- 2021-06-02 发布 |
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文档介绍
专题06 大题易丢分-2017届高三上学期期末考试物理备考黄金30题
1.某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系,实验装置如图甲所示.其中小车和位移传感器的总质量为M,所挂钩码总质量为m,轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平,不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力,重力加速度为g.用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉力F,小车加速度为a,通过实验得到的图线如图乙所示. (1)保持小车的总质量M不变,通过改变所挂钩码的质量m,多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系.这种研究方法叫.(填下列选项前的字母) A.微元法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.科学抽象法 (2)若m不断增大,图乙中曲线部分不断延伸,那么加速度a趋向值为. (3)由图乙求出M= kg;水平轨道对小车摩擦力f= N. 【答案】(1)C;(2);(3); 考点:探究加速度与物体质量、物体受力的关系 2.某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数,弹簧左端固定在挡板上,带有遮光条的小物块将弹簧压缩至C处,释放后物块与弹簧分离后通过P处光电计时器的光电门,小物块通过光电门P后停在水平面上某点B。已知当地重力加速度为g。 甲乙 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示,其读数d= cm。 (2)为了测量动摩擦因数,需要测量的物理量及其符号是 ,动摩擦因数μ= (用测量的量表示)。 (3)改变弹簧压缩位置,释放木块进行多次测量后,为了减小实验误差,可采用图象法即通过画出较合理的图象来处理实验数据,你认为应该建立的坐标系为:纵坐标用物理量 ,横坐标用物理量 。 (4)若已经测得物块与水平面间的动摩擦因数为μ,物体质量为m,重力加速度为g,只需再测出另一物理量即可测出弹簧的弹性势能,写出其物理量及其符号 ,写出弹性势能的表达式 。 【答案】(1)0.420 (2)挡光条宽度d,通过光电门时间t,光电门到物块停止处的距离x;(3)释放木块处到最终停止处的距离s,E弹=μmgs; 考点:测量小物块与水平面之间的动摩擦因数 【名师点睛】本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式,从而确定要测量的物理量.要先确定实验的原理,然后依据实验的原理解答即可. 3.在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有:铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下: ①在漏斗内盛满清水,调节螺丝夹子,让水滴以一定的频率一滴一滴的落下. ②用频闪仪发出的白色闪光将水滴照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴悬在空中. ③通过竖直固定在边上的米尺读出各个水滴被照亮时对应的刻度. ④采集数据进行处理. (1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率满足的条件是:. (2)某同学实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz,读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图,则第8个水滴的速度v8=m/s;根据数据测得当地重力加速度g=m/s2(结果均保留三位有效数字). (3)实验中存在误差的主要原因有(至少写出两条): ①. ② . 【答案】(1)频闪仪频率等于水滴滴落的频率 (2)2.27 9.72 (3)由于空气阻力对水滴的作用, 水滴不是严格的自由落体;或者滴水的频率改变了,或数据读数不准确等, 【解析】(1)频闪仪频率等于水滴滴落的频率时,则每滴下来的一滴水,频闪仪都在相同的位置记录,故可看到一串仿佛固定不动的水滴. (3)由于空气阻力对水滴的作用,水滴不是严格的自由落体;或者滴水的频率改变了,或数据读数不准确等,都会产生误差。 考点:测定重力加速度 【名师点睛】本题主要考查了测定重力加速度。当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时,可看到一串仿佛固定不动的水滴.该实验利用了自由落体运动的规律,根据匀变速直线运动的规律可以求出水滴C的速度,利用逐差法可以求出重力加速度的大小.由于空气阻力对水滴的作用,水滴不是严格的自由落体. 4.有一个待测电阻R的阻值约为7.5 Ω,现要精确测量该待测电阻的阻值.有下列器材供选用: A.电压表(0~3V,内阻未知) B.电流表(0~3 A,内阻约为0.5 Ω) C.电流表(0~100 mA,内阻为4.0 Ω) D.定值电阻R0=1.0 Ω E.滑动变阻器(10 Ω,2 A) F.滑动变阻器(1kΩ,0.5 A) G.学生电源(直流4V),还有电键一个,导线若干 (1)实验中所用电流表应选用(填“B”或“C”)。 (2)实验中所用滑动变阻器选用(填“E”或“F”)。 (3)实验时要求精确测量待测电阻R的值,测量电压从零开始多取几组数据,请在虚线方框中画出满足实验要求的测量电路图. (4)某同学根据实验得到某组数据为电压表示数为1.60 V,电流表示数为40.0 mA,由此数据可得待测电阻Rx=Ω.(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)C(2)E(3)如图;(4)7.2Ω (2)滑动变阻器要用分压电路,故选用阻值较小的E; (3)电路图如图所示: (4)当电流表示数为40.0 mA时,此时通过Rx的电流;Rx两端电压为:;则待测电阻 考点:伏安法测电阻 【名师点睛】此题是关于伏安法测电阻的问题;关键是对仪器的选择,电流表的量程大小不适当,故应该选择电表的改装问题。 