2018-2019学年北京密云县高岭中学高三物理期末试题含解析

2018-2019学年北京密云县高岭中学高三物理期末试题
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. 伽利略是第一个通过实验的方法研究物理问题的物理学家，图示为他为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验示意图．下列说法中正确的是（）
A．伽利略以该实验为基础，直接得出了自由落体运动的规律
B．伽利略研究物理问题科学方法的核心是先根据经验得出结论，再用实验加以论证C．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的时间
D．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的加速度
参考答案：
C
【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．
【分析】本题考查了有伽利略“斜面实验”的知识，根据其历史背景我们知道，之所以采用“斜面实验”，是由于碍于当时对时间的测量技术、手段落后．
【解答】解：A、根据实验结果，伽利略将实验结论进行合理的外推，得到落体的运动规律，但不是直接得出的落体规律．故A错误；
B、伽利略在研究物体下落规律时，首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论，故B错误；
C、伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“冲淡”重力作用，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，减小实验误差，故C正确；
D、伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，也没有“速度”，“加速度”等物理概念，是
牛顿提出了这些物理概念，故D错误．
故选：C
2. 半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示；有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。

在t＝0时刻平行板之间的中心位置有一电荷量为+q的粒子由静止释放，粒子的重力不计，平行板电容器的充、放电时间不计。

则以下说法中正确的是
A．第1秒内上极板为正极
B．第2秒内上极板为正极
C．第2秒末粒子回到了原来位置
D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为
参考答案：
BD
3. 关于曲线运动，下列说法正确的有( )
A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动是变速运动
B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变
C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动
参考答案：
A
4. 以下叙述正确的是（）
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果
参考答案：
AD
5. （2013?青岛模拟）如图所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连，斜面的倾角θ可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则一定有（）
A．若物块M保持静止，则θ角越大，摩擦力越大
B．若物块M保持静止，则θ角越大，摩擦力越小
C．若物块M沿斜面下滑，则θ角越大，摩擦力越大
D．若物块M沿斜面下滑，则θ角越大，摩擦力越小
参考答案：
D
解：A、B、物体m受到重力mg和拉力T，处于平衡状态，有T=mg
对滑块M受力分析，受重力Mg、支持力N、拉力T和静摩擦力f，其中静摩擦力方向取决于拉力T和重力的下滑分量的大小，若mg＜Mgsinθ，如图1；若mg＞Mgsinθ，如图2
根据平衡条件，对于图1，有
T+f=Mgsinθ
故θ越大，f越大；
根据平衡条件，对于图2，有
T=f+Mgsinθ
故θ越大，f越小；
故A、B均错误；
C、D、由于物体M下滑，所以物体所受到滑动摩擦力f，有f=μN
又由于是在斜面上，所以f=μmgcosθ
当θ增大时cosθ减少（0～90度），所以f减少，故C错误，D正确；
故选D．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。

已知9s末的速度为9.5m/s，取重力加速度g=10m/s2。

则4s末物块的加速度的大小为▲，4s~9s内合外力对物块做功为▲。

参考答案：
7. 如图所示，平行实线代表电场线，但未标明方向，一个带电量为-10－6 C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5 J，则该电
荷运动轨迹应为虚线________（选“1”或“2”）；若A点的电势为-10 V，则B点电势为 V 。

参考答案：
1，-20
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. 一探测飞船，在以X星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，则X星球的质量为M＝__________；当飞船进入到离X星球表面更近的、半径为r2的圆轨道上运动时的周期为T2＝ ___________。

（已知引力常量为G）
参考答案：
，T1
10. 如图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，滑动变阻器总电阻R=16Ω，在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为1A，滑动变阻器消耗的最大功率为0.75W．
参考答案：
解：由图可知，滑动变阻器两端相互并联后与R1串联，当滑动变阻器短路时，电流表示数最大，则最大电流I===1A；
把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，滑片P从a滑到b的过程中，电路外电阻R先变大后变小，等效电源电动势E不
变，由P=可知，滑动变阻器消耗的电功率先变小后变大，当内外电路电阻相等时，外电路功率最大，即当R=r+R1=1+2=3Ω时，外电路功率最大，故此时滑动变阻器消耗的功率为：
P===0.75W；
故答案为：1；0.75．
本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用，要注意等效内阻法的应用，明确当
波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x = 0.96m。

波源O点刚开始振动时的振动方向__▲___(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，波的周期为___▲___s。

从图中状态为开始时刻，质点P经过__▲__s时间第二次达到波峰。

参考答案：
答案:y的负方向 (1分)、0.4 (1分)、1.9 (1分)
12. 如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．
参考答案：
（1）b （2分）, （2） 1.90
13. 如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮上需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的
运动速度（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间（填“大于”、“小于”或“等于”）．
参考答案：
变大；大于．
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】主动轮和从动轮边缘上的点线速度相等，A的角速度恒定，半径增大，线速度增大，当两轮半径相等时，角速度相等．
【解答】解：在A轮转动的过程中，半径增大，角速度恒定，随着磁带的倒回，A的半径变大，根据v=rω，知A线速度增大，若磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，由于A线速度越来越大，倒回前一半磁带比倒回后一半磁带所用时间要长，即A、B两轮的角速度
相等所需要的时间大于．
故答案为：变大；大于．
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油醋酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸0.6ml，用注射器测得1ml上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方向方格的边长为1cm，试
求：
①油酸膜的面积是 cm3
②实验测出油酸分子的直径是 m（保留两位有效数字）
参考答案：
答案：①115~120都对（2分）②6.3×10—10~6.5×10—10都对（2分）
15. 为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是
________．B弹簧的劲度系数为________．若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填A或B)．
参考答案：
拉力过大，超过了弹簧的弹性限度100 N/m A
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. (16分)某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相接，穿在光滑的金属杆上，弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数=1300，自然长度=O．5，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积为=O．5，工作时总是正对着风吹来的方向，电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，限流电阻的阻值，电源电动势，内阻，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数，如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数变为
，
求：(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力.
参考答案：
解析：
17. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120o角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k.求：
（1）BA两点间的电势差U;
（2）匀强电场的场强E的大小;
（3）小球2的带电量Q.
参考答案：
（1）从B到A由动能定理得：
-300=0-0……………（3分）
U=………………（1分）
（2）匀强电场E=……（1分）
=L+Lsin30°……（1分）
所以=……（1分）
（3）小球1和2间的作用力为……（1分）
小球1受力平衡
……………………………………………………（1分）
……………………………………………………………（2分）
所以………………………………………………………（1分）
18. 一玻璃立方体中心有一点状光源。

今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。

已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。

参考答案：
如图所示,考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线,假设它作斜射到玻璃立方体上表面发生折射.根据折射定律得: ①式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ, α是折射角.现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意,
在A点刚好发生全反射,故②
设线段OA在立方体上表面的投影长为R A,由几何关系有: ③
式中为玻璃立方体的边长,由①②③得: ④由题给数据库得: ⑤由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A的圆.所求的镀膜面积S’与玻璃立方体的表面积S之比为: ⑥由⑤⑥得: ⑦。