内容正文:
江苏省高三年级物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 某品牌电动汽车的电耗为每公里218.9Wh,单位“Wh”(瓦时)对应的物理量是( )
A. 能量 B. 位移 C. 电流 D. 电荷量
2. 某汽车爱好者在拱形桥上进行车技挑战。若车辆正在加速上坡,则下列图中汽车所受合力F可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 人们用手抛撒种子进行播种,某次抛撒种子时,质量相等的两颗种子a、b的运动轨迹如图所示,其轨迹在同一竖直平面内,P、Q是两轨迹的最高点,M、N在同一水平线上。从O到M和从O到N的过程中,不计空气阻力,则( )
A. 运动过程中,a受到重力的冲量比b小
B. 运动过程中,a的动量变化率一定等于b的动量变化率
C. a在P点的动量一定等于b在Q点的动量
D. a在M点的动量一定小于b在N点的动量
4. 如图所示,建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处,采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出,在高处的工人乙将其接住.每块砖的质量均为m,现只考虑最上层的两块砖,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C. 工人甲在将砖块抛出后,砖块处于失重状态
D. 工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于mg
5. 如图,光滑的半圆形槽内小球(质量为m)在水平外力F作用下保持静止,已知(g为重力加速度大小),现保持外力大小不变,逆时针缓慢转动90°,该过程中小球高度( )
A. 一直降低 B. 保持不变
C. 先降低后升高 D. 先升高后降低
6. 如图所示,静止叠放在光滑水平面上,足够长。现用水平恒力拉,使从静止开始做匀加速直线运动,与发生相对滑动且间有摩擦力。以地面为参考系,则在向前运动一段距离的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对的摩擦力的冲量等于A的动量变化量
B. 对的摩擦力对做正功
C. 间产生的热量等于摩擦力对做功的大小
D. 外力做功等于增加的动能之和
7. 如图所示,从同一位置沿同一方向以不同的速率同时向右上抛出五个小球,在落地前任一时刻,小球在空中的位置正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,小物块从左侧斜面O点由静止下滑,平滑过渡到右侧斜面后能到达的最高点为P。减小右侧斜面的倾角后,再次从O点由静止下滑,能够到达的最高点为( )
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
9. 如图所示,质量分布均匀的软绳A一端固定在竖直放置的轻杆上端。当软绳随着轻杆一起在水平面内以一定角速度转动时,轻绳形状下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,一光滑圆形轨道竖直放置,其上套有两个小圆环甲和乙,轨道的最高点、最低点分别标记为A、D,最左端标记为C,最右端标记为B。小圆环甲在轻微扰动下由A处从静止开始向右运动,同时将小圆环乙由C处从静止释放,则( )
A. 小圆环甲先到达B点
B. 小圆环乙先到达D点
C. 对于小圆环甲,从A到B的过程中重力的功率先增大后减小
D. 对于小圆环乙,从C到D的过程中重力的功率一直增大
11. 小球以一定的初速度竖直向上抛出,运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比。以抛出点为重力势能的零势能点,小球从抛出到落回抛出点过程中的动能、重力势能、机械能E、和空气摩擦产生的内能Q与距抛出点的高度h之间关系的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 实验小组利用如图甲所示的装置测量当地重力加速度。用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块的总质量,槽码和挂钩的总质量。主要的实验操作如下:
(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,其宽度________mm。
