- 2021-05-26 发布 |
- 37.5 KB |
- 25页
申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
文档介绍
专题04 大题好拿分(提升版)-2017届高三上学期期末考试物理备考黄金30题
1.为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计) (1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。 A.用天平测出砂和砂桶的质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力 C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带 E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________ m/s2(结果保留两位有效数字)。 (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。 A.2tan θ B. C.kD. 【答案】(1)BCD (2)1.3 (3)D 【解析】(1)本题拉力可由弹簧秤测出,也就不需要用 天平测出砂和砂桶的质量,更不需要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M这个条件,A、E错误;弹簧测力计测出拉力,从而表示小车所受的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,B正确;打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,C正确;改变砂和砂桶质量,即改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随F变化关系,D正确。 考点:探究质量一定时加速度与力的关系。 2.为了“测量当地重力加速度g的值和木块与木板间的动摩擦因数μ”,某同学设计了如下实验方案: 第一步:他把带有定滑轮的木板的有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板做匀速运动,如图甲所示. 第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示.然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带.打出的纸带如丙图: 试回答下列问题:(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T,OA、AB、DE、EF间距分别为x1、x2、x3、x4,根据纸带求木块下滑的加速度a=____. (2)已知质量m、M,加速度a,则当地的重加速度g=____. (3)已知质量m、M和长木板的倾角θ,则木块与木板间的动摩擦因数μ=____ 【答案】(1)(2)(3) 【解析】【答案】(1)根据△x=aT2可知:;,则; (2)(3)由题意;,解得; 考点:测量当地重力加速度g的值和木块与木板间的动摩擦因数μ 【名师点睛】此题是测定重力加速度和动摩擦因数的实验;关键是搞清实验的原理;能根据牛顿第二定律列出在两种情况下的方程,联立即可解答。 3.现有一电池,电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围内,允许通过的最大电流为50mA。为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验。图中R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R0为保护电阻。 【来源:全,品…中&高*考*网】 (1)可备选用的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用() A.20Ω,2.5W B.50Ω,1.0W C.150Ω,1.0W D.1500Ω,5.0W (2)按照图(a)所示的电路图,接好电路,闭合电键后,调整电阻箱的阻值,记录阻值R和相应的电压表示数U,取得多组数据,然后作出图像,如图(b)所示,由图中所给的数据可知,电源的电动势E=V,r=Ω.(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)C(2)8.3 ,50 ,,解得:。 考点:测定电源的电动势和内阻 4.在描绘小电珠的伏安特性曲线实验中,一组同学用量程3V的电压表测量小电珠的电压,用多用电表的250mA档测量通过小电珠的电流。 (1)在图甲电路中,需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处,其中黑表笔应与_______连接(填“a”或“b”) (2)将得到的数据记录在表格中,当电源为1.50V时,对应的多用电表指针指示如图乙所示,其读数为__________mA (3)根据表格中的其他数据,在答题卡的坐标纸上绘制出I-U曲线 (4)由I-U曲线可以看出,随电压,电流的增大,小电珠的电阻_______________ (5)实验后,某同学用多用电表的欧姆档测量小电珠的电阻,他将选择开关置于电阻“×1”档,调零后将红黑表笔接在小电珠的两极上,已知多用电表内部欧姆档所接电池的电动势为1.5V,欧姆档刻度盘的中央刻度示数为15,则指针位于_______区间。 A. B. C. D. 【答案】(1)b(2)173或174(3)如图所示(4)变大(5)D 考点:描绘小灯泡的伏安特性曲线实验 6.如图(甲)所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图(乙)所示.已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m. (1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小. (2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离s0应满足什么条件? 