2018-2019学年湖南省怀化市兰里中学高三物理上学期期末试题含解析

2018-2019学年湖南省怀化市兰里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. 一范围足够大的电场的电场强度随时间变化的图象如图所示，此电场中有一个带电粒子，在t=0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力的作用，则下列判断正确的是
A．带电粒子将做曲线运动
B．2s末带电粒子的速度最大
C．前4s内的总位移为零
D．前4s内电场力所做的总功为零
参考答案：
D
2. （单选）如图所示的是水面上两列频率相同的波在某时刻以叠加情况。

以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅为A1=2cm，S2的振幅为A2=3cm，则下列说法正确的是
__________。

A．质点D是振动减弱点
B．质点A、D在该时刻的高度差为10cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点C此刻以后将向下振动
参考答案：
B
3. 如图，导体框平面与水平面成θ角，质量为的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度的变化如图（乙），PQ始终静止，则在0—tos内，PQ受到的摩擦力的变化情况可能是（）]
①一直增大
①一直减小③先减小后增大④先增大后减小
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
参考答案：
C
4. 上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m。

一个质量50kg的乘客坐在以360km/h的不变速率随车驶过半径2500m弯道，下列说法正确的是
A．乘客受到的向心力大小约为200N
B．乘客受到来自车厢的力大小约为200N
C．乘客受到来自车厢的力大小约为539N
D．弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
参考答案：
ACD
5. （单选）小球从3米高处落下，被地板反向弹回，在１米高处被接住，则小球的（）
A、位移为2米，方向向下
B、位移为1米，方向向上
C、路程为4米，方向向下
D、路程为2米，路程是标量
参考答案：
A
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 氢原子处于基态时的能量为-E1,激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为
产生的3种不同波长的光中，最大波长为（已知普朗克常量为h，光速为c）
参考答案：
；
试题分析：基态的氢原子能量为E1，n=2能级的原子能量为，n=3能级的原子能量为，则单色光的能量为；根据得，
从第三能级跃迁到第二能级，能量变化最小，则对应的波长最长，因此从第三能级跃迁到
第二能级，解得：
【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，辐射光子的能量等于两个能级的能级差，即E m-E n=hv，注意正负号。

7. 如图，将半径分别为r和R、质量分别为m和M的光滑球放在水平面上，M靠在竖直墙上，且R=2r。

现用一过圆心的水平推力F推m，M恰好离开地面，重力加速度为g。

则m对地面的压力为________，M对墙的压力为________Mg。

参考答案：
解析：把两个小球看作整体，由平衡条件可知，地面对m的支持力为(M+m)g，由牛顿第三定律，m对地面的压力为(M+m)g。

设墙对M的压力为F’，隔离M，分析受力，由Mgtanθ=F’，cosθ=R/L,R/L=r/(L-3r)联立解得F’=2Mg。

8. （4分）如图（a）所示，面积为0.01m2、电阻为0.1Ω的正方形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直。

磁感应强度B随时间t的变化图线如图（b）所示。

t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。

在1s末线框中感应电流的大小为_______A。

若规定逆时针方向为电流的正方向，请在图（c）中画出前4s内感应电流i随时间t的变化图线。

参考答案：
答案：0.2A（2分）（两条线各1分）
9. 某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。

质量分别为mA和mB 的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。

用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。

A 球落到地面N点处，B球落到地面P点处。

测得mA=0.04 kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是
_ ___s，A球落地时的动能是_ ___J。

（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）
参考答案：
0.5 0.66
10. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能
减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨后卫星的轨道半径（填“变大”，“变小”或“不变”），前后角速度之比为。

参考答案：
变大，8:1
11. (选修模块3—3) 设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字)
参考答案：
答案：7×103（6×103～7×103都算对）
解析：
1g水的分子数 N = NA ，1cm2的分子数 n =N≈7×103（6×103～7×103都算对）。

12. 天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线。

则③为
_________射线，它的贯穿本领最强；射线①的电离本领__________（选填“最强”或“最弱”）。

参考答案：
γ，最强
13. 在2004年6月10日联合国大会第58次会议上，鼓掌通过一项决议。

决议摘录如下：
联合国大会，
承认物理学为了解自然界提供了重要基础，
注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石，
确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具，
意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年，这些发现为现代物理学奠定了基础，
．……；
．……；
．宣告2005年为年．
参考答案：
国际物理（或世界物理）．
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“油膜法估测分子直径”的实验中:
①下列关于油膜法实验的说法中正确的是（）
A.可以直接将油酸滴到浅水盆中进行实验
B.实验中撒痱子粉应该越多越好
C.该实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜
D.实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
②某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25m2的蒸发皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升），纯油酸和无水酒精若干等。

