安徽省芜湖一中2018届高三上学期期末考试物理复习试题(4)

安徽省芜湖一中2017-2018学年高三上学期期末考试物理复习试题(4)
一、选择题
1. 许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是：（）
A. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量
B. 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律
C. 库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律
D. 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
【答案】C
【解析】
试题分析：牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律，B错误；库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律，C正确；开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，D错误；
考点：考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
2.如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。

滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。

若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（）
A. 将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑
B. 给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑
C. 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是2mgsinθ
D. 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是mgsinθ
【答案】C
【解析】
试题分析：物体由静止释放，对物体受力分析，受重力、支持力、摩擦力，如图
物体加速下滑，，，故，解得，故A错误；给滑块沿斜面向下的初速度，如果，则有，故B错误；用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，根据平衡条件，有，，故解得，故C正确；用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，根据平衡条件，有
，，故解得，故D错误；
考点：考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】本题关键将重力按照作用效果正交分解，然后求出最大静摩擦力，结合共点力平衡条件讨论即可．
视频
3.如图所示，在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，一质量为m、带电量为+q的物体，以某一初速度沿电场方向做匀减速直线运动，不计空气阻力，其加速度大小为，物体运动距离S时速度变为零。

则在此过程中（）
A. 物体克服电场力做功0.6qES
B. 物体的电势能增加了qES
C. 物体的重力势能增加了qES
D. 物体的动能减少了0.6qES
【答案】D
【解析】
【详解】由于物体所受电场力和运动方向相同，故电场力做正功W=EqS，故A错误；电场力做正功，电势能减小物体的电势能减小了qES，故B错误；重力做功W G=-mgS，重力做负功，重力势能增加，所以重力势能增加了mgS，故C错误；物体做减速运动，合外力做负功，动能减小，由动能定理得：△E k=-F合S=-maS=-0.6EqS，所以物体的动能减少了0.6qES，故D正确。

故选D.
4.某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s
做匀减速直线运动，速度方向为正方向，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，故A错误，B 正确；由上分析可知，先向正方向做加速运动，然后减速运动，4s末到达最远处，然后返回加速度，8s回到原点；故物体的位移一直为正值；故CD错误；故选B.
【点睛】本题关键先根据图象确定物体的运动情况，然后求出各段过程的加速度，最后求解合外力及位移.
5.一宇航员在一星球表面高度为h处以水平速度为v0抛出一物体，经时间t落到地面，已知该星球半径为R，忽略星球的自转.下列说法正确的是( )
A. 该星球的质量为
B. 该星球的质量为
C. 该星球的第一宇宙速度为
D. 该星球的第一宇宙速度为
【答案】C
【解析】
【详解】小球在星球表面做平抛运动，由h=gt2得该星球表面的重力加速度；设该星球的质量为M，则由得：,故A、B错误；根据力，知，第一宇宙速度时取 r=R；得，故C正确，D错误。

故选C。

【点睛】该题将万有引力定律与平抛运动结合起来考查，关键要理清解题的思路，知道平抛运动竖直方向做自由落体运动，从而解得该星球的表面重力加速度，这是解题的关键.
6.一火灾报警装置的部分电路如图甲，其中是热敏电阻，其电阻随着温度的升高呈现如图乙变化。

当所在处出现火情时，通过电流表的电流和两端电压与出现火情前相比( )
A. 变大
B. 不变
C. 变大
D. 不变
【答案】A
【解析】
由图象知当所在处出现火情时，的阻值变小，外电路总电阻变小，所以间电压变小；而干路电流变大，两端电压增大，两端电压减小，通过电流减小，所以通过的电流变大，故选。

7.一台理想变压器原、副线圈匝数比为，当原线圈两端输入的交变电压时，下列说法正确的是（）
A. 副线圈两端电压为
B. 副线圈接一电阻时，原线圈中的电流为
C. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是
D. 副线圈接一电阻时，原线圈中输入功率为
【答案】D
【解析】
原线圈两端电压为，由原、副线圈匝数比可知副线圈两端电压为，故错；副线圈接
一电阻时，副线圈电流为，原线圈中的电流为，故错；由于不知道线圈的具体匝数故变压器铁芯中磁通量变化率无法求出，故错
8.如图所示，水平放置的光滑金属长导轨和之间接有电阻，导轨左、右两区域分别处在方向相反与轨道垂直的匀强磁场中，方向见图，设左、右区域磁场的磁感强度为和，虚线为两区域的分界线。

一根金属棒放在导轨上并与其正交，棒和导轨的电阻均不计。

金属棒在水平向右的恒定拉力作用下，在左面区域中恰好以速度为做匀速直线运动，则（）
A. 若时，棒进入右面区域中后先做加速运动，最后以速度作匀速直线运动
B. 若时，棒进入右面区域中时仍以速度作匀速直线运动
C. 若时，棒进入右面区域后先做减速运动，最后以速度作匀速运动
D. 若时，棒进入右面区域后先做加速运动，最后以速度作匀速运动
【答案】B
【解析】
【详解】金属棒在水平向右的恒力作用下，在虚线左边区域中以速度v做匀速直线运动，恒力F与安培力平衡。

当B2=B1时，棒进入右边区域后，棒切割磁感线的感应电动势与感应电流大小均没有变化，棒所受安培力大小和方向也没有变化，与恒力F仍然平衡，则棒进入右边区域后，以速度v做匀速直线运动，故A错误，B正确。

当B2=2B1时，棒进入右边区域后，棒产生的感应电动势和感应电流均变大，所受的安培力也变大，恒力没有变化，则棒先减速运动，随着速度减小，感应电动势和感应电流减小，棒受到的安培力减小，当安培力与恒力再次平衡时棒做匀速直线运动。