【答案】(1)(2) 考点:考查了追击相遇问题 7.如图所示,地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动,地球的轨道半径为R,运转周期为T,地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角角地球对该行星的观察视角(简称视角)。已知该行星的最大视角为,当行星处于最大视角处时,是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期,若某时刻该行星正处于最佳观察期,问该行星下一次处于最佳观察期至少经历多次时间? 【答案】或 【解析】由题意可得行星的轨道半径 设行星绕太阳的转动周期为T′由开普勒第三定律有: 设行星最初处于最佳观察时期前,其位置超前于地球,且经时间t地球转过α角后,该行星再次处于最佳观察期,则行星转过的较大为 于是有: 解得: 若行星最初处于最佳观察期时,期位置滞后于地球,同理可得: 考点:考查了万有引力定律,开普勒第三定律 8.如图所示,两块相同的薄木板紧挨着静止在水平地面上,每块木板的质量为M=1.0 kg,长度为L=1.0 m,它们与地面间的动摩擦因数μ1=0.10。木板1的左端放有一块质量为m=1.0 kg的小铅块(可视为质点),它与木板间的动摩擦因数为μ2=0.25。现突然给铅块一个水平向右的初速度,使其在木板1上滑行。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10 m/s2。 (1)当铅块的初速度v0=2.0 m/s时,铅块相对地面滑动的距离是多大? (2)若铅块的初速度v1=3.0 m/s,铅块停止运动时与木板2左端的距离是多大? 【答案】(1) (2) (2)铅块刚离开木板1时两块木板速度均为0,设此时铅块的速度为v2, 则解得 设铅块在木板2上滑动时,铅块的加速度为a,木板2的加速度为a1 则 假设铅块滑上木板2后,经过时间t能相对木板2静止,此时铅块和木板2的共同速度为v,该过程铅块位移为x1,木板2的位移为x2,铅块与木板2左端的距离为Δx,则:,, 解得 此后铅块相对木板2保持相对静止。 考点:牛顿第二定律、动能定理。 9.如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量.电量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球,小球从水平台右端A点飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下。已知AB的竖直高度,倾斜轨道与水平方向夹角为 .倾斜轨道长为,带电小球与倾斜轨道间的动摩擦因数。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD与光滑竖直圆轨道相连,小球在C点没有能力损失,所有轨道都是绝缘的,运动过程中小球的电量保持不变。只有光滑竖直圆轨道处在范围足够大的竖直向下的匀强电场中,场强。已知,,取,求: (1)被释放前弹簧的弹性势能; (2)若光滑水平轨道CD足够长,要使小球不离开轨道,光滑竖直圆轨道的半径应满足什么条件? (3)如果竖直圆弧轨道的半径,小球进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为的某一点P? 【答案】(1);(2)或;(3)小球共有6次通过距水平轨道高为的某一点 ②恰好到竖直圆轨道最右端时:, 联立并代数解得 要使小球不离开轨道,竖直圆弧轨道的半径或 (3),小球冲上圆轨道高度时速度变为0,然后返回倾斜轨道高处滑下,然后再次进入圆轨道达到的高度为。 有:, 联立解得: 之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动 同理:次上升高度:, 当时,上升的最大高度小于 则小球共有6次通过距水平轨道高为的某一点。 考点:动能定理的应用、牛顿第二定律、向心力 10.如图所示,是一传送装置,其中AB段粗糙,AB段长为L=1 m,动摩擦因数μ=0.5;BC、DEN段均可视为光滑,DEN是半径为r=0.5 m的半圆形轨道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距离恰能让小球自由通过。其中N点又与足够长的水平传送带的右端平滑对接,传送带以6m/s的速率沿顺时针方向匀速转动,小球与传送带之间的动摩擦因数也为0.5。左端竖直墙上固定有一轻质弹簧,现用一可视为质点的小球压缩弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连),小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下,而始终不脱离轨道。已知小球质量m=0.2 kg ,g 取10m/s2。 (1)求小球到达D点时速度的大小及弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能; (2)小球第一次滑上传送带后的减速过程中,在传送带上留下多长的痕迹? (3)如果希望小球能沿着半圆形轨道上下不断地来回运动,且始终不脱离轨道,则传送带的速度应满足什么要求? A C D E N O B M 【答案】(1)1.5J(2)8.5m(3) 物块向左运动的位移 传送带向右运动的位移为 留下的痕迹为 (3)设物块在传送带上返回到右端的速度为v0,若物块恰能冲到EF轨道圆心的等高处,则 则传送带的速度必须满足 考点:牛顿第二定律;机械能守恒定律 11.如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L。现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中: (1)物体A向下运动刚到C点时的速度; (2)弹簧的最大压缩量; (3)弹簧中的最大弹性势能。 