(2)打开气泵,放上滑块,待气流稳定后调节气垫导轨,导轨上的滑块通过两光电门时遮光时间相等,其目的是________。将滑块系在细线的一端,细线另一端绕过定滑轮系在槽码挂钩上。
(3)将滑块由静止释放,记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、,用米尺量出光电门1、2间的距离L,设滑块通过光电门1、2的速度、平方的增量,则________(用题中测量的物理量的符号d、、表示)。
(4)多次改变光电门1的位置重复实验,测量得到多组和L的数据,根据数据在方格纸上作出如图丙所示的图线________,则测得的重力加速度________。(结果保留3位有效数字)。
(5)实验中,遮光条开始遮光时的速度小于遮光条通过光电门的平均速度。有同学认为测得的滑块通过光电门1、2的速度、,均大于遮光条通过光电门1、2开始遮光时的速度,因此对的测量值没有影响。该同学的观点________(选填“正确”或“不正确”),理由是________。
13. 如图,内壁光滑两端开口的圆筒在竖直方向固定,圆筒半径为0.5m,高为1.25m,一质量为1kg的小球以5m/s的速度从圆筒上端紧贴圆筒沿切线方向水平入射,求:
(1)小球运动的时间及到圆筒底部时的速度大小;
(2)小球运动到圆筒底部时对圆筒的压力大小。
14. 如图所示,若北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空的轨道Ⅰ上,其对地张角为60°,Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星b的轨道。已知地球的半径为R,卫星a的周期为T,引力常量为G,求:
(1)卫星b的周期;
(2)地球的平均密度。
15. 如图所示,光滑地面上有一内表面光滑的半圆形凹槽,凹槽质量为m,半径为R。内部有一质量也为m的小球,球上端与一轻杆连接,轻杆在固定装置约束下只能在竖直方向运动。为使小球与凹槽组成的系统静止,对凹槽施加水平外力F(未知),此时小球到圆弧最低点高度为0.4R,重力加速度为g。求:
(1)F的大小;
(2)将F撤去瞬间,凹槽的加速度大小;
(3)撤去F后,凹槽对地面的最大压力的大小。
16. 如图,足够长的固定杆AB、CD在同一竖直面内水平放置,AB光滑、CD杆CQ段光滑QD段粗糙。两杆间距离为2m,P在Q正上方,O为PQ中点的固定光滑柱体。两个质量均为1kg的圆环通过原长为1m的橡皮条连接,其中一圆环位于P点,另一圆环在水平外力F作用下静止在M点。已知橡皮条的劲度系数k = 18N/m,QM距离为,圆环与QD间动摩擦因数μ = 0.5,g取10m/s2。橡皮条的弹性势能,现将F撤去,求:
(1)撤去F后瞬间下方圆环的加速度大小;
(2)整个过程系统增加的内能;
(3)下方圆环越过Q后橡皮条的最大弹性势能。
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江苏省高三年级物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 某品牌电动汽车的电耗为每公里218.9Wh,单位“Wh”(瓦时)对应的物理量是( )
A. 能量 B. 位移 C. 电流 D. 电荷量
【答案】A
【解析】
【详解】A.“Wh”是功率(单位:瓦特,W)与时间(单位:小时,h)的乘积。根据公式可知其对应的物理量是能量,故A正确;
B.位移的单位是m,故B错误;
C.电流的单位是A,故C错误;
D.根据公式,可知电荷量的单位是,故D错误。
故选A。
2. 某汽车爱好者在拱形桥上进行车技挑战。若车辆正在加速上坡,则下列图中汽车所受合力F可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物体做曲线运动时,合力及加速度指向运动轨迹凹的一侧,又物体做加速曲线运动,则合力与速度的夹角为锐角。
故选B。
3. 人们用手抛撒种子进行播种,某次抛撒种子时,质量相等的两颗种子a、b的运动轨迹如图所示,其轨迹在同一竖直平面内,P、Q是两轨迹的最高点,M、N在同一水平线上。从O到M和从O到N的过程中,不计空气阻力,则( )
A. 运动过程中,a受到重力的冲量比b小
B. 运动过程中,a的动量变化率一定等于b的动量变化率
C. a在P点的动量一定等于b在Q点的动量
D. a在M点的动量一定小于b在N点的动量
【答案】B
【解析】
【详解】A.两种子分别从O抛出到M、N的过程中做斜抛运动,由轨迹知,种子a上升的最大高度较高,根据
解得
则有
