2023-2024学年贵州省黔西南州金成实验学校高三上学期12月半月考 物理试卷(含答案)
展开1、学生必须用黑色(或蓝色)钢笔、圆珠笔或签字笔在试卷上答题。
2、填涂答题卡必须使用2B铅笔填涂。
3、答题时字迹要清楚、工整。
4、本卷共15小题,总分为100分。
一、单选题(每题只有一个正确选项,每题4分,共28分。)
1. 一物体在某行星表面受到万有引力是它在地球表面受到的万有引力的九分之一,在地球上走时准确的摆钟(设这个摆钟的周期与单摆简谐运动的周期相同)搬到此行星上,此摆钟分针走一整圈经历的时间实际是( )
A. B. C. 3hD. 9h
2. 如图所示,带有固定挡板和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为,质量为的物块与挡板之间有一轻质弹簧,细线跨过定滑轮,一端连接着质量为的物块,另一端连接着物块C(细线在滑轮左侧部分与木板平行).开始时用外力托着C,细线伸直但无张力,A、B处于静止状态.现撤去外力,静止释放C后,发现C速度最大时,A、B恰好分离.己知木板足够长,所有摩擦不计,弹簧劲度系数为,重力加速度为,则下列说法中正确的是( )
A. 物块质量大小为B. 撤去外力瞬间,弹簧弹力变为原来的
C. 撤去外力瞬间,间压力变为原来的一半D. 细绳张力最大值为
3. 如图所示,光滑直硬杆1和粗糙硬杆2固定在水平面上,与水平面之间的夹角分别为、,轻质圆环套在杆2上,轻质细线两端分别连接着小球和圆环,细线绕过在杆1上可自由滑动的光滑滑轮,初始状态环和滑轮间的细线竖直。现缓慢移动滑轮至环和滑轮间的细线水平,在整个过程中圆环始终处于静止。则在该过程中( )
A. 圆环受到摩擦力先减小再增大B. 圆环受到的支持力逐渐增大
C. 细绳对滑轮的作用力先增大再减小D. 细绳的拉力逐渐增大
4. 一个质量为m的质点以速度做匀速直线运动,某时刻开始受到恒力的作用,质点的速度先减小后增大,其最小值为,质点从受到恒力作用到速度减至最小值的过程( )
A. 经历的时间为B. 经历的时间为
C. 发生的位移为D. 发生的位移为
5. 中国在2030年之前将实现载人登月。假设质量为m的飞船到达月球时,在距离月面的高度等于月球半径的处先绕着月球表面做匀速圆周运动,其周期为,已知月球的自转周期为,月球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 月球两极的重力加速度为
B. 月球的第一宇宙速度为
C. 当飞船停在月球赤道的水平面上时,受到的支持力为
D. 当飞船停在月球纬度的区域时,其自转向心加速度为
6. A、B两带电小球,电量分别为+q、+9q,质量分别为、,如图所示,用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,静止时A、B两球处于同一水平线上,其中O点到A球的间距,,,C是AB连线上一点且在O点的正下方,带电小球均可视为点电荷,静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A. A、B间的库仑力为
B. 挂A、B两球的绳子的拉力之比为
C. A、B两球的质量之比为
D. 两绳偏离竖直方向的夹角与两个小球带的电量成正比
7. 重庆一中校运动会开幕式上,爱一中同学举着班牌检阅时天空突然下雨。如图所示,设雨滴分布均匀,以恒定速度竖直下落,单位体积雨滴质量一定,爱一中以速度保持匀速直线运动,班牌始终在竖直平面内,则雨滴对班牌的水平平均作用力( )
A. 与成正比B. 与成正比
C. 与成正比D. 与、都无关
二、多选题(每题有多个正确选项,每题5分,共15分。)
8. 如图所示,轻弹簧一端悬挂于O点,一端通过绝缘层与带电金属小球A连接,O点正下方带电小球B固定在绝缘支座上,两小球可视为质点。两个小球因带同种电荷而互相排斥,OA
B. 两带电小球间的库仑力可能保持不变
C. 弹簧的弹力逐渐增大
D. 小球A运动轨迹不是圆弧
9. 如图所示,是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,,电场线与矩形所在平面平行。已知点电势为点电势为点电势为。一个质子从点以的速度射入此电场,入射方向与成,一段时间后经过点(不计质子的重力),下列判断正确的是( )
A. 点电势高于点电势B. 场强的大小为
C. 质子从运动c到所用时间为D. 质子从运动到,电势能增加
10. 如图所示,带电粒子(不计重力)从A点以速度进入辐射状的电场,做半径为R的匀速圆周运动,圆弧轨迹处的电场强度的大小处处为E,经过半个圆周运动粒子从B点射出辐射状的电场,紧接着垂直进入电场强度为E的匀强电场,然后到达C点,已知粒子在C的速度与在B点的速度之间的夹角为,下列说法正确的是( )
A. 粒子的比荷为
B. 粒子从A到B的运动时间为
C. B、C两点间的电势差为ER
D. B、C两点沿着电场线方向的距离为
三、实验题(11题共6分;12题共10分。)
11. 某同学利用如图1所示装置“验证动量定理”,具体实验步骤如下:
A.按照图1所示安装好实验装置,连接小车的细绳与长木板平行,挂上砂桶(含少量砂子);
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的总质量m,并记下;
D.保持长木板的倾角不变,不挂砂桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间;
E.重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶中砂子的质量,重复B、C、D步骤。
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为______。(忽略空气阻力)
(2)如图2所示,用游标卡尺测得小车上遮光片的宽度为______。
(3)若遮光片的宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为l,通过光电门甲和乙时显示的时间分别为、,则:
①小车通过光电门甲时的速度为______;
②小车下滑时合外力冲量的大小______;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
