辽宁省大连市瓦房店第三高级中学2018-2019学年高三物理下学期期末试卷含解析

辽宁省大连市瓦房店第三高级中学2018-2019学年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）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，两导轨间连有一电阻R，导轨平面与水平面的夹角为θ，在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数μ=tanθ，其他部分的电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A．导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动
B．在涂层区导体棒做减速运动
C．导体棒到达底端的速度为
D．整个运动过程中产生的焦耳热为mgh﹣
参考答案：
【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．
【专题】：电磁感应与电路结合．
【分析】：研究导体棒在绝缘涂层上匀速运动过程，受力平衡，根据平衡条件即可求解动摩擦因数μ．据题导体棒在滑上涂层之前已经做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，再由平衡条件求解速度v．
：解：A、导体棒到达涂层前速度越来越大，由E=BLv得，感应电动势越来越大，根据
I=和F=BIL得，所受的安培力越来越大，由F=mgsinθ﹣BIL=ma得，加速度越来越小，故A正确；
B、当导体到达涂层时，所受力平衡，但是到达涂层后，安培力消失，受力分析得导体受力平衡，故导体匀速运动，故B错误；
C、根据受力平衡条件得：BIL=mgsinθ，得：，所以v=，故C 正确；
D、由能量守恒产生的焦耳热Q=mgh﹣=mgh﹣，故D错误；
故选：AC
2. （单选）一小球从A点做自由落体运动，另一小球从B点做平抛运动，两小球恰好同时到达C点，已知AC高为20m，两小球在C点相遇前瞬间速度大小相等，方向成60°夹角，g=10m/s2．由以上条件可求（）
解：A、B、小球从A点做自由落体运动，下降20m过程，时间：t1=
末速度：
v=gt1=10×2=20m/s
故平抛的末速度为20m/s，与水平方向成60°夹角；
故初速度：v0=vsin60°=20×=10m/s
竖直分速度：v y=vsin60°=20×=10m/s
故A正确，B错误；
C、D、平抛的竖直分位移：
故△h=H﹣h=20m﹣5m=15m
平抛的时间：t2
=
=
平抛的水平分位移：x=v0t2=10m
故C正确，D错误；
故选：AC．
纸面向外，磁感应强度大小为B. 边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域. 取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（）
参考答案：
C 在0～L内，导线框未进入磁场，无感应电流产生；在L～2L内，bc边切割磁感线过程中，切割磁感线的长度随x的增大而均匀增大，感应电流由b向c，bc边到达x=2L位置
时，感应电流大小到达最大值；在bc边经过x=2l和x=3L之间时，ad边切割磁感线，切割磁感线的长度随x的增大而均匀增大，感应电流由a向d，当bc边到达x=3L
位置时，感应电流大小达到最大值. 综上所述，只有选项C正确.
4. 9．如图所示是倾角为45°的斜坡，在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1.小球B 从同一点Q处自由下落，下落至P点的时间为t2.不计空气阻力，则t1∶t2＝() A．1∶2 B．1∶
C．1∶3 D．1∶
参考答案：
D
对小球A，设垂直落在斜坡上对应的竖直高度为h，则有h=,,解得小球A的水平位移为2h，所以小球B运动时间t2 对应的竖直高度为3h，即
3h=，t1∶t2＝1∶
5. （2007?寿光市模拟）质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，由于摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么（）
A．因为速率不变，所以石块的加速度为零
B．石块下滑过程中受的合外力越来越大
C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变
D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心
参考答案：
D
考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用；向心力
解：A、石块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，大小不变，根据牛顿第二定律知，加速度大小不变，方向始终指向圆心．故A、B错误，D正确．
C、石块在半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，所受支持力在变化，则摩擦力变化．故C错误．
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，长方形线框 abcd 通有电流 I，放在直线电流 I ' 附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是
A. 线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左
B. 只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零
C. ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同
D. 线圈四个边都受安培力作用，它们的合力为零
参考答案：
A
7. 某近地卫星线速度大小为v1，某地球同步卫星线速度大小为v2，距地面高度约为地球半径的6倍。

若近地卫星距地面高度不计，则v1∶v2＝________，该近地卫星的周期是地球自转周期的______倍。

参考答案：
8. 一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.
参考答案：
9. 一船在静水中的划行速率为5m/s，要横渡一条宽30m、流速为4m/s的河流，此船渡河
的最短时间为s，此船渡河的最短航程为m.
参考答案：
10. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能量状态，则氢原子最多辐射种频率的光子。

