2018-2019学年安徽省安庆市月山高级中学高三物理下学期期末试卷含解析

2018-2019学年安徽省安庆市月山高级中学高三物理下
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. （多选题）（2013?浦东新区一模）如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C、在同一直线上．t=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动．在0≤t≤10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，则下列说法中正确的有（）
ABD
解：A、0～6s内绳子的拉力不变，知，6～10s内拉力大小不变，知，因为，则，两钉子之间的间距．故A正确．
B、第一个半圈经历的时间为6s，则，则第二个半圈的时间，则t=10.5s时，小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为6N．故B正确．
C、小球转第三个半圈的时间，则t=14s时，小球转动的半径，
根据，则拉力变为原来的倍，大小为7.5N．故C错误．
D、细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少，则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔△t═6﹣3×1=3s．故D正确．
故选ABD．
2. （单选）一物体做匀变速直线运动，其位移与时间关系是：x=10t-4t2，则（）
A．物体的初速度是10m/s B.物体的加速度是4m/s2
C．物体的加速度是-4m/s2 D. 以上说法均不对
参考答案：
A由匀变速直线运动公式可知，物体的初速度为10m/s，加速度为-8m/s2，A对；BC错；
3. 如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。

若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子
A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动
参考答案：
4. 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与两相同的定值电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。

有一导体棒ab质量为m，棒的电阻R=0.5R1，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。

导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，定值电阻R2消耗的电功率为P，此时下列正确的是
A．此装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcosθ
B．此装置消耗的机械功率为μmg vcosθ
C．导体棒受到的安培力的大小为
D．导体棒受到的安培力的大小为
参考答案：
AC
5. 如图所示，给出了核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数的关系。

下列说法中正确的是
A．英国物理学家汤姆生，在α粒子散射实验的基础上
提出了原子的核式结构模型
B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，放出的射线垂直磁感线穿过磁场时，一定发生偏转
C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
D．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收核能
参考答案：
答案：C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （６分）磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线。

其特点是：①磁感线是为了形象描述磁场而假设的曲线；②磁感线的疏密表示磁场的_______，磁感线上某点切线方向表示该点的磁场方向；③磁感线不相交、不中断、是闭合曲线，在磁体内部从极指向极。

参考答案：
答案：强弱（大小）；ＳＮ（每空2分）
7. 某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。

已知小车的质量为500克，g 取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。

实验步骤如下：
（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。

（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板
倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。

（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，
接通打点计时器电源后，释放小车。

（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。

（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。

①在坐标纸上作出图象。

②上述图象不过坐标原点的原因是：。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？。

④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：（选填“是”或“否”）。

参考答案：
8. 在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W．
参考答案：
解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为
0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；
当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r
解得：r=5Ω，E=6V．
由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流
I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；
故答案为：5，0.9．
在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为的滑块通过细绳
与质量为的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，将打点计时器固定好。

调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如图甲所示
B.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，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，如图乙所示
打出的纸带如下图：
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，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打点时滑块速度____________，打点计时器打点时滑块速度_____________。

②已知重锤质量，当地的重加速度，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_________（写出物理名称及符号），合外力对滑块做功的表达式W合=____________。

③测出滑块运OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以为纵轴，以W为横轴建坐标系，描点作出图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为，则滑块质量_____________
参考答案：
① ___， ______
②___下滑的位移__（写出物理名称及符号），W合=_______。

③__________
10. 如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的____________现象；图是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图。

参考答案：
答案：干涉 C
11. 一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体（填“吸收”或“放出”）的热量是J。

此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J 的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了J。

参考答案：
12. 如图所示，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在磁场力作用下以速度v 在磁感强度为B的匀强磁场中沿顺时针方向作匀速圆周运动，则磁场方向垂直于纸面向_____（选填“里”或“外”），电荷A作圆周运动的半径r =__________。

参考答案：
答案：里，
13. 如图所示，在带电量为Q的点电荷B的电场中，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在电场力作用下以速度v绕B沿顺时针方向作匀速圆周运动，则B带_____（选填“正”或“负”）电，电荷A作圆周运动的半径r=__________。

