2018年江苏省淮安市三树中学高三物理下学期期末试卷含解析

2018年江苏省淮安市三树中学高三物理下学期期末试
卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()
A．第1 s内的位移是5 m B．前2 s内的平均速度是6 m/s
C．任意相邻的1 s内位移差都是1 m D．任意1 s内的速度增量都是2 m/s
参考答案：
D
2. 古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为2kg，以10m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.1s。

下列说法正确的是
①树对兔子的平均作用力大小为180N
②树对兔子的平均作用力大小为220N
③兔子动能变化量为－99J
④兔子动能变化量为－101J
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
参考答案：
C
【详解】选初速度方向为正向，由动量定理：Ft=mv2-mv1，代入数据求得：F=-220N.
动能的变化量：代入数据求得：△E k=-99J.
故C正确，A、B、D错误.故选C.
3. A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球（可视为点电荷）。

两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R1为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小），R2为滑动变阻器，
R3为定值电阻。

当R2的滑片P在中间时闭合电键S，此时电流表和电压表的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。

电源电动势E和内阻r一定，下列说法中正确的是（）
A.若将R2的滑动触头P向a端移动，则θ变小
B.若将R2的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小
C.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则小球重新达到稳定后θ变小
D.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
参考答案：
CD
4. （单选）如图为两个质点A、B同时同地开始运动的v﹣t图象．由图可知（）
考
点：
匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专
题：
运动学中的图像专题．
分析：由图象可以看出A物体做初速度为零的匀加速直线运动，B物体先做初速度为零的匀加速直线运动后做匀速直线运动，两个图象的交点表明该时刻速度相等，位移可以通过图线与时间轴包围的面积来求解．通过分析两个物体速度的大小，分析它们之间距离的变化．
解答：解：A、B：在t2时刻之前，A的速度小于B的速度，B在A的前方，两者距离不断增大；在t2时刻之后，A的速度大于B的速度，B在A的前方，两者距离不断减小，所以在t2时刻，两者距离相距最远．故A、B错误．
C、速度图线的斜率等于加速度，斜率越大，加速度越大，可知在0﹣t1时间内质点B 比质点A加速度大，故C正确．
D、两个质点在t2时刻之后位移相等时相遇一次，之后由于A的速度大于B的速度，不可能再相遇，故D错误．
故选：C．
点评：在物理学中图象是描述物理规律的重要方法之一，图象的优点是不仅能够形象、直观地反映出物体的运动规律，图线的斜率，图线与时间轴所围的“面积”等还有特殊的物理意义．
5. 如图表示一交流电随时间而变化的图像，此交流电的有效值是
A．3.5A B． A C． A D．5A
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一列简谐横波沿+x方向传播，波长为λ，周期为T．在t=0时刻该波的波形图如图甲所示，O、a、b是波上的三个质点．则图乙可能表示（选填“O”、“a”或“b”）质点的
振动图象；t=时刻质点a的加速度比质点b的加速度（选填“大”或“小”）
参考答案：
b，小
【分析】根据振动图象读出t=0时刻质点的位移和速度方向，再确定图乙可能表示哪个质点的振动图象．根据质点的位移分析加速度的大小．
【解答】解：由图乙知，t=0时刻质点的位移y=0，速度沿y轴正方向．
根据波形平移法知，甲图中b点的振动方向沿y轴正方向，且位移y=0，则图乙可能表示b质点的振动图象．
t=时刻质点a到平衡位置，b到波峰，由a=﹣知，a的加速度比质点b的加速度小．故答案为：b，小．
7. 如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，线圈中有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端，轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。

在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为；弹簧受到的拉力为______。

参考答案：
答案：、
8. （4分）如图是一个单摆的共振曲线．此单摆的固有周期T
是 S，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值
将（填“向左”或
“向右”）移动．
参考答案：
2.5（2分）；左（2分）
9. 若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能(填“增加”、“减少”或“不变”)．
参考答案：
C 增加
10. 由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。

现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为__________A。

若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为__________W。

参考答案：
1.0；1.5
11. （4分）物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是 m，能说明物体内分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实
有（举一例即可）。

在两分子间的距离由r0（此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零）逐渐增大的过程中，分子力的变化情况
是（填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）。

参考答案：
10-10（1分）；布朗运动（或扩散现象）（2分）；先增大后减小（1分）
12. 约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放
射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是．
参考答案：
正电子
13. 两名日本学者和一名美籍日本科学家10月７日分享了2008年诺贝尔物理学奖。