辐射光子的最大能量为。

参考答案：
11. 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：
12. 研究发现两个氘核可聚变成，已知氘核的质量为2．0136u，中子的质量为1．0087u，He核质量为3．0150u．若质量亏损1u对应的核能为93l.5MeV，则两个氘核
聚变成核的核反应方程为_________________________；上述反应中释放的核能为______________________________．
参考答案：
由核反应方程质量数和电荷数守恒可得两个氘核聚变成核的核反应方程；由
MeV可求出释放的核能。

13. 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。

将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管
沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。

同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为 cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图
是。

（R视为质点）
参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某实验小组用如图1所示的电路测定电源电动势E和内电阻r，R为电阻箱，电源允许输出的最大电流为0.5A．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（限值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干．
①请根据图1的电路图，在图2中画出连线，将实物图补充完整；
②实验时，改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U，得到如下表所示的几组R、U的数据，并根据实验数据在图3中描出了对应的点，请补充画出﹣图线
③由在图3中所描的图象求出电源的电动势E= 2.9V，内电阻r= 5.5Ω．（保留二位有效数字）
参考答案：
③由原理图可知，本实验采用的是伏阻法，
由闭合电路欧姆定律可得：U=R，则=+
，
由图示图象可得，图象的斜率：k===≈1.9；截距：b==0.35，
则：E≈2.9V，r≈5.5Ω；
故答案为：①如图所示；②如图所示；③2.9（2.7﹣2.9均正确）5.5．
本题考查测量电动势和内电阻实验的数据的处理，要求能正确分析误差的来源，并
15. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，若重物质量为0.50 kg，选择好的纸带如图10所示，O、A之间有几个点未画出．已知相邻两点时间间隔为0.02 s，长度单位是 cm，g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时，重物的速度v B＝________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔE p＝________J，动能的增加量ΔE k＝________J．(结果保留三位有效数字)
图10
参考答案：
（2）0.973 0.238 0.237
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。

第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1。

坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2=1/2E1，匀强磁场方向垂直纸面。

处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷
=102C/kg的带正电的粒子（可视为质点），该粒子以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。

取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10 m/s2.试求：
（1）带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1；
（2）+x轴上有一点D,OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少？
（3）要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积应满足的关系？
参考答案：
（1），………………………（2分）
…………………（2分）
,
,
………………………（2分）
（2）,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道
半径为R，周期为T,则可得………………………（2分）
使粒子从C点运动到D点，则有：
，…………（3分）
…………（2分）
，………（2分）
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形：
由图可知………………………（2分）
………………………（2分）
………………………（2分）
17. 一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径 R=80m的一段圆弧形桥面，取
g=10m/s2．求：
（1）若桥面为凹形，汽车以20 m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？
（2）若桥面为凸形，汽车以10 m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？
（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？
10. (1)2.89×104N (2)1.78×104N (3)30m/s
参考答案：
18. 薄凸透镜放在空气中时，两侧焦点与透镜中心的距离相等。

如果此薄透镜两侧的介质不同，其折射率分别为和，则透镜两侧各有一个焦点（设为和
），但、和透镜中心的距离不相等，其值分别为和。

现有一个薄凸透镜，已知此凸透镜对平行光束起会聚作用，在其左右两侧介质的折射率及焦点的位置如图复19-5所示。

1．试求出此时物距，像距，焦距、四者之间的关系式。

2．若有一傍轴光线射向透镜中心，已知它与透镜主轴的夹角为，则与之相应的出射线与主轴的夹角多大？
3．，，，四者之间有何关系？
参考答案：
利用焦点的性质，用作图法可求得小物的像，如下图所示。

（1）用和分别表示物和像的大小，则由图中的几何关系可得
（1）
简化后即得物像距公式，即，，，之间的关系式
（2）
（2）薄透镜中心附近可视为筹薄平行板，入射光线经过两次折射后射出，放大后
的光路如图复解19-5-2所示。

图中为入射角，为与之相应的出射角，为平行板中的光线与法线的夹角。

设透镜的折射率为，则由折射定律得
（3）
对傍轴光线，、≤1，得，，因而得
（4）
（3）由物点射向中心的入射线，经折射后，出射线应射向，如图复解19-5-3所示，
在傍轴的条件下，有
（5）
二式相除并利用（4）式，得
（6）
用（1）式的代入（6）式，得
即（7）用（1）式的代入（6）式，得
即（8）从而得，，，之间关系式
（9）。