设棒匀速运动速度大小为v′。

在左侧磁场中，有F=，在
右侧磁场中匀速运动时，有，可得v′=v，即棒最后以速度 v做匀速直线运动，故CD错误。

故选B。

【点睛】对于导体切割磁感线的类型，安培力的表达式F=作为重要推论可以直接运用，特别是做选择题不要解题过程，直接运用可节省时间.
二、实验题
9.（1）现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。

给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。

实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。

①用天平测出小车的质量m
②让小车自斜面上方一固定点A1从静止下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。

③用米尺测量A1与A2之间的距离s。

则小车的加速度a＝_____________。

④用米尺测量A1相对于A2的高度h。

则小车所受的合外力F＝________________。

⑤在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变。

测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t。

请说出总质量与高度的乘积不变的原因______________________________。

⑥多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，根据实验数据作图_______。

如能得到一条____________线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。

（2）电池组E的电动势为3 V，内阻不计；
电流表A1的量程为0～10 mA，内阻约为80 Ω；
电流表A2的量程为0～500 μA，内阻为l000 Ω；
滑动变阻器R1的阻值范围0～10 Ω，额定电流为1 A；
电阻箱R2的阻值范围为0～9999 Ω，额定电流为1 A，
开关S，导线若干。

①利用上述器材，用伏安法测阻值约为140 Ω的待测电阻R x的阻值，请画出测R x阻值的完整电路图，并在图中标明各器材的代号_______。

②实验中，将电阻箱R2的阻值调为3 kΩ。

再调整滑动变阻器R1，使电流表A2的示数300μA，若此时电流表A1的示数9 mA，则通过R x的电流是____mA，进而求出R x的阻值是____Ω。

【答案】 (1). (2). (3). 为了使各次测量中小车所受合外力不变；
(4). t2-m. (5). 过原点直线； (6). 图见解析； (7). 8.7
【解析】
【详解】（1）③小车做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律有s=at2，所以有：a=.
④小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力，这两个力在垂直斜面方向的合
力为零，所以沿斜面方向的力为mgsinα，而斜面高度为h，根据几何关系有sinα=，所以有小车受到的合外力为F=．
⑤根据F=，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．
⑥若验证a与m成反比，因a=，说明a与成正比，以t2为纵坐标，m为横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．
（2）把电流表A2与电阻箱串联组成电压表，待测电阻阻值约为140Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω，滑动变阻器应采用分压接法，电流表内阻约为80Ω，电压表内阻为R=
=6000Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：
（2）由图示电路图可知，通过R X的电流I X=I1-I2=9mA-0.3mA=8.7mA，待测电阻阻值
．
【点睛】（1）要清楚实验的原理，实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量．通过物理规律可以把变量进行转换，以便更好研究和测量；（2）本题考查了伏安法测电阻实验电路，实验中没有电压表，可以用已知内阻的电流表与电阻箱串联组成电压表测电压；改装电压表、确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键；分析清楚电路结构、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确求出通过待测电阻的电流与阻值．
三、计算题
10.如图所示，在倾角为的光滑斜面顶端有一质点自静止开始自由下滑，同时另一质点自静止开始由斜面底端向左以恒定加速度沿光滑水平面运动，滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝追去，为使能追上，的加速度最大值是多少？
【答案】
【解析】
【详解】设A在斜面上下滑用时t1，在平面上追赶B用时t2，则运动的总时间为。

设B 的加速度最大为，在这种情况下满足A恰好能够追上B，即A追上B时A、B共速。

A到平面上的速度为
对A、B平面上的追赶过程有
追上时A、B共速有
由三式子可得：
11.如图所示，一边长L=0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。

起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2=0.3m，物块放在倾角θ=530的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。

现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。

（g取10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：
⑴线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？
⑵线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？
⑶整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？
【答案】（1）（2）0.9J（3）1.5J
【解析】
【详解】（1）由于线框匀速出磁场，则
对有：
对有：
又因为
联立可得：
（2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得：
将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为：
所以此时线框的动能为
（3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得：
将数值代入可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：
【点睛】此题综合性强，需要综合考虑运动学中力的平衡及动能定理和能量守恒的知识进行解题，关键是分析线框运动的过程及受力情况，灵活运用动能定理列出方程.
12.如图，绝缘的光滑水平面上，紧靠左边的竖直墙面固定有一水平弹簧枪，某时刻枪发射出一颗质量为m、速度为υ0，不带电的子弹P，子弹水平射入停在同一水平面上B点处的小球Q 而未穿出。

小球Q带正电，电量为q、质量为3m，接着两者一起向前运动，从C点进入一正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。

小球进入电磁场后在竖直平面内做匀速圆周运动，最后小球飞出电磁场刚好落到水平面上的B点，CC′是磁场和电场的共同边界线，已知，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小。

（2）小球从B点出发再落回到B点所经历的时间为多少？
【答案】(1)（2）
【解析】
（1）子弹打入小球，共同运动的速度为v，由动量守恒
mv0=(m+3m)v…………① （2分）
小球匀速进入电磁场的时间（1分）
进入电磁场后作匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力充当向心力
…………② （2分）
小球能飞出电磁场落到B点，可判定应是以水平速度v飞出后，作平抛运动，竖直下落高度为2R，时间为t2
由…………③ （3分）
L=v·t2………………④ （2分）
由①②③④可解得…………⑤ （3分）
…………⑥ （1分）
（2）小球在电磁场中运动时间为……⑦ （2分）
周期，将B代入得……⑧ （2分）
∴…………⑩ （2分）。