【答案】(1)(2)(3) (2)从物体A接触弹簧,将弹簧压缩到最短后又恰回到C点,对系统应用动能定理,有:,解得:. (3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有: 因为 所以有: 考点:考查了动能定理的应用 12.牛顿思考月球绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想:拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力,是否都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律?因此,牛顿开始了著名的“月—地检验”。 (1)已知月球与地球的距离约为地球半径的60倍,如果牛顿的猜想正确,请你据此计算月球公转的向心加速度a和苹果下落的加速度g的比值; (2)在牛顿的时代,月球与地球的距离r、月球绕地球公转的周期T等都能比较精确地测定,请你据此写出计算月球公转的向心加速度a的表达式;已知r≈3.84×108m,T≈2.36×106s,地面附近的重力加速度g=9.80 m/s2,请你根据这些数据估算比值;与(1)中的结果相比较,你能得出什么结论? (3)物理学不断诠释着自然界的大统与简约。换一个角度再来看,苹果下落过程中重力做功,重力势能减少。试列举另外两种不同类型的势能,并说出这些势能统一具有的特点(至少说出两点)。 【答案】(1);(2)结论:牛顿的猜想是正确的,即地球对月球的引力,地面上物体的重力,都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律。(3)见解析。 (2)由向心加速度的表达式得 ④ 其中: ⑤ 联立④⑤可得: 代入相关数据可得: 比较(1)中的结果,二者近似相等,由此可以得出结论:牛顿的猜想是正确的,即地球对月球的引力,地面上物体的重力,都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律。 (4分) (3)弹性势能、电势能等;这些势能都不是物体单独所有,而是相互作用的系统所共有;这些势能的大小都与相互作用的物体间的相对位置有关;这些势能的变化量均由对应的力所做的功来量度等。 (3分) 考点:万有引力,势能概念。 13.如图所示,在正交坐标系xOy的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同的匀强电场,两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线,每条电场线与x轴所夹的锐角均为60°.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限,仅在电场力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线,之后第二次到达x轴上的C点. 求(1)质子在A点和B点的速度之比; (2)OB与BC长度的比值。 【答案】(1)1:2(2)27:64 【解析】(1)质子的运动轨迹如图所示,在A、B两点的速度分别为v0、v,由题意知v与v0的夹角为600,所以 (2)设质子在电场中运动的加速度为a,从A运动到B经历的时间为t1. OB=ON+NB 考点:带电粒子在匀强电场中的运动 14.如图,绝缘平板S放在水平地面上,S与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连,Q板固定在平板S上,P、Q间存在竖直向上的匀强电场,整个装置总质量M=0.48kg ,P、Q间距为d=1m,P板的中央有一小孔。给装置某一初速度,装置向右运动。现有一质量m=0.04kg、电量q=+1(10-4C的小球,从离P板高h=1.25m处静止下落,恰好能进入孔内。小球进入电场时,装置的速度为v1=5m/s。小球进入电场后,恰能运动到Q板且不与Q板接触。忽略平行金属板外部的电场对小球运动的影响,不计空气阻力,g取10m/s2。 (1)求匀强电场的场强大小E; (2)求当小球第一次返回到P板时,装置的速度v2; (3)小球第一次与P板碰撞时间极短,碰后速度大小不变,方向反向,碰后电量变为q’=-4(10-4C。求从小球进入电场到第二次到达Q板过程中,绝缘平板S与地面因为摩擦而产生的热量。(由于小球带电量很小,碰撞过程对P、Q上的电荷分布的影响可以忽略,可认为碰撞前后两金属板间的电场保持不变) 【答案】(1);(2);(3) (3)小球从进入电场到小球返回到P板过程中装置的位移为 J 小球与P板碰撞之后速度,在之后的运动过程中: 小球的加速度 小球从P板运动至Q板的时间, 装置的加速度 装置在这段时间内的位移为 。 考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系、带电粒子在匀强电场中的运动 15.如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图:左端加速电极M、N间的电压为U1 。中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的场强B1=1.0T,两板电压U2=1.0×102V,两板间的距离D=2cm。选择器右端是一个半径R=20cm的圆筒,可以围绕竖起中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔O1至O8。圆筒内部有竖直向下的匀强磁场B2。一电荷量为q=1.60×10-19C、质量为m=3.2×10-25kg的带电的粒子,从静止开始经过加速电场后匀速穿过速度选择器。圆筒不转时,粒子恰好从小孔O8射入,从小孔O3射出,若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收。求: (1)加速器两端的电压U1的大小; (2)圆筒内匀强磁场B2的大小并判断粒子带正电还是负电; (3)要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出(如从O1进从O5出),则圆筒匀速转动的角速度多大? 