同理可知种子在下落过程中也有
根据可知,运动过程中,a受到重力的冲量比b大,故A错误;
B.根据动量定理
则有
由于两粒种子的质量相等,则a的动量变化率等于b的动量变化率,故B正确;
C.根据水平方向
a水平位移小运动时间长,则a水平分速度小,P、Q是两轨迹的最高点,在最高点只具有水平方向的分速度,根据可知,a在P点的动量一定小于b在Q点的动量,故C错误;
D.a在M点的水平速度小于b在N点的水平速度,a在M点的竖直速度大于b在N点的竖直速度,故无法比较a在M点的动量和b在N点的动量大小关系,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处,采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出,在高处的工人乙将其接住.每块砖的质量均为m,现只考虑最上层的两块砖,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C. 工人甲在将砖块抛出后,砖块处于失重状态
D. 工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于mg
【答案】C
【解析】
【详解】A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手),砖块具有向上的加速度,处于超重状态,故A错误;
B.由牛顿第二定律
N-mg=ma
所以砖块间作用力
N=m(g+a)
大于mg,故B错误;
C.工人甲在将砖块抛出后,砖块具有向下的加速度,处于失重状态,故C正确;
D.工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于0,故D错误;
故选C。
5. 如图,光滑的半圆形槽内小球(质量为m)在水平外力F作用下保持静止,已知(g为重力加速度大小),现保持外力大小不变,逆时针缓慢转动90°,该过程中小球高度( )
A. 一直降低 B. 保持不变
C. 先降低后升高 D. 先升高后降低
【答案】D
【解析】
【详解】对小球进行受力分析,小球受到重力、水平外力()和半圆形槽的支持力,三力平衡。设支持力与竖直方向夹角为,作出矢量三角形如图所示
由图可知,外力大小不变,逆时针缓慢转动90°过程中,半圆形槽对小球的支持力与竖直方向的夹角先增大后减小(与垂直时夹角最大),根据几何关系可知小球高度先升高后降低。
故选D。
6. 如图所示,静止叠放在光滑水平面上,足够长。现用水平恒力拉,使从静止开始做匀加速直线运动,与发生相对滑动且间有摩擦力。以地面为参考系,则在向前运动一段距离的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对的摩擦力的冲量等于A的动量变化量
B. 对的摩擦力对做正功
C. 间产生的热量等于摩擦力对做功的大小
D. 外力做功等于增加的动能之和
【答案】A
【解析】
【详解】A.对A进行受力分析,如图所示
由动量定理有,A正确;
B.根据牛顿第三定律,由上问可知,对的摩擦力水平向左,对做负功,B错误;
C.间产生的热量
摩擦力对做功的大小,二者不相等,C错误;
D.根据功能关系,D错误。
故选A。
7. 如图所示,从同一位置沿同一方向以不同的速率同时向右上抛出五个小球,在落地前任一时刻,小球在空中的位置正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将小球的斜抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动,设五个小球的初速率为v0i,i=1,2,3,4,5,初速度与水平方向的夹角为θ,抛出时刻为t=0,则
水平方向有
竖直方向有
联立可得
可得直线方程
同一时刻所有小球的水平位移和竖直位移都满足该方程,即此时所有小球在该直线上。
故选A。
8. 如图所示,小物块从左侧斜面O点由静止下滑,平滑过渡到右侧斜面后能到达的最高点为P。减小右侧斜面的倾角后,再次从O点由静止下滑,能够到达的最高点为( )
A. A点 B. B点 C. C点 D. D点
【答案】B
【解析】
【详解】
假设物块从O点由静止下滑,到达N点时进入水平面,在E点停止,由能量关系
即
若物块从O点下滑到N点然后沿斜面上滑能到达P点,则
即
因
则与表达式相同,可知减小右侧斜面的倾角后,再次从O点由静止下滑,能够到达的最高点为OE连线与斜面的交点B位置。
故选B。
