内容正文:
高三物理试卷
一、单选题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项符合题意。
1. 如图所示,在粗糙水平面上有A、B、C、D四个小物块,它们用四根相同的橡皮绳连接成一个菱形并保持静止.已知∠DAB =120°,每根橡皮绳的弹力大小为F,当剪断AD间橡皮绳后,物块A所受摩擦力大小为
A. 0 B. F C. D. 2F
【答案】B
【解析】
【详解】对A分析可知,A水平方向受两橡皮筋的拉力和摩擦力作用而处于平衡状态,由于∠DAB=120°,每根橡皮绳的弹力大小为F,故A受拉力的合力为F,方向沿AC方向;当剪断AD间橡皮绳后,物体只受AB间橡皮绳拉力,大小为F,则此时A仍能处于静止,摩擦力大小等于拉力的大小相等,方向沿AB的反方向,故B正确,ACD错误.
2. 在解答一道已知量完全由字母表达结果计算题时,一个同学解得某物体位移表达式为x=(t1+t2),这一结果( )
A. 一定正确 B. 一定错误
C. 可能正确 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】根据等式
由于力的单位是N,又
时间的单位s,质量的单位是kg,故等式右边的单位是
而等号左边的单位是m,即等号左右单位不同,故一定错误,ACD错误,B正确。
故选B。
3. 在如图所示的位移-时间(x-t)图像和速度-时间(v-t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. t1时刻,甲、乙两车速度相等
B. 0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度不相等
C. 丙、丁两车在t2时刻相遇
D. 0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.在x-t图像中图线斜率表示速度,由图可知t1时刻两图线斜率不同,即甲、乙两车速度不同。故A错误;
B.由图可知0~t1时间内,甲、乙两车的位移相同,根据
可知该段时间内二者的平均速度相等。故B错误;
C.在v-t图像中图线与时间轴所围面积表示位移,由图可知,t2时刻两图线与时间轴所围面积不相同,即丙、丁两车在t2时刻没有相遇。故C错误;
D.根据v-t图像中图线与时间轴所围面积表示位移可知0~t2时间内,丙车的位移小于丁车的位移,由
可知丙车的平均速度小于丁车的平均速度。故D正确。
故选D。
4. 如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
A. A和B都向左运动 B. A和B都向右运动
C. A静止,B向右运动 D. A向左运动,B向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】选择水平向右为正,两滑块碰前总动量
说明系统总动量为0。
A.A和B都向左运动,总动量不为0,选项A错误;
B.A和B都向右运动,总动量不为0,选项B错误;
C.A静止,B向右运动,总动量不为0,选项C错误;
D.A向左运动,B向右运动,总动量可能为0,选项D正确。
故选D。
5. 如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑,Q在P上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. P对Q做功为零
B. P和Q之间的相互作用力做功之和为零
C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒
D. P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.Q在P上运动的过程中,P对Q的弹力方向垂直于接触面,与 Q的位移方向夹角大于90°,则P对Q做功不为零。故A错误;
BCD.Q在P上运动的过程中,整个系统只有重力做功,机械能守恒,P和Q之间的相互作用力属于内力并且等大反向,二者在力的方向上发生的位移相等,所以做功之和为零。系统在水平方向合力为零,即水平方向动量守恒。系统在竖直方向所受合力不为零,则竖直方向动量不守恒。故B正确;CD错误。
故选B。
6. 如图所示,在倾角为的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离,并使物体获得的速度。已知物体与斜面间的动摩擦因数为,g取。则在这个过程中( )
A. 人对物体做功21J B. 合外力对物体做功1J
C. 物体克服摩擦力做功21J D. 物体重力势能减少40J
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线运动速度与位移的关系知
设人的推力为,由牛顿第二定律可知
代入得
则根据功的定义式知,人对物体做的功为
代入得
故A错误;
B.根据动能定理知,合力做功为
代入得
故B正确;
C.以沿斜面向下为正方向,摩擦力做功为
代入得
故物体克服摩擦力做功为20J,故C错误;
D.物体在下滑过程中重力做功为
代入得
由功能关系知
故物体重力势能减少20J,故D错误。
故选B。
7. 2020年12月17日,嫦娥五号成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,嫦娥五号取土后,在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,以便返回地球。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均超重
B. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时机械能相等
C. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时速率相等
D. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时加速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于失重状态,故A错误;
BC.嫦娥五号在轨道Ⅰ上经过P点时经加速后进入轨道Ⅱ运行,故嫦娥五号在轨道Ⅰ上P处的速率大于在轨道Ⅱ运行至P处时速率;加速后势能不变,动能增大,则机械能增大,故BC错误;
D.根据得
可知嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时加速度大小相等,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,把两盏相同的电灯分别接成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V,乙电路所加的电压为14V,调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙,下列关系中正确的是( )
A. P甲>P乙
B. P甲<P乙
C. P甲=P乙
D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】设灯泡额定电流为I0,额定电压为U0,则
故选A。
9. 2018年8月23~25日,第九届上海国际超级电容器产业展览会成功举行,作为中国最大超级电容器展,众多行业龙头踊跃参与。如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态,在其他条件不变的情况下,现将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些,那么在错开的过程中( )
A. 电容器的电容C增大
B. 电容器所带的电荷量Q增大
C. 电流计中的电流从N流向M
D. 油滴将向下加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
