重庆永川区北山中学2018年高三物理上学期期末试题含解析

重庆永川区北山中学2018年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. 自由下落的物体，其动能与位移的关系如图所示。

则图中直线的斜率表示该物体
的（）
（A）质量（B）机械能
（C）重力大小（D）重力加速度大小
参考答案：
C
2. （单选）奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。

图中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。

实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是
A.线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强
B.线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了
C.线圈A中的电流是恒定电流.不会产生磁场
D.线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场
参考答案：
D 解析：闭合与断开开关S的瞬间，A线圈中的电流发生了变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，电流表G中产生感应电流．闭合开关S 后，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中没有感应电流，感应电流只出现在磁通量变化的暂态过程中，这是在法拉第研究电磁感应现象的过程中中的瓶颈所在．故选项D符合题意．故选：D．
3. （单选）某星球直径为d，宇航贝在该星球表面以初速度v。

竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h，若物体只受该星球引力作用，则该星球的第一宇宙速度为
参考答案：
D
以初速度v0竖直上抛一物体，物体在重力作用下做匀减速直线运动，当物体速度减为0时，物体上升到最大高度，已知初速度末速度和位移，根据匀变速直线运动的速度位移关系可以求出该星球表面的重力加速度g，再根据万有引力提供向心力，求出该星球的第一宇宙速度．
在该星球表面以初速度v0竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为H．
由，得：，
根据
而
得该星球的第一宇宙速度为：，故D正确，ABC错误；
故选：D．
4. （多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：
，下列说法正确的是
A．卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型
B．实验中是用粒子轰击氮核的
C．卢瑟福通过该实验发现了质子
D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒
E . 原子核在人工转变的过程中，产生质量亏损，能量不守恒
参考答案：
BCD
5. 测定运动员体能的一种装置如右图所示，运动员的质量为M，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦和质量)，绳的另一端悬吊的重物质量为m，人用力向后蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v向后匀速运动(速度大小可调).最后
可用v的值作为被测运动员的体能参数，则（）
A.人对传送带不做功
B.人对传送带做功的功率为mgv
C.人对传送带做的功和传送带对人做的功大小相等，但正、负相反
D.被测运动员的v值越大，表示其体能越好
参考答案：
BCD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 我国交流电的周期为________，频率为________ ， 1 min内电流方向改变了___次。

参考答案：
0.02 s 50 Hz 6000次。

7. 质点在x轴上运动，其位置坐标x随时间t的变化关系为x=2t2+2t﹣4，则其加速度a=4 m/s2．当t=0时，速度为2m/s（x的单位是m，t的单位是s）．
参考答案：
根据匀变速直线运动的公式x=去分析加速度和初速度．
解：根据x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．当t=0时，速度为2m/s．
故本题答案为：4，2
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=．
8. 氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光
子的频率为，则= 。

参考答案：
9. 某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。

在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T， B、C和D各点到A的距离为s1、s2和s3。

由此可算出小车运动的加速度大小，打点计时器在打C点时，小车的速度大小vc＝。

（用已知的物理量符号表示）
参考答案：
a = (s2 -2s1 ) / T2 或a = (s3 -2s2 + s1 ) / T2 或a = (s3 -s2 -s1 ) / 2T2 vc = (s3 -s1 ) / 2T
10. 一物体从某行星上的一悬崖上从静止开始下落，1s后，从起点落下4m。

该行星上的重力加速度为________m/s2。

若该物体再下落4s，它将在起点下面_______m处。

参考答案：
8 100
11. （2分）如图所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现用力将物体1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了，物块1的重力势能增加了。

参考答案：
答案：
12. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波的传播速度v＝2m/s，则：
①从这一时刻起x＝4m处质点的振动方程是y＝ cm；
②从这一时刻起x＝5m处质点在4.5s内通过的路程s＝ cm。

参考答案：
①（2分）；②45
13. 某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。

当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有、。

(两个)
（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是，实验时首先要做的步骤是。

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。

往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。

让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。

则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示）。

（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质
量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。

则最终需验证的数学表达式
为（用题中的字母表示）。

参考答案：
（1）天平，刻度尺；（每空1分）（2） m<<M ；平衡摩擦力（每空1分）（3）（3分）（4）（3分）
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图12所示，（甲）图是某学生测量“匀变速直线运动的加速度”的实验装置，由于实验中连接重物和木块的细线过长，所以当重物着地后，木块还会在木板上继续滑行，图（乙）所示纸带是重物着地后的一段打点纸带（注意图中任两个计数点间都有四个点没有标出）。

