)由图象可知B在0﹣1s内的加速度
=2m/s2.
对B由牛顿第二定律得,μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma2,
代入数据解得m=6kg.
答:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1为0.2.
(2)动摩擦因数μ2为0.1.
(3)A的质量为6kg.
17.【解答】解:
(1)位移时间图象的斜率表示速度,物体相对传送带运动时水平方向只受滑动摩擦力作用,所以根据图象可知:
前2s向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动,
(2)因第3﹣4.5s内s﹣t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止即与传送带一起匀速运动,因此段时间图象斜率为负值,所以传送带的速度方向顺时针.
传送带的速度v的大小为v=
=
;
(3)由图象可知在第3s内小物块做初速度为零的匀加速运动,则x=
(其中x=1m,t=1s)
根据牛顿第二定律可得:
a=
=μg,
解得:
μ=0.2
答:
(1)前2s向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动;
(2)传送带速度v的大小为2m/s;
(3)物块与传送带间的动摩擦因数为0.2.
18.【解答】解:
(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以mg=E1q
所以E1=
=2.0×103N/C
(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,
由牛顿第二定律:
E2q﹣mg=ma,得到a=
=10m/s2.
由运动学公式v=at=2m/s
(3)把电场E2改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1,则0﹣v1=﹣gt1解得:
t1=0.20s
设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2,
根据牛顿第二定律qE2=ma2,解得:
a2=20m/s2
设此时带电微粒的水平速度为v2,v2=a2t1,解得:
v2=4.0m/s
设带电微粒的动能为Ek,Ek=
=1.6×10﹣3J
答:
(1)原来电场强度E1的大小是2.0×103N/C;
(2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小是2m/s;
(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能1.6×10﹣3J.
19.【解答】解:
(1)开关断开时,金属棒离开底端PP′的速度大小为v1,在空中运动的时间为t,则:
x1=v1t
h=
可得:
v1=x1
(2)开关断开时,在金属棒沿倾斜导轨下滑的过程中,重力做功为WG,摩擦力做功为WF.
根据动能定理:
WG+WF=
开关闭合时,金属棒离开底端PP′的速度:
v2=x2
在金属棒沿倾斜导轨下滑的过程中,重力做功和摩擦力做功与开关断开时相同,安培力做功为W安,系统产生的焦耳热为Q,
由动能定理可得:
WG+WF+W安=
又因为Q=|W安|
金属棒产生的焦耳热Qr=
Q
联立上述方程可得:
Qr=
•
.
(3)据题,开关S仍闭合,金属棒从比AA′更高处静止开始滑下,水平射程仍为x2,说明金属棒离开PP′时的速度相等,则知金属棒在倾斜导轨上先做加速度减小的加速运动,然后匀速运动.
答:
(1)开关断开时,金属棒离开底端PP′的速度大小为x1
;
(2)开关闭合时,金属棒在下滑过程中产生的焦耳热为
•
;
(3)金属棒在倾斜导轨上先做加速度减小的加速运动,然后匀速运动.
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