5.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω) B.电流表A1(量程0—3mA,内阻=10Ω) C.电流表A2(量程0—0.6A,内阻=0.1Ω) D.滑动变阻器R1(0—20Ω,10A) E.滑动变阻器R2(0—200Ω,lA) F.定值电阻R0(990Ω) G.开关和导线若干 (1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。 (2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=____________V,内阻r=____________Ω。(结果保留小数点后2位) 【答案】(1)B,D;(2)1.50;1. 00; (2)由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.5,电源电动势:,图象斜率:,解得; 考点:考查了测量电源电动势和内阻实验 6.实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图所示.因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ.现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1mA,内阻为70Ω;表头G2的满偏电流0.5mA,内阻为100Ω,又有两个定值电阻r1=40Ω,r2=30Ω.若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则: 【来源:全,品…中&高*考*网】(1)原表头G满偏电流I=________,内阻r=_________.【来源:全,品…中&高*考*网】(2)用于修复电压表的器材有:______________________(填器材符号).【来源:全,品…中&高*考*网】(3)在虚线框中画出修复后的电路. (4)在利用修复的电压表,某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,又提供器材及规格为:电流表A量程0~5mA,内阻未知;最大阻值约为100Ω的滑动变阻器;电源E(电动势约3V);开关S、导线若干。由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为较精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,请你帮助他们补完整电路连接,正确连线后读得电压表示数为2.0V,电流表示数为4mA,则未知电阻阻值Rx为___________Ω; 【答案】(1)1mA;100Ω (2)G1和r2(3)电路如图;(4)500Ω 【解析】(1)由图示电路图可知,电压表量程:Ig(rg+R1)=3V,Ig(rg+R2)=15V, 代入数据解得:Ig=1mA,rg=100Ω; 考点:伏安法测电阻 7.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其的图像如图所示,求质点第5s内的位移的大小? 【答案】10m 考点:匀变速直线运动的规律的应用 8.2016年10月17日7时49分,神舟十一号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空后准确进入预定轨道,并于北京时间19日凌晨3点半左右与天宫二号成功实施自动交会对接。如图所示,已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为t,这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变,速度大小不变)。地球半径为R ,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转,求组合体运动的周期T及所在圆轨道离地高度H。 【答案】 【解析】设地球质量为M,组合体角速度为,依题意,地球表面处万有引力等于重力,有: ………………① ………………② ………………③ ………………④ 联解得: ………………⑤ ………………⑥ 考点:万有引力定律的应用 9.如图所示,在倾角为a的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点),它们相距为L。两球同时由静止开始释放时,B球的初始加速度恰好等于零。经过一段时间后,当两球距离为L'时,A、B的加速度大小之比为a1:a2=11:5。(静电力恒量为k) (1)若B球带正电荷且电荷量为q,求A球所带电荷量Q及电性; (2)求L'与L之比。 【答案】(1)正电;(2)3:2 【解析】(1)对B球分析有,A球带正电荷 初始时B球沿斜面方向合力为零F-mgsinα=0 又 ,解得 考点: 牛顿第二定律;库仑定律 10.如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点,求: h R (1)前车被弹出时的速度; (2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能; (3)两车从静止下滑到最低点的高度h。 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)设前车在最高点速度为v2,依题意有 (1) 设前车在最低位置与后车分离后速度为v1,根据机械能守恒 (2) 由(1)(2)得:v1= 考点:动量守恒定律及能量守恒定律 11.如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在如按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右与弄懂,第3s末物块运动到B点且速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2,取,求: (1)A、B间的距离; (2)水平力F在5s时间内对物块所做的功。 【答案】(1)4m(2)24J 考点:考查了匀变速直线运动,动能定理,牛顿第二定律 12.