已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为多少？
参考答案：
①C②或
①A、为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故A错误；
B、实验时先将痱子粉均匀洒在水面上适量即可，不能太多．故B错误；
C、油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径，故C正确；
D、实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故D错误。

②根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时此时油酸浓度最大，一滴油酸的体积为：
一滴酒精油酸溶液的体积为：
因此油酸的浓度为：
15. （8分）为探究小灯泡的电功率和电压的关系，小明测量小灯泡的电压和电流，利用得到电功率。

实验所使用的小灯泡规格为“3。

0V1。

8W”，电源为12V 的电池，滑动变阻器的最大阻值为10。

（1）准备使用的实物电路如题10-1图所示。

请将滑动变阻器接入电路的正确位置。

（用笔
画线代替导线）
（2）现有10、20和50的定值电阻，电路中的电阻应选___▲____的定值电阻。

（3）测量结束后，应先断开开关，拆除___▲____两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。

（4）小明处理数据后将、描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如题10-2图所示。

请指出图象中不恰当的地方。

参考答案：
(1)(见右图)
(2)10
(3)电池
(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。

开始时橡皮筋松驰，B静止，给A向左的初速度v0。

一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。

碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。

求：
（ⅰ）B的质量;
（ⅱ）碰撞过程中A、B系统机械能的损失。

参考答案：
解：（ⅰ）以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得①
由①式得②
（ⅱ）从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得
③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为，则
④
联立②③④式得⑤
17. 图（a）所示是一个用虚线隔开的，磁感应强度大小相等的两个互相独立的
匀强磁场，虚线上方的磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，在相
距足够长金属导轨竖直放置，一个质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为
的金属棒cd，均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，两处磁场磁
感应强度大小相同，方向如图所示。

ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为,
两棒总电阻为，导轨电阻不计。

ab棒在方向竖直方向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，cd棒也同时释放。

（1）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；
（2）已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
（3）判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在图（c）
中定性画出cd棒所受摩擦力随时间变化的图象。

参考答案：
（1）经过时间t，金属棒ab的速率（1分）
此时，回路中的感应电流为（1分）对金属棒ab，由牛顿第二定律得
（2分）
由以上各式整理得：
在图线上取两点：t1=0，F1=11N；t2=2s，F2=14．6s （1分）
代入上式得B＝1．2T （1分）
（2）在2s末金属棒ab的速率（1分）
所发生的位移（1分）
由动能定律得（2分）
又
（1分）
联立以上方程，解得（1分）（3）cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。

（1分）
当cd棒速度达到最大时，有
又、、（1分）
（2分）
整理解得（1分）
fcd随时间变化的图象如图（c）所示。

18. 如图甲所示，固定在水平桌边上的“”型平行金属导轨足够长，倾角为53o，间距L=2m，电阻不计；导轨上两根金属棒ab、cd的阻值分别为R1=2Ω，R2=4Ω，cd棒质量m1=1.0kg，ab与导轨间摩擦不计，cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场
中。

现让ab棒从导轨上某处由静止释放，当它刚要滑出导轨时，cd棒刚要开始滑动；g 取10m／s2，sin37 o =cos53 o =0.6，cos37 o = sin53 o =0.8。

(1)在乙图中画出此时cd棒的受力示意图，并求出ab棒的速度；
(2)若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，则ab棒质量应小于多少？
(3)假如cd棒与导轨间的动摩擦因数可以改变，则当动摩擦因数满足什么条件时，无论ab 棒质量多大、从多高位置释放，cd棒始终不动？
参考答案：
（1）1.5m/s （2） 3.125kg （3）=0.75
【考点】考查电磁感应的力和能量问题
（1）ab棒沿斜面滑下切割磁感线产生的感应电流的方向是b→a→c→d→b；
因为当ab棒从导轨刚要滑出时，cd棒刚要开始滑动，其受力分析如图所示。

由受力分析得：①
②
且：③，解得：I=2.5A ④
根据法拉第电磁感应定律：E=BLv⑤
闭合电路的欧姆定律：⑥
解得：v=1.5m/s ⑦
（2）ab棒在足够长的轨道下滑时，最大安培力只能等于自身重力的分力，有：
⑧
因ab棒与cd棒串联，故所受最大安培力相等⑨
要使cd棒不能滑动，需：⑩
以上两式联立解得： 3.125kg
（3）ab棒下滑时，cd棒始终静止，有：
解得：
当ab棒质量无限大，在无限长轨道上最终一定匀速运动，安培力趋于无穷大，有：=0.75。