内容正文:
高三物理期末复习训练(四)
一、单选题
1.在如图所示电路中,电源电动势始终保持不变,R是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻,R0是定值电阻,其两端并联一个平行板电容器。闭合开关S,当电路稳定后,在逐渐增大光照强度的过程中( )
A.电容器电容变小 B.极板间电场强度减小
C.电容器储存的电能不变 D.极板上所带电荷量增多
2.我国在西昌卫星发射中心发射“中星”广播电视直播卫星,按预定计划,“中星”应该首先被送入近地点约为公里,远地点约为万公里的转移轨道Ⅱ(椭圆),然后通过远地点变轨,最终进入地球同步轨道Ⅲ(圆形)。但是由于火箭故障,卫星实际入轨后初始轨道Ⅰ远地点只有万公里。科技人员没有放弃,通过精心操作,利用卫星自带燃料在近地点点火,尽量抬高远地点的高度,经过次轨道调整,终于在月日成功进入预定轨道,下列说法正确的是( )
A.卫星从轨道Ⅰ的点进入轨道Ⅱ后机械能减小
B.卫星在轨道Ⅲ经过点时和轨道Ⅱ经过点时的速度相同
C.“中星”发射失利原因可能是发射速度没有达到
D.卫星在轨道Ⅱ由点向点运动时处于失重状态
3.如图所示,理想变压器原线圈的两端a、b接正弦交流电源时,电压表V的示数为220V,电流表A1的示数为0.20A。已知负载电阻R=44,则下列判断正确的是(电表均为理想交流电表)( )
A.原线圈和副线圈的匝数比为2:1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5:1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.R消耗的功率为1.76W
4.在水平面上M点的正上方0.8m高度处,将A球以初速度水平向右抛出,在M点右侧地面上N点处,将B球以初速度斜向左上方45°角抛出,A球、B球水平距离为0.9m,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.若两球同时抛出,经过0.1s后相遇
B.若两球同时抛出,相遇时速度变化量相等
C.若两球同时抛出,相遇时水平位移相同
D.若两球分别抛出并未相遇,落地后不反弹,则两球在空中运动时间相等
5.如图所示,质量为m、电阻为R、边长为L正方形金属线框的边恰好与有界匀强磁场的上边界重合,现将线框在竖直平面内由静止释放,当下落高度为时线框开始做匀速运动。已知线框平面始终与磁场方向垂直,且边始终水平,磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.边进入磁场时,线框中感应电流的方向为逆时针方向
B.线框匀速运动时,速度大小为
C.线框从静止到刚好匀速运动的过程中,通过线框某截面的电量为
D.线框从静止到刚好匀速运动的过程中,线框中产生的焦耳热为
6.如图所示,将一个空的铝易拉罐中插入一根透明圆柱形薄吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(重力、长度均不计),在吸管上标上刻度,就做成一个简易的温度计,若某次测量时易拉罐被轻微压扁一些,则( )
A.温度的测量值不变
B.温度的测量值偏大
C.温度的测量值偏小
D.测量的温度范围变小了
7.一赛车场的圆环形车道修建在水平地面上,中心为赛道倾斜,虚线部分的竖直截面如图所示,AB是半径为R的四分之一圆弧为圆心,OA水平,OB竖直,BP距离为。赛车都在水平面内做匀速圆周运动,某一瞬时,甲、乙两辆赛车恰好在同一竖直面内不同高度处,不考虑赛车受到的侧向摩擦力作用。下列说法正确的是( )
A.乙车行驶速度较大
B.此瞬间乙车向心加速度较大
C.若乙车提高行驶速度,则其距离地面的高度将会加大
D.若甲车改变行驶速度,有可能在离地面高度为R的圆周上运动
二、多选题
8.图甲是法拉第于1831年发明的人类历史上第一台发电机——圆盘发电机.图乙为其示意图,铜盘安装在水平的铜轴上,磁感线垂直穿过铜盘;两块铜片M、N分别与铜轴和铜盘边缘接触,匀速转动铜盘,电阻R就有电流通过.则下列说法正确的是( )
A.回路中恒定电流的大小与铜盘转速无关
B.回路中电流大小和方向不变
C.回路中电流方向不变,从M经导线流进电阻R,再从N流向铜盘
D.铜盘绕铜轴转动时,沿半径方向上的金属“条”切割磁感线,产生电动势
9.做曲线运动的物体,可能保持不变的物理量是( )
A.速度 B.合外力 C.动能 D.机械能
10.如图所示,在粗糙绝缘的水平面内,存在一竖直向下的磁场区域,磁感强度B沿水平向右的方向均匀增加,分布规律为B=kx,其中k为正的常数。有一个长为L、宽为h、质量为m、电阻为R的不变形的矩形金属线框,在运动过程中始终位于磁场区域内。当它在该平面内运动时,将受到大小恒为f的阻力作用,则( )