可知电容器的两极板缓慢地错开一些,即极板间的正对面积减小,电容器的电容C随之减小。故A错误;
B.由
可知电容器极板间电压保持不变时,电容减小,则极板所带的电荷量Q减小。电容器处于放电状态,电流计中的电流从N流向M。故B错误;C正确;
D.根据
可知极板间场强未变,极板间距离也未变,所以场强不变,油滴继续处于静止状态。故D错误。
故选C。
10. 如图,两个带等量正电的点电荷,分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点,一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点间,且圆形细管圆心O位于A、B连线的中点,细管与A、B连线及中垂线交点分别为C、E、D、F。一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小球从C运动到D的过程中,速度先减小后增大
B. 在两个带正电的点电荷产生的电场中,C点的电势比F点的电势低
C. 小球在C、E两点速度大小相等,有相同的电势能
D. 小在D、F两点所受的电场力相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球从C到D的过程中电场力的方向一直与速度方向是钝角,电场力一直做负功,速度一直减小,A错误;
B.由等量正电荷的电场线的分布可知,电场线在OC方向由C指向O,在OF方向则有O指向F,顺着电场线电势降低,因此有,B错误;
C.由等量正电荷的电场的对称性可得,在C、E两点电势相等,则小球在C、E两点具有相同的电势能,小球在细管中运动,仅有电场力做功,由能量守恒定律可得小球在C、E两点动能变化等于在C、E两点电势能变化,故小球动能变化为零,故在C、E两点的速度大小相等,C正确;
D.等量同种电荷的电场线如图
D点电场线在向上,F点电场在向下,因此电场力方向不同,D错误。
故选C。
C选项的另解:
点电荷的库仑力为,将点电荷q2从无限远处移到离点电荷q1距离r处,电场力做功
则距离点电荷q1距离r处电势
电势是标量,则本题中两个等量正电荷由电势在C点的电势为
同理E点的电势为
因此可知,则电势能相同,由能量守恒可得C和E两点动能相同,速度大小相等,故C正确。
二、非选择题。
11. 某学生实验小组利用图a所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5kΩ;导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零。将图a中多用电表的红表笔和_____(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(2)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图b所示,这时电压表的示数如图c所示。多用电表和电压表的读数分别为_____kΩ和_____V。
(3)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知,电压表的内阻为_____kΩ。
(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图d所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为_____V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为_____kΩ。
【答案】(1)1 (2) ①. 15.0 ②. 3.60
(3)12.0 (4) ①. 9.0 ②. 15.0
【解析】
【小问1详解】
多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极,所以红表笔应接电压表的负接连柱,故红表笔和1端相连。
【小问2详解】
[1]欧姆表读数=倍率×表盘读数
[2]电压表最小分度为0.1V,电压表读数为3.60V。
【小问3详解】
由于滑动变阻器阻值为零,故欧姆表读数即为电压表阻值,为。
【小问4详解】
[1][2]调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为和4.00V;多用电表的中值电阻等于内电阻,故
由闭合电路欧姆定律和欧姆定律可知
代入数据得
12. 如图所示,质量为3m的小木块1通过长度为L的轻绳悬挂于O点,质量为m的小木块2置于高度为L的光滑水平桌面边沿。把木块1拉至水平位置由静止释放,当其运动到最低点时与木块2相撞,木块2沿水平方向飞出,落在距桌面边沿水平距离为2L处,木块1继续向前摆动。若在碰撞过程中,木块1与桌面间无接触,且忽略空气阻力,已知重力加速度为g。求:
(1)碰撞前,木块1在最低点时的速度大小;
(2)碰撞后,木块2的获得的速度大小;
(3)碰撞后,木块1相对桌面能上升到的最大高度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)从小木块1从水平位置释放到与小木块2碰前瞬间,根据机械能守恒定律可知
解得
(2)小木块2碰撞后做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动
解得
水平方向上做匀速直线运动
解得
(3)小木块1和2碰撞瞬间,根据动量守恒定律得
解得碰撞后小木块1的速度为
之后小木块1上升,根据机械能守恒定律可知
解得
13. 在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数,粒子所受重力忽略不计,求:
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做功;
(2)粒子从A到C过程所经历的时间;
(3)粒子经过C点时的速率。
【答案】(1)3qEl0;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子从A到C电场力做功为
W=qE(yA﹣yC)=3qEl0
(2)根据抛体运动的特点,粒子在x轴方向做匀速直线运动,由对称性可知,轨迹是最高点D在y轴上,可令
tA0=toB=T
tBC=T
由
Eq=ma
得:
又
解得
则A到C过程所经历的时间
(3)粒子在DC段做类平抛运动,则有
2l0=vCx(2T)
vcy=a(2T)
解得
14. 如图所示,水平传送带足够长,向右前进的速度v=4m/s,与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接,将一质量m=2kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L=8m,物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求物块
(1)第1次滑过P点时的速度大小v1;
(2)第1次在传送带上往返运动的时间t;
(3)从释放到最终停止运动,与斜面间摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)8m/s;(2)9s;(3)48J
【解析】
【分析】
【详解】(1)由动能定理得
解得
(2)由牛顿第二定律得
物块与传送带共速时,由速度公式得
解得
匀速运动阶段的时间为
第1次在传送带上往返运动的时间
(3)由分析可知,物块第一次离开传送带以后,每次再到达传送带和离开传送带的速度大小相等,物块最终停止在P点,则根据能量守恒有
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一、单选题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项符合题意。