9. 如图所示,质量分布均匀的软绳A一端固定在竖直放置的轻杆上端。当软绳随着轻杆一起在水平面内以一定角速度转动时,轻绳形状下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设软绳上某一点距离末端的距离为,质量为,重力是,这段绳上端受到的张力的竖直分量应该平衡这个重力,即,水平方向,这段绳做圆周运动,向心力由张力的水平分量提供即,两式相除,得到,越靠近上端的点,与竖直方向的夹角越小。
故选C。
10. 如图所示,一光滑圆形轨道竖直放置,其上套有两个小圆环甲和乙,轨道的最高点、最低点分别标记为A、D,最左端标记为C,最右端标记为B。小圆环甲在轻微扰动下由A处从静止开始向右运动,同时将小圆环乙由C处从静止释放,则( )
A. 小圆环甲先到达B点
B. 小圆环乙先到达D点
C. 对于小圆环甲,从A到B的过程中重力的功率先增大后减小
D. 对于小圆环乙,从C到D的过程中重力的功率一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据机械能守恒定律可知,小环甲到B速度大小与小环乙到达D的速度大小相等,整个运动过程的位移相等,对两环受力分析可知,小环甲沿竖直方向的加速度逐渐增大,小环乙沿竖直方向的加速度逐渐减小,因此,小环甲做加速度逐渐增大的加速运动,小环乙做加速度逐渐减小的加速运动,作出小环甲从A到B及小环乙从C到D的图像如下
由图像可知,乙先到达D点,故A错误,B正确;
CD.根据上述分析可知,甲竖直方向的分速度一直增大,根据
可知甲的重力功率逐渐增大,乙重力的功率开始为零,到达D点时,重力的功率又为零,因此乙从C到D的过程中,重力功率先增大后减小,故CD错误。
故选B。
11. 小球以一定的初速度竖直向上抛出,运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比。以抛出点为重力势能的零势能点,小球从抛出到落回抛出点过程中的动能、重力势能、机械能E、和空气摩擦产生的内能Q与距抛出点的高度h之间关系的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.上升过程中由动能定理
则随速率v减小,Ek-h图像的斜率逐渐变小;下降过程中由动能定理
则随速率v增加,Ek-h图像的斜率逐渐变小,但上升和下降在同一高度时,上升时经过同一高度的动能大于下降时经过相同高度的动能,则A错误;
B.根据EP=mgh,则Ep-h图像应该是直线,选项B错误;
C.因机械能变化量等于阻力做功,则E-h图像的斜率,则上升时斜率减小,下降时斜率增加,回到出发点时机械能小于开始上抛时的机械能,选项C正确;
D.空气摩擦产生的内能,则上升阶段随h增加与空气摩擦产生的内能逐渐增加,且图像的斜率逐渐减小;下降阶段随高度减小产生的内能也是逐渐增加,且图像的斜率逐渐增加,选项D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 实验小组利用如图甲所示的装置测量当地重力加速度。用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块的总质量,槽码和挂钩的总质量。主要的实验操作如下:
(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,其宽度________mm。
(2)打开气泵,放上滑块,待气流稳定后调节气垫导轨,导轨上的滑块通过两光电门时遮光时间相等,其目的是________。将滑块系在细线的一端,细线另一端绕过定滑轮系在槽码挂钩上。
(3)将滑块由静止释放,记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、,用米尺量出光电门1、2间的距离L,设滑块通过光电门1、2的速度、平方的增量,则________(用题中测量的物理量的符号d、、表示)。
(4)多次改变光电门1的位置重复实验,测量得到多组和L的数据,根据数据在方格纸上作出如图丙所示的图线________,则测得的重力加速度________。(结果保留3位有效数字)。
(5)实验中,遮光条开始遮光时的速度小于遮光条通过光电门的平均速度。有同学认为测得的滑块通过光电门1、2的速度、,均大于遮光条通过光电门1、2开始遮光时的速度,因此对的测量值没有影响。该同学的观点________(选填“正确”或“不正确”),理由是________。
【答案】(1)10.20
(2)将气垫导轨调至水平
(3)
(4) ①. ②. 9.60##9.61##9.62##9.63##9.64##9.65##9.66##9.67##9.68##9.69##9.70