如图所示,京沪高铁系统,包括轨道系统、车辆系统、信号系统、供电系统、调度系统,其中动车组车辆系统是把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组。如果在某次运行中,因这趟车客流比较多,用了8节动车和8节拖车组成动车组,假设每节动车的额定功率都相等,且行驶中每节动车在同一时刻的实际功率均相同,驶过程中动车组所受的总阻力恒定为Ff =1.2×105N,动车组的总质量为m=320t,始时动车组从静止以恒定加速度a=0.5m/s2启动做直线运动,达到额定功率后再做变加速直线运动,总共经过372.8s的时间加速后,保持功率不变,动车组便开始以最大速度vm=306km/h匀速行驶。求: (1)动车组的额定功率多大; (2)动车组匀加速运动的时间; (3)动车组在变加速运动过程中所通过的路程(计算结果保留3位有效数字)。 【答案】(1)1.02×107W;(2)72.8s;(3)17.6km。 考点:功率,牛顿第二定律,动能定理。 13.如图所示,在竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,圆管内径略大于小球直径,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐,一个可视为质点的小球放在曲面AB上,小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0.6m处由静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=10N的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求: (1)小球通过C点时的速度大小; (2)水平面BC的长度; (3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。 【答案】(1);(2)(3) 考点:功能关系、牛顿第一定律、动能定理的应用 14.如图所示,质量的物体B通过一轻弹簧固连在地面上,弹簧的劲度系数。一轻绳一端与物体B连接,绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、后,另一端与套在光滑直杆顶端的、质量的小球A连接。已知直杆固定,杆长为,且与水平面的夹角θ=37°。初始时使小球A静止不动,与A端相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力为。已知,重力加速度g取,绳子不可伸长。现将小球A从静止释放,则 O1 O2 C A θ (1)在释放小球A之前弹簧的形变量; (2)求小球A运动到底端C点时的速度. 【答案】(1)0.1m (2)2m/s 考点:胡克定律;机械能守恒得 15.随着科学技术水平的不断进步,相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此,科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动,人们生活在空间站的环形管道中,管道内部截面为圆形,直径可达几千米,如图(a)所示。已知地球质量为M,地球半径为R,空间站总质量为m,G为引力常量。 (1)空间站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R,求空间站在轨道上运行的线速度大小; (2)为解决长期太空生活的失重问题,科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转,使在空间站中生活的人们获得“人工重力”。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1、r2,环形管道壁厚度忽略不计,如图(b)所示。若要使人们感受到的“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴静止),则该空间站的自转周期应为多大; (3)为进行某项科学实验,空间站需将运行轨道进行调整,先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时,再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响,且每次调速持续的时间很短。 ①请说明空间站在这两次调速过程中,速度大小是如何变化的; ②若以无穷远为引力势能零点,空间站与地球间的引力势能为,式中r表示空间站到地心的距离,求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。 【答案】(1)v=;(2)T=2πR;(3)①加速过程;②。 【解析】(1)空间站绕地球做圆周运动,由万有引力定律及牛顿运动定律有: 解得v=; (2)设地球表面的物体质量为m0,在不考虑地球自转时有:, 当人随空间站一起自转且加速度为g时,可获得与地球表面相同的“重力”,所以g=, 联立各式:T=2πR; 16.如图所示,质量为2m的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距S,长木板的右端固定一半径为R 光滑的四分之一圆弧,圆弧的下端与木板水平相切但不相连。质量为m的滑块B(可视为质点)以初速度从圆弧的顶端沿圆弧下滑,当B到达最低点时,B从A右端的上表面水平滑入同时撤走圆弧.A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,A、B之间动摩擦因数为μ,A足够长,B不会从A表面滑出;重力加速度为g.试分析下列问题: 台阶 A S (1)滑块B到圆弧底端时的速度大小v1; (2)A与台阶只发生一次碰撞,求S满足的条件; (3)S在满足(2)条件下,讨论A与台阶碰撞前瞬间B的速度。 【答案】(1) (2) (3)或 【解析】(1)滑块B从释放到最低点,机械能守恒,取水平面为零势面,由机械能守恒定律得: ① 由①解得: ② (3)设S=时,A左端到台阶板前瞬间,A、B恰好达到共同速度,由动量守定律得: ⑦ 对A应用动能定理: ⑧ 联立⑦⑧得: 讨论: (i)当即时,AB共速后A才与挡板碰撞. 