A.若磁场区域以速度v水平向左匀速运动,线圈可能静止不动
B.若磁场区域以速度v水平向左匀速运动,线圈由静止释放,则此后线圈运动的最大速度可能为
C.若让线圈在水平外力F的作用下从静止开始向右做加速度为a的匀加速直线运动,则F与时间t的关系为
D.若零时刻磁场区域由静止开始水平向左做匀加速直线运动,同时线圈由静止释放,足够长的时间后,t时刻磁场区域的速度为vt,则此刻线圈的速度
三、实验题
11.学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示,电火花计时器打点的周期,当地重力加速度。
(1)实验中,电火花计时器接的是 (选填“6V”或“220V”)的交流电源。
(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,O为打出的第一个点,A、B、C、D、E为依次打下的点,根据纸带上的数据,电火花计时器打D点时重锤的速度大小为 m/s,测得重物的质量为0.20kg,重锤由O点运动到D点重力势能的减少量等于 J,动能增加量等于 J。(结果均保留三位有效数字)
(3)若采用图像法处理纸带数据,可测量多个计数点到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v。以h为横坐标、为纵坐标建立坐标系,作出图像,从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确,重力加速度为g,则在误差允许的范围内,图线的“斜率”为 。
(4)若实验中另一组同学经过计算发现重物增加的动能大于减少的重力势能,则可能的原因是________(多选)
A.用公式算各点瞬时速度(设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间)
B.由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力
C.先释放纸带后接通电源,导致打第一个O点时便有了初速度
D.重锤下落过程中受到空气阻力
12.热敏电阻的阻值随温度的变化而改变,通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系,可制作一简易的温度传感器,进而实现温度测量。如图(a)所示,为热敏电阻,为匹配电阻,电源电动势为E(内阻不计),数字电压表(内阻视为无穷大)用于测量热敏电阻两端的电压。
(1)由图(a)可得的表达式为 。
(2)已知某热敏电阻从升温到时,其阻值从单调减小到。为了合理配置的阻值,用电阻箱代替该热敏电阻进行实验。经数据处理得到不同值对应的关系图线,如图(b)所示,分析可知应选图线 对应的作为匹配电阻,可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。
(3)选定匹配电阻后,按图(a)连接电路,改变热敏电阻的温度T,测量其两端的电压,并尝试用二次多项式进行数据拟合,得到温度与的关系。
(4)用已标定的温度传感器进行实验,记录数据,如下表所示,其中T为测量温度,为标准温度,。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为 和 。除涉及元器件的精度和稳定性之外,分析该温度传感器测量误差的主要来源: 。
四、解答题
13.如图所示,在水平面上静止放置轨道A,其由半径为R=0.4m的光滑圆弧轨道EF和水平轨道FG两部分组成,左侧x=0.325m处固定一竖直挡板,右侧紧挨着一木板B与其等厚。现由E点正上方h=0.2m处由静止释放物块D。一段时间后物块D沿轨道A滑到最右端C且二者恰好达到向右的共同速度。已知轨道A的质量mA=3kg,木板B的质量mB=9kg,物块D的质量mD=1kg。不计轨道A与水平面间的摩擦,物块D与水平轨道FC间的动摩擦因数为=0.5,与木板B的动靡擦因数为=0.2。木板B与水平面间的动摩擦因数=0.02。轨道A与左侧竖直挡板碰后,速度等大反弹。A与B的碰撞为弹性碰撞。所有碰撞时间均极短不计。木板B足够长,重力加速度为g=10m/s2,忽略空气阻力。求:
(1)物块D到达F点时的速度大小;
(2)轨道A与竖直挡板第一次碰撞时的速度大小;
(3)轨道A与木板B第一次碰撞和第二次碰撞的时间间隔;
(4)轨道A与木板B第一次碰撞和第二次碰撞的时间间隔内,物块D相对于B滑动的距离记作,轨道A与木板B第二次碰撞和第三次碰撞的时间间隔内,物块D相对于B滑动的距离记作,试求。
14.如图(a),在第Ⅲ象限加速区内有沿轴负方向的匀强电场,场强大小可在范围内调节。在第Ⅱ象限偏转区内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度随的变化而变化。在第Ⅰ象限检测区内,分布着匀强电场或磁场,检测区内适当位置放有长为的检测板。在处有一离子源,可连续释放质量为、电荷量为的静止离子。离子经坐标为的小孔进入检测区,打在检测板上。不计离子的重力及离子间的相互作用。