(5) ①. 不正确 ②. 因为,
通过光电门1开始遮光时间内位移
通过光电门2开始遮光时间内位移
因为,所以,则
【解析】
【小问1详解】
图乙可知游标卡尺精度为0.05mm,则
【小问2详解】
导轨上的滑块通过两光电门时遮光时间相等,其目的是将气垫导轨调至水平。
【小问3详解】
根据题意可得
则
【小问4详解】
[1]根据表格中数据描点并用直线连接,如下图所示
[2]因为
其中
整理得
可知图像斜率
图像可知斜率
联立解得
【小问5详解】
[1]不正确;
[2]略。
13. 如图,内壁光滑两端开口的圆筒在竖直方向固定,圆筒半径为0.5m,高为1.25m,一质量为1kg的小球以5m/s的速度从圆筒上端紧贴圆筒沿切线方向水平入射,求:
(1)小球运动的时间及到圆筒底部时的速度大小;
(2)小球运动到圆筒底部时对圆筒的压力大小。
【答案】(1)0.5s,
(2)50N
【解析】
【小问1详解】
竖直方向做自由落体运动,由h=gt2
解得t=0.5 s
小球运动到圆筒底部时竖直方向速度vy=gt=5m/s
小球运动到圆筒底部时的速度大小为v=m/s=5m/s
【小问2详解】
运动过程中,小球水平方向速率大小不变做匀速圆周运动,对小球受力分析,根据牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律可知,小球运动到圆筒底部时对圆筒的压力大小为
14. 如图所示,若北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空的轨道Ⅰ上,其对地张角为60°,Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星b的轨道。已知地球的半径为R,卫星a的周期为T,引力常量为G,求:
(1)卫星b的周期;
(2)地球的平均密度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设地球半径为,卫星的轨道半径为,对地张角为,则半张角为。由几何关系可知,
解得
卫星和卫星均绕地球做匀速圆周运动,根据开普勒第三定律
为常量,对卫星有
对近地卫星,轨道半径
有
故
代入数据得
解得
【小问2详解】
对卫星,由万有引力提供向心力,有
解得地球质量
地球体积
平均密度
代入
得
则
15. 如图所示,光滑地面上有一内表面光滑的半圆形凹槽,凹槽质量为m,半径为R。内部有一质量也为m的小球,球上端与一轻杆连接,轻杆在固定装置约束下只能在竖直方向运动。为使小球与凹槽组成的系统静止,对凹槽施加水平外力F(未知),此时小球到圆弧最低点高度为0.4R,重力加速度为g。求:
(1)F的大小;
(2)将F撤去瞬间,凹槽的加速度大小;
(3)撤去F后,凹槽对地面的最大压力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球与圆心连线与水平方向的夹角为,几何关系可知
可知
对小球和轻杆整体,竖直方向有
对凹槽水平方向有
联立解得F=mg
【小问2详解】
对小球
对凹槽
又由于
联立解得凹槽的加速度
【小问3详解】
当小球到圆弧最低点时,有
又因为
解得
对凹槽有
解得
由牛顿第三定律得压力大小。
16. 如图,足够长的固定杆AB、CD在同一竖直面内水平放置,AB光滑、CD杆CQ段光滑QD段粗糙。两杆间距离为2m,P在Q正上方,O为PQ中点的固定光滑柱体。两个质量均为1kg的圆环通过原长为1m的橡皮条连接,其中一圆环位于P点,另一圆环在水平外力F作用下静止在M点。已知橡皮条的劲度系数k = 18N/m,QM距离为,圆环与QD间动摩擦因数μ = 0.5,g取10m/s2。橡皮条的弹性势能,现将F撤去,求:
(1)撤去F后瞬间下方圆环的加速度大小;
(2)整个过程系统增加的内能;
(3)下方圆环越过Q后橡皮条的最大弹性势能。
【答案】(1)20m/s2
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设OQ距离为L,则下方圆环位于M点时橡皮条伸长量为,竖直方向由平衡条件
水平方向由牛顿第二定律得
解得a = 20m/s2
【小问2详解】
在MQ段任一位置
所以摩擦力大小恒定为f = 4N
Q = f·QM
得
【小问3详解】
MQ阶段,由能量守恒定律得
两环共速时橡皮条弹性势能最大,此时
由动量守恒定律得mv = 2mv共
得
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