③验证动量定理的表达式为______。
12. 如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的小球,将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上,调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度,使纸面贴近小球但不接触。
(1)若忽略小球运动中受到的阻力,在具体的计算中可将小球视为质点,重力加速度为g;
①从受力情况看,小球做匀速圆周运动所受的向心力是____________(选填选项前的字母);
A.小球所受绳子的拉力
B.小球所受的重力
C.小球所受拉力和重力的合力
②在某次实验中,小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动,用秒表记录了小球运动n圈的总时间t,则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=____________(用m、n、t、r及相关的常量表示)。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h,那么对小球进行受力分析可知,小球做此圆周运动所受的合力大小F=____________(用m、h、r及相关的常量表示);
③保持n的取值不变,改变h和r进行多次实验,可获取不同时间t。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据,进而验证小球在做匀速圆周运动过程中,小球所受的合力F与向心力Fn大小相等。为了直观,应合理选择坐标轴的相关变量,使待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像,若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等,则这些图像中合理的是__________(选填选项的字母);
(2)考虑到实验的环境、测量条件等实际因素,对于这个实验的操作,下列说法中正确的是_________(选填选项前的字母);
A.相同体积的小球,选择密度大一些的球可以减小空气阻力对实验的影响
B.相同质量的小球,选择体积小一些的球有利于确定其圆周运动的半径
C.测量多个周期的总时间再求周期的平均值,有利于减小周期测量的偶然误差
D.在这个实验中必须测量出小球的质量
(3)上述实验中小球运动起来后撤掉平台,由于实际实验过程中存在空气阻力的影响,所以持续观察会发现小球做圆周运动的半径越来越小,经过足够长时间后,小球会停止在悬点正下方。若小球在运动中每转动一周的时间内半径变化均可忽略,即每一周都可视为匀速圆周运动。请分析说明在小球做上述圆周运动的过程中,随着细绳与竖直方向的夹角不断减小,小球做圆周运动的周期是如何变化的_______;
(4)小明同学认为:在摆角较小的条件下,单摆的周期和圆周摆的周期可以认为相等,请推导证明小明的观点是否成立________。
四、解答题(13题12分,14题每空14分,15题每空15分,共41分。)
13. 如图所示,在光滑平台上可通过弹簧将小滑块水平弹射,右侧在竖直平面内有两个光滑圆弧轨道和水平粗糙轨道,下端水平相连。左边轨道对应的圆心角为,右侧为一段圆弧。小滑块静止在右边圆弧轨道的最低点。现将小滑块从平台弹出后,恰好从点沿圆弧进入轨道。随后与发生弹性碰撞。已知平台与等高,,,左边圆弧轨道的半径为,右边圆弧轨道的半径为,水平轨道长为,和与水平轨道之间的动摩擦因数均为,取重力加速度,。
(1)求进入轨道点时滑块速率;
(2)求碰撞后瞬间对轨道的压力;
(3)求第一次碰撞后经过多长时间两滑块再次相遇。
14. 如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2= 300V。金属板长L=20cm,两板间距d= 30cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)微粒射出偏转电场时,偏移的距离y1是多少。
15. 如图所示,绝缘支架悬挂一金属槽,槽中盛有导电液体,槽底部有一小孔,此小孔可以让槽中的液体一滴一滴无初速度地滴落。在槽下端通过绝缘支架水平挂一金属板A,A板中间挖一小孔且正对槽的小孔,两孔距离较为接近。现将槽和极板A接入电源,电源电压为U,当槽中液滴位于A板小孔(不与A板接触)但未滴落时,可将槽和液滴所构成的整体视作与A板共同构成电容器,电容大小为,液滴滴落时所带电荷量与总净剩电荷量的比值称为带电系数k(k为定值)。在A板正下方的绝缘底座上水平放置另一金属极板B,A板与B板构成电容为的电容器,通过调节槽中的液滴下落频率,保证A、B极板间不会同时存在两滴液滴。已知A、B板间距为h,重力加速度为g,A板接地,槽中导电液体的液面变化可以忽略不计,A板相较于小孔尺寸可视为无限大金属板,不考虑空气中带电粒子对装置的影响以及液滴对A、B板间电容的影响,开始时B极板不带电。
(1)求滴落时液滴所带电荷量Q;
(2)若液滴质量为m,求极板B可获得的最高电势;
金成实验学校2023-2024学年高三上学期12月半月考
物理试卷 简要答案
一、单选题(每题只有一个正确选项,每题4分,共28分。)
【1题答案】
【答案】C
【2题答案】
【答案】D
【3题答案】
【答案】A
【4题答案】
【答案】B
【5题答案】
【答案】C
【6题答案】
【答案】B
【7题答案】
【答案】B
二、多选题(每题有多个正确选项,每题5分,共15分。)
【8题答案】
【答案】AD
【9题答案】
【答案】BC
【10题答案】
【答案】BD
三、实验题(11题共6分;12题共10分。)
【11题答案】
【答案】 ①. ②. 6.75 ③. ④. ⑤.
【12题答案】
【答案】 ①. C ②. ③. ④. B ⑤. ABC ⑥. 周期变大 ⑦. 成立
四、解答题(13题12分,14题每空14分,15题每空15分,共41分。)
【13题答案】
【答案】(1);(2);(3)
【14题答案】
【答案】(1);(2);(3)
【15题答案】
【答案】(1);(2)
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