（静电力常量为k）
参考答案：
答案：正，
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）一组同学在做“用单摆测定重加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。

为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了4种不同的处理方法
A．从测定的6组对应值中任意选取1组，用公式求出g作为测量值B．先分别求出6个L值的平均值和6个T值的平均值，再用公式求出g作为测量值
C．先分别用6组L、T的对应值，用公式求出6个对应的g值，再求这6个g的平均值作为测量值
D．在坐标纸上作出T2—L图象，从图中计算出图线的斜率k，根据求出g作为测量值
你认为以上4种方法中，错误的是哪一种（填代号即可），其余正确方法中，偶然误差最小的是（填代号即可）
参考答案：
B；D
15. 有一节干电池，电动势大约为1.5V，内电阻约为1.0Ω。

为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻，根据提供的以下器材完成相关实验：
A.电压表V(5V，5kΩ)
B.电流表G(量程2.0mA，内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)
D.滑动变阻器R1(0～100Ω，0.5A)
E.滑动变阻器R2(0～10Ω，1A)
F.电阻箱R3（0~999.9Ω）
G.开关S和导线若干
（1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，电阻箱的阻值应调为Ω。

请在虚线框内画出实验原理图(标注所选择的器材符号)。

（2）下表是根据实验设计的原理图测得的数据，为了采用图象法分析和处理数据，请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度，作出相应的图线。

（3）根据图线求出电源的电动势E= V(保留三位有效数字)，电源的内阻r= Ω(保留两位有效数字)。

参考答案：
（1）990.0 （2）作图（3）(1.45~1.49) (0.84~0.90)
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。

回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。

磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。

A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。

加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；
（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。

若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B m、f m，试讨论粒子能获得的最大动能E㎞。

参考答案：
见解析
试题分析：（1）狭缝中加速时根据动能定理，可求出加速后的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力，推出半径表达式；
（2）假设粒子运动n圈后到达出口，则加速了2n次，整体运用动能定理，再与洛伦兹力提供向心力，粒子运动的固有周期公式联立求解；
（3）B m对应粒子在磁场中运动可提供的最大频率，f m对应加速电场可提供的最大频率，选两者较小者，作为其共同频率，然后求此频率下的最大动能．
解：（1）设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1，速度为v1
qU=mv12
qv1B=m
解得
同理，粒子第2次经过狭缝后的半径
则．
（2）设粒子到出口处被加速了n圈
解得．
（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即
当磁场感应强度为B m时，加速电场的频率应为
粒子的动能
当f Bm≤f m时，粒子的最大动能由B m决定
解得
当f Bm≥f m时，粒子的最大动能由f m决定v m=2πf m R解得
答：（1）r2：r1=：1 （2）t=（3）当f Bm≤f m时，E Km=；当f Bm≥f m时，E Km=．
【点评】此题是带电粒子在复合场中运动与动能定理的灵活应用，本题每一问都比较新颖，需要学生反复琢磨解答过程．
17. 如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD 相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初
速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：
（1）小球带何种电荷．
（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离．
（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．
参考答案：
（1）正电荷
（2）依题意可知小球在BC间做匀速直线运动．
在C点的速度为：
在BC段其受力如图所示，设重力和电场力合力为F.
F＝qvCB
又F＝mg/cos37°＝5N
解得：
在D处由牛顿第二定律可得：
将代入上式并化简得：
小球离开D点后作类平抛运动，其加速度为：
a＝F/m
由得：
（3）设CD段摩擦力做功为Wf,由动能定理可得：
克服摩擦力做功：
解得：＝27.6J
18. 如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，一离顶角A较近的入射光沿平行于底面BC的方向射向AB，经AB和AC折射后射出，为了使上述入射光线能从AC面射出，求折射率n的取值范围。

参考答案：
假设此光路图在AC界面刚好发生全反射
AB界面处2分
AC界面处2分
又，2分得2分
故2分。