３名物理学家分别通过数学模型“预言”了量子世界自发性对称破缺现象的存在机制和根源。

这一模型融合了所有物质最微小的组成部分，使４种基本相互作用中的３种在同一理论中得到解释。

这里所述的4种基本相互作用是指万有引力、▲、强相互作用、▲。

参考答案：
电磁相互作用，弱相互作用
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （8分）用以下器材测量电压表V1的内阻R1（量程为1.5V，内阻1400—1600）：
电源E，电动势约为3V，内阻可忽略；
电压奶V2，量程3V；
定值电阻R0，阻值1200；
滑动变阻器R，最大阻值约为20；
单刀单掷开关S，导线若干。

（1）请在图的方框中画出实验电路原理图（原理图中的器件必须要用题中相应的字母标注）。

（2）在（b）图中用笔连线，完成实物图的连接。

（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示R1的表达式为R1= 。

参考答案：
答案：（1）实验电路图如图；（2）实物连线图如图；（3）
15. 同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

⑴同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。

中华同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。

但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。

检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表测量其电压确实能达到3V多。

据您猜想，出现这种现象的原因应当
是：（不要求写分析、推导过程）。

⑵中华同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω。

爱国同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用
伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得：。

因而中华同学说土豆的内阻为30Ω，而爱国同学则说是3kΩ。

请你判断，用中华或爱国同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请选一位同学的方法说明理由。

⑶若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A.电流表A1（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）
B.灵敏电流表A2（量程为0～300μA，内阻未知）
C.灵敏电流表A3（量程为0～0.6mA，内阻为800Ω）
D.滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）
E.滑动变阻器R2（最大阻值约2kΩ）
F.变阻箱（0～9999Ω）
①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是________ (填器材前的字母代号)。

②在右上方框中画出应采用的电路。

参考答案：
⑴（2分）水果电池的内阻太大。

，
⑵（2分）中华同学的方法不正确，因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接“土豆电池”的两极时，欧姆表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准（1分）。

爱国同学测量的误差也很大。

理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻，故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确。

⑶①C（1分）、F（1分）
②（2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v－t图象，已知小车在0～2 s内做匀加速直线运动，2～10 s内小车牵引力的功率保持不变，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：
(1)小车所受的阻力Ff是多大？
(2)在2～10 s内小车牵引力的功率P是多大？
(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少？
参考答案：
(3)小车的加速运动过程可以分为0～2 s和2 s～7 s两段，设对应的位移分别为x1和x2，在0～2 s内的加速度大小为a1，则由图象可得a1＝2 m/s2 （1分）
x1＝a1t x1＝4 m （1分）
在2 s～7 s内由动能定理可得
P(t2－t1)－Ffx2＝mv－mv （1分）
解得x2＝25 m （1分）
x＝x1＋x2x＝29 m （1分）ks5u
17. 如图所示，圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O。

O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v
的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍。

已知该带电粒子的质量为m、电量为q，不考虑带电粒子的重力。

（1）推导粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径
（2）求粒子通过磁场空间的最大偏转角
（3）若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹，则从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O点经历的时间是多长？（已知arctan2=）
参考答案：
（1）带电粒子进入磁场后，受洛仑兹力作用，由牛顿第二定律得：
（2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为，
则x是粒子在磁场内轨迹的两端点的直线距离。

x最大值为2R对应的就是最大值.且2R=r
所以
（3）（3）设粒子与边界相邻两次碰撞过程通过的弧长所对的圆心角为2，该弧长所对磁场圆的圆心角为2。

如图所示。

则tan===
要使粒子还能通过O点，应满足
（均为正整数）
即（均为正整数）Ks5u
当粒子第一次回到O点，应取
又α粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是
Ks5u
18. 如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。

该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。

已知风叶的半径为r＝1m，风能的利用效率为η1＝4%，风力发电机的线圈共有N＝200匝，磁场的磁感应强度为B＝0.1T，线圈的面积为S1＝0.2m2，空气的密度为ρ＝
1.3kg/m3，
太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S＝1m2，光能的利用效率为η2＝20%，π取3，结果保留2位有效数字。

（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？
（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？
（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少？
参考答案：
（1）太阳光照6小时，可给路灯供电t1小时，则太阳能光电池产生的电能为
（3分）
（2分）
（2）8m/s的风速持续刮风6小时，则风能转化的电能为E2，,可供路灯正常工作t2小时
（4分）
（1分）
t2=2.0h （2分）
（3）设经3小时的光照和风吹，光能转化为电能为E3，风能转化为电能为E4，
（1分）
（1分）
（2分）
设风力发电机转动产生交流电的峰值电压为Um （1分）（n为每秒的转速）（1分）
代入得（1分）
（1分）。