若打点计时器所用的交流电频率为50Hz，则木块的加速度为a=_____m/s2，木块与木板间的动摩擦因数μ=_____。

（g=10 m/s2忽略空气阻力以及纸带与打点计时器间的摩擦，所有结果保留两位有效数字）
图12
参考答案：
－0．50 0．050（或5．0×10－2）
以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有
a=
解得：a=-0.50m/s2
重物落地后木块只受摩擦力的作用，用m表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：
-μmg=ma
解得μ=0.050
15. 某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1Ω。

为了进一步研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系，需要进一步做实验，请你帮助该小组完成该项工作。

已知学校实验室提供的器材有：
直流电源E，电压6V，内阻不计；
小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.3V，内阻约3kΩ；
电压表V2，量程0～6V，内阻约15kΩ；
电流表A1，量程0～0. 6A，内阻约1Ω；
电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5Ω；
滑动变阻器R，0～10Ω，2A；
电键S一只，导线若干。

（1）首先要比较精确测量电动机的线圈电阻r。

根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选。

若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻r= Ω，这个结果比真实值偏（选填“大”或“小”）。

（2）在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。

（标明所选器材的符号）
（3）当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，其示数为A，此时电动机的输出功率是W。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=60°，∠C=90°，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，AD=a，棱镜的折射率n=，求：
①光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
②光从进入到它第一次射入空气所经历的时间（设光在真空中传播速度为c）．
参考答案：
解：①如图所示，
i1=60°，设全反射临界角为C，
则sinC==，得：C=45°
因为i1＞45°，光线在AB发生全反射．
光线射到BC面的入射角i2=i1﹣30°=30°＜C，存在折射现象，第一次射入空气．
由折射定律为：n==，r=45°．
②镜中光速：v==
所求时间为：t=+=．
答：①光从棱镜第一次射入空气时的折射角为45°．
②光从进入到它第一次射入空气所经历的时间为．
【考点】光的折射定律．
【分析】①根据全反射临界角公式sinC=求解棱镜的临界角C；画出光路图，判断光线在AB面和BC面上能否发生全反射，由几何知识求出光线第一次射入空气时的入射角，由折射定律求解折射角；
②根据几何关系求出光线在玻璃砖内通过的路程，由v=求出光在棱镜中传播的速度，再由运动学知识求解时间．
17. 如图所示，质量M = 4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m = 1.0kg的小滑块A（可视为质点）。

初始时刻，A、B分别以v0 = 2.0m/s向左、向右运动，最后A恰好没有滑离B板。

已知A、B之间的动摩擦因数μ = 0.40，取g =10m/s2。

求：
⑴ A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向；
⑵ A相对地面速度为零时，B相对地面运动已发生的位移大小x；
⑶木板B的长度l。

参考答案：
【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．A2 A8 C2
【答案解析】（1）4.0m/s2，方向水平向右，aB的大小为1.0m/s2，方向水平向左；（2）
0.875m；（3）1.6m．解析：⑴ A、B分别受到大小为μmg的作用，根据牛顿第二定律
对A物体：μmg=maA则aA=μg=4.0m/s2，方向水平向右对B物体：μmg=MaB，则
aB= =1.0m/s2，方向水平向左（2）开始阶段A相对地面向左做匀减速运动，速度为0的过程中所用时间为t，则
v0=aAt1，则t1==0.50s
B相对地面向右做减速运动x=v0t-aBt2=0.875m （3）A向左匀减速运动至速度为零后，相对地面向右做匀加速运动，最后A恰好没有滑离B板，两者速度相同，设共同速度为v．取向右方向为正，根据动量守恒定律得（M-m）v0=（M+m）v
由能量守恒定律得μmgl=（M+m）v02-（M+m）v2，代入数据解得l=1.6m
【思路点拨】（1）木块和木板竖直方向上受力平衡，水平方向受到滑动摩擦力作用，大小为μmg，根据牛顿第二定律求解加速度；（2）A先向左做匀减速运动至速度为零，根据运动学速度公式求出速度为零时所用的时间，根据位移公式求解B相对地面运动发生的位移x；（3）对于系统，合外力为零，动量守恒．A恰好没有滑离B板，木板和木块的速度相同，根据动量守恒和能量守恒结合求解木板B的长度l．本题是木块在木板滑动的类型，运用牛顿第二定律、运动学、动量守恒和能量守恒结合求解比较简便，也可以采用图象法求解．
18. （10分）如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点A与最低点B各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图像如图，g取10 m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球的质量为多少？
（2）若小球的最低点B的速度为20 m/s，为使小球能沿轨道运动，x的最大值为多少？
参考答案：。