2018年山东省青岛市黄岛区第一中学高三物理上学期期末试题含解析

2018年山东省青岛市黄岛区第一中学高三物理上学期
期末试题含解析
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. (单选)某动车组列车以平均速度v从甲地开到乙地所需的时间为t，该列车以速度v0从甲地出发匀速前进，途中接到紧急停车命令紧急刹车，列车停车后又立即匀加速到v0继续匀速前进，从开始刹车至加速到v0的时间是t0（列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相等），若列车仍要在t时间内到达乙地，则动车组列车匀速运动的速度v0应为
A．B．C．
D．
参考答案：
C
2. 下列说法中不正确的是（）
A．书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的
B．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C．一个质量一定的物体放在地球表面任何位置所受的重力大小都相同
D．静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
参考答案：
ACD
书受到的支持力的施力物体是桌面，是由于桌面发生形变而产生的，故A错误；摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体的运动方向有可能相同，故B正确；地球表面的重力加速度不是处处相等，故C错误；静止的物体可能有相对运动，有可能受到滑动摩擦力的作用，D错误。

3. （单选）空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负氧离子的方法最常用的是电晕放电法．如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高电压，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则()
A．E＝103 V/m，F＝1.6×10－16 N
B．E＝106 V/m，F＝1.6×10－16 N
C．E＝103 V/m，F＝1.6×10－13 N
D．E＝106 V/m，F＝1.6×10－13 N
参考答案：
D
4. (单选)如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，mA=2 mB。

当弹簧压缩到最短时，A物体的速度为( )
A．0 B．v C．v D．v
参考答案：
B
5. 如图所示，横截面为直角三角形斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B，系统处于静止状态．在球B上施一通过球心的力F，系统仍保持静止，下列说法正确的是
A. B所受合外力增大
B. B对竖直墙壁的压力增大
C. 地面对A的摩擦力增大
D. A对地面的摩擦力将小于B对墙壁的压力
参考答案：
BC
解：不加推力时，选取A和B整体为研究对象，它受到重力、地面的支持力、墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态。

据平衡条件有：、
以B为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力、墙壁对它的弹力，处于平衡状态，据平衡条件有：、
解得：
A：加推力，相当于物体B的重力变大，物体仍然平衡，合力仍为零。

故A项错误。

B：B对竖直墙壁的压力等于墙壁对B的支持力，又，加推力相当于物体B的重力变大，则B对竖直墙壁的压力变大。

故B项正确。

C：地面对A的摩擦力，加推力相当于物体B的重力变大，则地面对A的摩擦力增大。

故C项正确。

D：地面对A的摩擦力等于墙壁对B的弹力，则A对地面的摩擦力等于B对墙壁的压力。

故D项错误。

【点睛】多个物体在一起时，合理选择研究对象可使解题过程简化。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （3分）铁路提速，要解决许多技术问题。

通常，列车阻力与速度平方成正比，即f＝kv2。

列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引。

试计算列车分别以120千米/小时和40千米/小时的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值（提示：物理学中重要的公式有F＝ma，W＝Fs，P＝Fv，s＝v0t＋1/2at2）。

参考答案：
答案：由F＝f，f＝kv2，p＝Fv，得p＝kv3，所以p1＝27p2
7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，已知状态A的温度为300K，则由状态A变化到状态B的过程中，气体的内能
（填“增大”、“减小”或“不变”），是（“吸热”或“放热”）过程。

参考答案：
增大吸热
8. （5分）如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角=45o过程中，绳中拉力对物体做的功
为。

参考答案：
答案：mv02
9. 如图所示，竖直墙上挂着一面时钟地面上静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S S′。

（填“大于”、“等于”或“小于”）
参考答案：
大于
10. 用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。

下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，它们分别是：
①___________________________；②___________________________；
③___________________________；④___________________________。

（2）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量m= kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ= （重力加速度g取10m/s2）。

参考答案：
11. 在画线处写出下列3个演示实验的目的：
①；
②；
③
参考答案：
①悬挂法测重心；②显示微小形变；③验证平行四边形法则
12. 有两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得二者相对于地球的速度大小分别为0.9c和0.8c，则在A上测B相对于A的运动速度为。

参考答案：
0.998c
13. 如图所示，气缸中封闭着温度为127℃的空气，一重物用轻绳经轻滑轮跟气缸中的活塞相连接，不计一切摩擦，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm。