(1)离子从孔进入检测区,求磁感应强度随场强变化的关系式。
(2)检测区内有沿轴负方向、场强大小为的匀强电场。将检测板左端放在孔上沿,调整板面与轴正方向的夹角使板上收集到离子的记录线最长。求此记录线的长度及该夹角的正弦值。
(3)如图(b)所示,若轴右侧有垂直纸面向里的磁场,磁感应强度大小的变化规律为(为大于零的常量),检测板与轴平行,并可沿轴平移。求检测板能收集到离子时的最大坐标。
试卷第1页,共3页
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《高三物理期末复习训练(四)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
B
D
B
C
BD
BCD
ABD
1.D
【详解】A.电容器的电容大小由其本身结构决定,是电容器本身的固有属性,与外电路无关,电容C不变,故A错误;
B.当光照强度增大时,光敏电阻的阻值减小,电路电流增大,R0两端电压增大,因此电容器两端电压U变大,电容器板间距d不变,由
知,E增大,故B错误;
CD.由
知,C不变,U变大,则Q增大,是充电过程,电容器储存的电能增大,故C错误,D正确。
故选D。
2.D
【详解】A.卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,轨道半径变大,要做离心运动,卫星应从轨道Ⅰ的点加速后才能做离心运动,从而进入轨道Ⅱ,卫星加速过程机械能增加,则卫星从轨道Ⅰ的点进入轨道Ⅱ后机械能增加,故A错误;
B.卫星由Ⅱ的点加速后才能进入Ⅲ,由此可知,卫星在轨道Ⅲ经过点时的速度大于在轨道Ⅱ经过点时的速度,故B错误;
C.发射速度小于时,卫星会落回地面,而该卫星进入较低轨道,故发射速度大于,故C错误。
D.卫星在轨道Ⅱ由点向点运动时只受到万有引力的作用,所以处于完全失重状态,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】ABC.根据电压匝数与电流匝数关系有
根据欧姆定律有
解得
,
AC错误,B正确;
D.R消耗的功率
D错误。
故选B。
4.B
【详解】AC.两球同时抛出,相遇时水平方向有
(v1+v2cos45°)t=0.9m
解得
而竖直方向
则两球恰能相遇;因为
v1t≠v2cos45°t
即相遇时水平位移不相同,故AC错误;
B.抛出后,水平方向上两球做匀速直线运动,竖直方向上做匀变速运动,速度的变化量为△v=gt,从抛出到相遇,两球运动的时间t相同,所以相遇时速度变化量相等,故B正确;
D.在竖直方向上,两球做匀变速运动,对于A球有
h=gt12
解得
对于B球有
解得
则两球在空中运动时间不相等,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】A.边进入磁场时,磁通量在增大,根据楞次定律可知线框中感应电流的方向为顺时针方向,A错误;
B.线框匀速运动时,受力平衡有
其中
,
联立解得
B错误;
C.根据公式有
,,
联立解得通过线框某截面的电量为
C错误;
D.根据能量守恒,线框从静止到刚好匀速运动的过程中,线框中产生的焦耳热为
D正确。
故选D。
6.B
【详解】相同的温度下,根据玻意耳定律,易拉罐被轻微压扁一些,则罐子内封闭气体的体积减小,压强则增大,所以吸管内油柱上升,温度测量值偏大。
故选B。
7.C
【详解】A.对车进行受力分析知
其中为支持力与竖直方向夹角
代入解得
乙的角小,故行驶速度较小,故A错误;
C.若乙车提高行驶速度,v增大,则大,距离地面的高度大,故C正确;
B.由
可得向心加速度
故甲车向心加速度大,故B错误;
D.若甲车改变行驶速度,在离地面高度为R的圆周上运动,则
由,则v也趋向无穷大,所以若甲车改变行驶速度,不能在离地面高度为R的圆周上运动,故D错误。
故选C。
8.BD
【分析】根据右手定则判断MN间感应电流方向,即可知道电势高低.根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与转动角速度有关.
【详解】根据法拉第电磁感应定律,则有,产生的电动势大小不变则感应电流不变.电流为可知回路中恒定电流的大小与铜盘转速有关,故A错误;根据右手定则可知,电流从N点流出,经过电阻R流向M点,因此电流方向为从N向R再到M,即为M→N→R→M,通过R的电流从下向上,电流方向不变,通过R的电流是直流电,故B正确,C错误;圆盘在外力作用下运动,相当于沿半径方向上的金属“条”切割磁感线,从而产生感应电动势,可以产生感应电流,可以发电,故BD正确,AC错误.