1. 如图所示,在粗糙水平面上有A、B、C、D四个小物块,它们用四根相同橡皮绳连接成一个菱形并保持静止.已知∠DAB =120°,每根橡皮绳的弹力大小为F,当剪断AD间橡皮绳后,物块A所受摩擦力大小为
A. 0 B. F C. D. 2F
2. 在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时,一个同学解得某物体位移表达式为x=(t1+t2),这一结果( )
A. 一定正确 B. 一定错误
C 可能正确 D. 无法判断
3. 在如图所示的位移-时间(x-t)图像和速度-时间(v-t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. t1时刻,甲、乙两车速度相等
B. 0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度不相等
C. 丙、丁两车在t2时刻相遇
D. 0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度
4. 如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
A. A和B都向左运动 B. A和B都向右运动
C. A静止,B向右运动 D. A向左运动,B向右运动
5. 如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑,Q在P上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. P对Q做功为零
B. P和Q之间的相互作用力做功之和为零
C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒
D. P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒
6. 如图所示,在倾角为的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离,并使物体获得的速度。已知物体与斜面间的动摩擦因数为,g取。则在这个过程中( )
A 人对物体做功21J B. 合外力对物体做功1J
C. 物体克服摩擦力做功21J D. 物体重力势能减少40J
7. 2020年12月17日,嫦娥五号成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,嫦娥五号取土后,在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,以便返回地球。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均超重
B. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时机械能相等
C. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时速率相等
D. 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时加速度大小相等
8. 如图所示,把两盏相同的电灯分别接成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V,乙电路所加的电压为14V,调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙,下列关系中正确的是( )
A. P甲>P乙
B. P甲<P乙
C. P甲=P乙
D. 无法确定
9. 2018年8月23~25日,第九届上海国际超级电容器产业展览会成功举行,作为中国最大超级电容器展,众多行业龙头踊跃参与。如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态,在其他条件不变的情况下,现将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些,那么在错开的过程中( )
A. 电容器的电容C增大
B. 电容器所带的电荷量Q增大
C. 电流计中的电流从N流向M
D. 油滴将向下加速运动
10. 如图,两个带等量正电的点电荷,分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点,一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点间,且圆形细管圆心O位于A、B连线的中点,细管与A、B连线及中垂线交点分别为C、E、D、F。一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小球从C运动到D的过程中,速度先减小后增大
B. 在两个带正电的点电荷产生的电场中,C点的电势比F点的电势低
C. 小球在C、E两点的速度大小相等,有相同的电势能
D. 小在D、F两点所受电场力相同
二、非选择题。
11. 某学生实验小组利用图a所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5kΩ;导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零。将图a中多用电表的红表笔和_____(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(2)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图b所示,这时电压表的示数如图c所示。多用电表和电压表的读数分别为_____kΩ和_____V。
(3)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知,电压表的内阻为_____kΩ。
(4)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图d所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为_____V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为_____kΩ。
12. 如图所示,质量为3m的小木块1通过长度为L的轻绳悬挂于O点,质量为m的小木块2置于高度为L的光滑水平桌面边沿。把木块1拉至水平位置由静止释放,当其运动到最低点时与木块2相撞,木块2沿水平方向飞出,落在距桌面边沿水平距离为2L处,木块1继续向前摆动。若在碰撞过程中,木块1与桌面间无接触,且忽略空气阻力,已知重力加速度为g。求:
(1)碰撞前,木块1在最低点时的速度大小;
(2)碰撞后,木块2的获得的速度大小;
(3)碰撞后,木块1相对桌面能上升到的最大高度。
13. 在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数,粒子所受重力忽略不计,求:
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;
(2)粒子从A到C过程所经历的时间;
(3)粒子经过C点时的速率。
14. 如图所示,水平传送带足够长,向右前进的速度v=4m/s,与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接,将一质量m=2kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L=8m,物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求物块
(1)第1次滑过P点时速度大小v1;
(2)第1次在传送带上往返运动的时间t;
(3)从释放到最终停止运动,与斜面间摩擦产生的热量Q。
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