如果缸内空气温度降为87℃，则重物将上升 cm；该过程适用的气体定律是（填“玻意耳定律”或“查理定律”或“盖·吕萨克定律”）。

参考答案：
1；盖·吕萨克定律
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 为描绘一只标有“2.5V 0.75W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了如下实验器材：
电压表V（量程为0﹣3V，内阻约5kΩ）
电流表A1（量程为0﹣0.6A，内阻约1Ω）
电流表A2（量程为0﹣3A，内阻约10Ω）
滑动变阻器R1（0～10Ω）
滑动变阻器R2（0～100Ω）
干电池两节，开关S及导线若干
（1）为了使测量的准确度较高，调节方便，实验中应选用电流表，滑动变阻器；（2）在图甲所示虚线内画出实验电路图；
（3）连接电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不变，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是；
（4）排除故障后，正确操作得到多组U、I数据，利用Excel软件描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，设小灯泡正常发光的电阻为RA，小灯泡发光较暗时的电阻为R B，根据图象可以判断R A（选填“大于”“等于”或“小于”）R B．
参考答案：
解：（1）灯泡额定电流为0.3A，但如果采用3A量程误差过大，因此只能采用0.6A量程的A1，本实验中采用滑动变阻器分压接法，因此应采用总阻值较小的滑动变阻器R1；
（2）本实验中应采用滑动变阻器分压接法，同时电流表应采用外接法，如图甲所示；
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路断路．电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则电路故障的原因可能是灯泡断路．
（4）I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则由图可知，正常发光时的斜率较小，故说明正常发光时的电阻大于较暗时的电阻．
故答案为；（1）A1；R1；（2）如图所示；（3）小灯泡断路；（4）大于
【分析】（1）明确灯泡的额定值，根据实验安全和准确性原则确定电流表，根据电路接法确定滑动变阻器；
（2）根据实验原理确定对应的原理图；
（3）根据电路故障的现象判断是短路还是断路，再进一步确定短路或断路发生的位置；
（4）分析对应的I﹣U图象，明确图象的斜率表示电阻的倒数，从而确定两种情况下电阻大小关系．
15. 电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。

某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、
C、D，测量它们的电动势和内阻。

⑴用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。

测量电池A时，多用电表的指针如图
甲所示，其读数为 V。

⑵用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。

改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分
别作出A、B、C、D四块电池的图线，如图丙。

由图线C可知电池C的电动势E= V；内阻r= Ω。

⑶分析图丙可知，电池 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)较优。

参考答案：
⑴ 11.0 ⑵ 12， 1 ⑶ C
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 磁聚焦被广泛的应用在电真空器件中，如图所示，在坐标中存在有界的匀强聚焦磁场，方向垂直坐标平面向外，磁场边界PQ直线与x轴平行，距x轴的距离为，边界POQ的曲线方程为。

且方程对称y轴，在坐标x
轴上A处有一粒子源，向着不同方向射出大量质量均为m、电量均为q的带正电粒子，所有粒子的初速度大小相同均为v，粒子通过有界的匀强磁场后都会聚焦在x轴上的F点．已知A点坐标为（－a，0），F点坐标为（a，0）．不计粒子所受重力和相互作用求：
（1）匀强磁场的磁感应强度；
（2）粒子射入磁场时的速度方向与x轴的夹角为多大时，粒子在磁场中运动时间最长，最长对间为多少？
参考答案：
（1）（2）射入角度为60°时，运动时间最长，最长时间
17. 如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。

已知该平面内存在沿x轴负方向、区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为
2.5×10-4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以1.6J的初动能竖直向上抛出，它到达的最高位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）小球带何种电荷；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量。

参考答案：
18. 如图甲所示，两平行金属板A 、B 的板长和板间距离均为L （L=0.1m ），AB 间所加电压u=200sin100πtV,如图乙所示。

平行金属板右侧L/2处有一竖直放置的金属挡板C ，高度为13L/12并和A 、B 间隙正对，C 右侧L 处有一竖直放置的荧光屏S 。

从O 点沿中心轴线OO/以速度v0=2.0×103m/s 连续射入带负电的离子，离子的比荷q/m=3×104 C/kg,(射到金属板上的离子立即被带走，不对周围产生影响，不计离子间的相互作用，离子在A 、B 两板间的运动可视为在匀强电场中的运动。

)离子打在荧光屏上，可在荧光屏中心附近形成一个阴影。

π取3,离子的重力忽略。

（1）求荧光屏中心附近阴影的长度。

（2）为使从A 极板右侧边缘打出的离子能到达屏的中点O/，可在挡板正上方一圆形区域加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=T （圆心在挡板所在垂线上，图中未画出），求所加圆形磁场的面积和离子在磁场区域运动的时间。

(计算结果全部保留二位有效数字)
参考答案：
解：（1）（6分）设两板间所加电压U时，负离子离开电场时的侧向距离y，
由牛顿第二定律得：得而故由几何关系，有
因为相同的离子当加上大小相等的反向电压时，离子偏转对称于OO′轴，所以屏上的阴影
长度为：
（2）（12分）设离子在偏转电压U中加速后以速度v进入磁场中运动的半径为R，满足条件的离子运动轨迹如图所示。

离子以v=进入磁场，做匀速圆周运动，由知，
代入数据得由几何关系，所加的磁场的半径：，所以所加磁场的面积：
因为，且离子在磁场中运动的偏转角度为90°，
所以，离子在磁场中运动的时间为。