由⑦式可得A与台阶碰撞前瞬间的A、B的共同速度为: 即A与台阶碰撞前瞬间B的速度为: (ii)当即时,AB共速前A就与台阶碰撞, 对A应用动能定理有: 由上式解得A与台阶碰撞前瞬间的速度: 设此时B的速度为,由动量守恒定律得: 由上式解得: 考点:考查动量守恒定律;机械能守恒定律. 17.如图所示,一带电粒子垂直射人匀强电场,经电场偏转后从磁场的左边界上A点进入垂直纸面向外的匀强磁场中,最后从磁场的左边界上的B点离开磁场。已知:带电粒子比荷=3.2×109C/kg,电场强度E=200 V/m,磁感应强度B=2.5×10-2T,金属板长L=25 cm,粒子初速度v0=4×105 m/s.带电粒子重力忽略不计,求 (1)粒子射出电场时的运动方向与初速度v0的夹角θ; (2)A、B之间的距离. 【答案】(1)θ=45° (2)1 cm 【解析】(1)由牛顿第二定律: 可得在电场中加速度(1分) 粒子在电场中水平方向做匀速直线运动,运动时间 (1分) 在竖直方向做初速度为零的匀加速运动,则射出电场时的竖直分速度(1分) 速度偏向角(1分) 由以上各式,代入数据解得:tanθ=1 ∴θ=45° (1分) 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、粒子在电场中的偏转 【名师点睛】处理带电粒子在偏转电场中运动的方法,一般是将运动分解为垂直电场方向和沿电场方向,利用等时性,结合运动学公式进行求解;处理带电粒子在磁场中运动,先确定圆心、半径和圆心角是解题的基本方法。该题带电粒子在电场中做类平抛运动,进入匀强磁场做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求出粒子进入磁场的速度方向和速度大小,根据带电粒子在磁场中的半径公式,结合几何关系求出AB间的距离. 18.现代人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径l =0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。 (1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱? (2)圆盘匀速转动10分钟,则此过程中产生了多少电能? (3)自行车车轮边缘线速度是多少? 【答案】(1)a点接电压表的负接线柱;(2)21.6J(3)8m/s 【解析】(1)根据右手定则,轮子边缘点是等效电源的负极,则a点接电压表的负接线柱; (2)根据焦耳定律 代入数据得Q=21.6J (3)由 得v=lω=8m/s 考点:右手定则;焦耳定律;法拉第电磁感应定律 【名师点睛】本题关键是明确电压的测量原理,然后结合法拉第电磁感应定律、线速度与角速度的关系、机械能的概念列式求解,不难。 19.如图甲所示,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一竖直面(纸面)内,其上端接一阻值为R的电阻;在两导轨间OO′ 下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.现使电阻为r、质量为m的金属棒ab由静止开始自OO′ 位置释放,向下运动距离d后速度不再变化。(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计). (1)求棒ab在向下运动距离d过程中回路产生的总焦耳热; (2)棒ab从静止释放经过时间t0下降了,求此时刻的速度大小; (3)如图乙在OO′ 上方区域加一面积为s的垂直于纸面向里的均匀磁场B',棒ab由静止开始自OO′ 上方一某一高度处释放,自棒ab运动到OO′ 位置开始计时,B'随时间t 的变化关系,式中k为已知常量;棒ab以速度v0进入OO′ 下方磁场后立即施加一竖直外力使其保持匀速运动。求在t时刻穿过回路的总磁通量和电阻R的电功率。 第23题图甲 第23题图乙 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)对闭合回路: 由平衡知识可知: 由能量关系: 考点:法拉第电磁感应定律;动量定理. 20.如图所示为水平传送装置,轴间距离AB长l=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s2.求: (1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离? (2)木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中? (3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的总内能是多少? 【答案】(1)0.9m.(2)16(3)14155.5J; (2)在第二颗子弹射中木块前,木块再向左作加速运动,时间为:t2=1s﹣0.6s=0.4s 速度增大为:v2=at2=2m/s(恰与传送带同速); 向左移动的位移为:s2=at22=×5×0.42=0.4m, 所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移S0=S1﹣S2=0.5m方向向右 第16颗子弹击中前,木块向右移动的位移为:s=15×0.5m=7.5m, 第16颗子弹击中后,木块将会再向右先移动0.9m,总位移为0.9m+7.5=8.4m>8.3m木块将从B端落下,所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中. (3)第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为:Q1=mv02+Mv12﹣mu2﹣Mv1′2, 木块向右减速运动过程中板对传送带的位移为:s′=v1t1+s1,产生的热量为:Q2=μMgs′, 木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为:s″=v1t2﹣s2,产生的热量为:Q3=μMgs″, 第16颗子弹射入后木块滑行时间为t3有:v1′t3﹣at32=0.8,解得:t3=0.4s 木块与传送带的相对位移为:s=v1t3+0.8。 产生的热量为:Q4=μMgs,全过程中产生的热量为:Q=15(Q1+Q2+Q3)+Q1+Q4 解得:Q=14155.5J; 考点:牛顿第二定律及能量守恒定律的综合应用查看更多