【点睛】本题是右手定则和法拉第电磁感应定律的综合应用,同时注意切割磁感线相当于电源,内部电流方向是从负极到正极.注意由于圆盘在切割磁感线,相当于电源,所以M处的电势比N处低.
9.BCD
【详解】A.做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以速度一定变化,A错误;
B.平抛运动是曲线运动,但过程中只受重力作用,合力恒定,B正确;
C.匀速圆周运动过程中,速度大小恒定,所以动能不变,C正确;
D.平抛运动只有重力做功,机械能守恒,D正确。
故选BCD。
10.ABD
【详解】A.设线圈的右边导线所在位置的磁感应强度为B1,左边导线所在位置的磁感应强度为B2,则
线圈所受的安培力大小为
若安培力小于最大静摩擦力,则线圈静止不动,故A正确;
B.若安培力大于最大静摩擦力,线圈将加速向左运动,最终匀速运动,则
解得
故B正确;
C.若让线圈在水平外力F的作用下从静止开始向右做加速度为a的匀加速直线运动,则
所以F与时间t的关系为
故C错误;
D.若零时刻磁场区域由静止开始水平向左做匀加速直线运动,同时线圈由静止释放,足够长的时间后,线圈的加速度与磁场的加速度相同,即,
解得
故D正确。
故选ABD。
11.(1)220V
(2) 1.75 0.308 0.306
(3)2g
(4)AC
【详解】(1)实验中,电火花计时器接的是220V的交流电源;
(2)[1]
[2]重锤由O点运动到D点重力势能的减少量
[3]动能增加量
(3)由机械能守恒定律,,故图线的“斜率”为。
(4)现重物增加的动能大于减少的重力势能,可能的原因:用公式算各点瞬时速度或先释放纸带后接通电源,导致打第一个O点时便有了初速度。
故选AC。
12. 乙 38.0 70.2 匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确
【详解】(1)[1]由闭合电路的欧姆定律可得电路中电流
可得
(2)[2]由图(b)可知,图线乙在相同的变化区间,变化范围更大,即图线乙对应的作为匹配电阻,可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。
(4)[3][4]结合表格数据分析,可知测量的绝对误差最大和最小对应的测量温度分别为和。
[5]误差的主要来源除去涉及元器件的精度和稳定性之外,可能是匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确。
13.(1)3m/s;(2)0.5m/s;(3);(4)
【详解】(1)物块D到达F点的过程中,其与A组成的系统水平方向动量守恒,同时机械能也守恒,设物块D到达F点时的速度大小为,A的速度大小为,则由水平方向动量守恒和机械能守恒有
联立解得
根据水平方向动量守恒可得物块D与A满足
解得
由于
可知在物块D到达F点时,A与挡板未相撞,因此上述过程合理,即物块D到达F点时的速度大小为3m/s。
(2)设轨道A与竖直挡板第一次碰撞时A、D的速度大小分别为、,此时D对地的水平位移大小为,则由水平方向动量守恒有
由能量守恒有
解得
(3)A与挡板碰撞后反弹,速度大小不变,反弹后两者最终达到共速,由动量守恒定律有
A与B发生第一次碰撞,碰撞后速度分别为、,碰撞过程中由动量守恒和机械能守恒有
联立以上各式解得
,,
轨道A与B碰撞后反弹,物块D滑上木板B,在木板B上做匀减速直线运动,一段时间后物块D与木板B达到共速,根据牛顿第二定律可得
可知木板B做匀速直线运动,D与B共速的过程中有
该过程中木板B的位移为
物块D与木板B共速后又一起做减速运动,直至速度减为0,根据牛顿第二定律可得一起减速时的加速度大小为
减速所用时间为
木板B再次发生的位移大小为
由以上各式解得
可判断得到木板B停止运动时,A尚未追上B,所以可得轨道A与木板B第一次碰撞和第二次碰撞的时间间隔
(4)由以上分析可得
轨道A与木板B第二次碰撞,根据动量守恒与机械能守恒有
联立解得
轨道A再次反弹,木板B做匀减速直线运动,木块D做匀加速直线运动,有
物块D的加速度大小不变,二者又用达到共速,再共同做匀减速运动直至停止,有
木板B停止运动时A仍未追上,可得
代入数据解得
可得
14.(1)
(2),
(3)
【详解】(1)电场中运动有
解得
磁场中做圆周运动有
解得
(2)检测区内离子做类平抛运动,水平方向有
竖直方向有
又有
解得
当时,,解得
当时,解得
则有
(3)电场中运动有
磁场中运动有
又由,
解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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