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)速度选择器中电场强度: 根据力的平衡条件可得:,解得: 在电场加速过程,根据动能定理可得:,解得 (3)不管从哪个孔进入,粒子在筒中运动的时间与轨迹一样,运动时间为: 在这段时间圆筒转过的可能角度: 则圆筒的角速度: 考点:带电粒子在电磁场中的运动。 16.如图a所示,竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨,间距L,导轨间的空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场;将一质量m、电阻R的金属杆水平靠在导轨处上下运动,与导轨接触良好. (1)若磁感应强度随时间变化满足B=kt,k为已知非零常数.金属杆在距离导轨顶部L处释放,则何时释放,会获得向上的加速度. (2)若磁感应强度随时间变化满足,B0、c、d 均为已知非零常数.为使金属杆中没有感应电流产生,从t=0时刻起,金属杆应在外力作用下做何种运动? 【答案】(1)在时释放金属棒,加速度向上;(2)金属棒由静止开始向下做匀加速直线运动 考点:法拉第电磁感应定律 17.如图,一个质量为m的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距气缸底部ho处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为1. 5h0,两边水银柱存在高度差.已知水银密度为ρ,大气压强为P0,气缸横截面积为S,活塞竖直部分高为1.2h0,重力加速度为g,求: (i)通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平; (ii)从开始至两水银面恰好相平的过程中,若气体放出的热量为Q,求气体内能的变化 【答案】(i)(ii) 【解析】(i)初态时,对活塞受力分析,可求气体压强 体积, 温度 要使两边水银面相平,气缸内气体的压强, 此时活塞下端一定与气缸底接触, 设此时温度为,由理想气体状态方程有 得: 。 (ii)从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触,气体压强不变,外界对气体做功 由热力学第一定律有 得: 考点:理想气体的状态方程 18.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A时的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点。求: (i)气体在状态B时的压强pB; (ii)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10J,该过程中气体吸收的热量为多少; (iii)气体在状态C时的压强pC和温度TC。 【答案】(i)(ii)10J(iii); 【解析】(1)A到B是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有:pAVA=pBVB, 解得: (2)A状态至B状态过程是等温变化,气体内能不变,即△U=0,气体对外界做功:W=-10J 根据热力学第一定律有:△U=W+Q,解得:Q=-W=10J (3)由B到C等压变化,根据盖吕萨克定律得:,解得:TC=T0 A到C等容变化,根据查理定律得:解得:,解得: 考点:热力学第一定律;气体的状态变化方程 19.如图所示,MN下方足够大的空间时长方体玻璃介质,其折射率,玻璃介质的上边界MN是屏幕,玻璃介质的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的空气泡,三棱柱轴线垂直于纸面,图中竖直截面正三角形的边长l=40cm,顶点与屏幕相距cm,底边AB与屏幕平行,一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑.(光在真空中的传播速度c=3×108m/s)求: 图 20 (1)该激光在玻璃介质中传播的速度; (2)两个光斑之间的距离x. 【答案】(1)(2) 由光的反射定律得,反射角为:i′=i=60° 由几何关系易得:△DOE是直角三角形,∠D=60°,∠E=30° O点到光屏的距离为: 故两光斑之间的距离为: 考点:考查光的折射定律. 20.如图所示,一辆质量为M的小车静止在水平面上,车面上右端点有一可视为质点的滑块1,水平面上有与车右端相距为4R的固定的光滑圆弧轨道,其圆周半径为R,圆周E处的切线是竖直的,车上表面与地面平行且与圆弧轨道的末端D等高,在圆弧轨道的最低点D处,有另一个可视为质点的滑块2,两滑块质量均为m.某人由静止开始推车,当车与圆弧轨道的竖直壁CD碰撞后人即撤去推力并离开小车,车碰后靠着竖直壁静止但不粘连,滑块1和滑块2则发生碰撞,碰后两滑块牢牢粘在一起不再分离.车与地面的摩擦不计,滑块1、2与车面的摩擦系数均为μ,重力加速度为g,滑块与车面的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力. (1)若人推车的力是水平方向且大小为,则在人推车的过程中,滑块1与车是否会发生相对运动? (2)在(1)的条件下,滑块1与滑块2碰前瞬间,滑块1的速度多大? (3)若车面的长度为,小车质量M=km,则k的取值在什么范围内,两个滑块最终没有滑离车面? 【答案】(1)滑块1与车面之间没有发生相对滑动.(2)(3)k≤2 【解析】(1)设滑块1与车不发生相对滑动,它们的加速度大小为a,由牛顿第二定律有:F=(M+m)a…① 此时滑块受到的静摩擦力大小为:f=ma…② 而:…③ 由①②③解得: …④ 又滑块1与车面的最大静摩擦力为:fm=μmg…⑤ 显然f<fm,说明滑块1与车面之间没有发生相对滑动. (2)设滑块1与滑块2碰撞前瞬间滑块1的速度为v,根据动能定理有: …⑥ 联立③⑥求得:…⑦ 设滑块1和2发生碰撞后的共同速度为v1,由动量守恒定律有:mv=2mv1 …⑧ 联立⑦⑧求得:…⑨ 考点:动量守恒定律及能量守恒定律的应用查看更多