2018年广东省汕尾市螺溪中学高三物理期末试题含解析

2018年广东省汕尾市螺溪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. 如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下．若保持两木棍倾角不变，将两木棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两木棍上部，则()
A．每根木棍对圆筒的支持力变大，摩擦力变大
B．每根木棍对圆筒的支持力变小，摩擦力变小
C．圆筒将匀加速滑下
D．圆筒仍能匀速滑下
参考答案：
BC
2. 在图中所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片向 b端移动时：（）
A．伏特表 V和安培表A的读数都减小
B．伏特表V和安培表A的读数都增大
C．伏特表V的读数增大，安培表A的读数减小
D．伏特表V的读数减小，安培表A的读数增大
参考答案：
C
3. 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射频率的变化曲线，由图可知（）
A.该金属的极限频率为4.27×1014Hz
B.该金属的极限频率为5.5×1014Hz
C.该图线的斜率表示普朗克常量
D.该金属的逸出功为0.5eV
参考答案：
AC
4. 下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是：
A．美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量
B．卡文迪许通过扭秤实验测量了静电力常量，并验证了库仑定律
C．力学中的三个基本单位是：千克、米、牛顿
D．功的单位可以用 kg·m2/s2 表示
参考答案：
AD
5. 下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．一定质量的理想气体在温度不变的条件下，压强增大，则外界对气体做功
C．机械能可以全部转化为内能
D．分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小
E．有规则外形的物体是晶体
F．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
参考答案：
BCDF
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。

光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是_______
A．用该装置可以测出滑块的加速度
B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m<<M
C．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m<<M
D．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m<<M
参考答案：
AB
7. “长征2号”火箭点火升空时，经过3 s速度达到42 m/s，设火箭上升可看作匀加速运
动，则它在3 s内上升的高度为________ m，升空时的加速度为___________ m/s2.
参考答案：
8. （4分）质量为0.5kg的物体从高处自由落下，前2s内重力做功的平均功率是_________W，2s末重力对物体做功的瞬时功率是_________W（取g=10m/s2.）参考答案：
50 100
9. 处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。

原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。

那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是__________
A．Ep增大、Ek减小、En减小 B．Ep减小、Ek增大、En减小
C．Ep增大、Ek增大、En增大 D．Ep减小、Ek增大、En不变
参考答案：
B
10. 某同学用左下图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。

装置屮小车J^量为W,钩码的总质量为/? ‘
①为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用_____式打点计吋器(选填“电磁”或“电火花”）。

在没有钩码拖动下，需要将长木扳的右端 ,使小车拖动纸带穿过计时器时能_____
②在_____的条件下，可以认为细绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力，在控制_____不变的情况下，可以探究加速度与力的关系。

③在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开小车，小车拖动纸带运动而得到右上图所示的一条纸带，其中0点为小车开始运动吋打下的第一点，A、B、C 为纸带上选定的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，用刻度尺测得A、B、C三计数点到O点的距离分别为xA=42.05cm，xB=51.55 cm, xC =62.00 cm,则小车的加速度大小为a=_____m/s2
参考答案：
①电火花（1分）垫高（1分）匀速直线运动（或均匀打点）（2分）
② m《M (或钩码的总质量远小于小车的质量)（2分） M(或小车的质量) （2
分）
③ 0.95（2分）
11. 相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度
_______（填“相等”、“不等”）。

并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。

参考答案：
相等后
12. （选修3－3（含2－2））（4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A，则该物质的分子质量为，单位体积的分子数为。

参考答案：
答案：M/N A（2分）；ρN A/M（2分）
13. 如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的
砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6 V，G是开关，请指
出图中的三处错误：
(1)______________________________________________________________；
(2)______________________________________________________________；
(3)______________________________________________________________．参考答案：
(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)
(2)滑块离计时器太远
(3)电火花计时器用的是220 V的交流电，不能接直流电
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 读出下列仪器的测量值．
(1)电压表读数为______________V (2)游标卡尺读数为_______ mm
参考答案：
15. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）已知单摆小球的质量为m，摆长为l，某地重力加速度为g，当单摆做摆角不超过5°的振动时，通过证明可以得到回复力F＝－kx，其中k＝_______。

（2）某同学尝试用DIS测量周期。

如图甲所示，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。

使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最低点。

若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为____________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。

（3）经理论推导可知，单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T＝T0（1＋sin2），式中T0为当摆角θ趋近于0°时的周期。

为了用图象法验证该关系式，若某同学在实验中得到了如图乙所示的图线，则图线的斜率为________，纵轴截距为__________。

参考答案：
（1）mg/l （2分）
（2）（2分）
（3）4/T0，－4
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。

导轨所在空间有一磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。

从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线。

假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变。

导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。

不计电压传感器对电路的影响。

g取10m/s2。

求：
（1）导体棒ab最大速度vm的大小；
（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；
（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。

参考答案：
解：（1）从乙图可知，t=2.4s时R两端的电压最大，Um =1.0V，由于导体棒内阻不计，故
Um=Em=BLvm=1.0V （2分）
所以vm==1.0m/s ①（2分）
（2）因为E=U=BLv，而B、L为常，所以，在0～1.2s内导体棒做匀加速直线运动。

设导体棒在这段时间内加速度为a。

设t1=1.2s时导体棒的速度为v1，由乙图可知此时电压U1=0.90V。

因为E1 = U1=BLv1 ②（1分）
所以v1==0.90m/s（1分）
在1.2s～2.4s时间内，根据功能原理
③（2分）
所以（2分）
（3）导体棒做匀加速运动的加速度
（1分）
当t1=1.2s时，设拉力为F1，则有
N （1分）
同理，设t2=2.4s时拉力为F2，则有
N （1分）
根据牛顿第二定律有：
④（2分）
⑤
⑥
又因为
⑦（1分）
⑧（1分）
⑨
由④⑤⑥⑦⑧⑨，代入数据可求得：
，（2分）
17. 质量均为M的A、B两个物体由一劲度系数为k的轻弹簧相连，竖直静置于水平地面上，现有两种方案分别都可以使物体A在被碰撞后的运动过程中，物体B恰好能脱离水平
地面，这两种方案中相同的是让一个物块从A正上方距A相同高度h处由静止开始自由下落，不同的是不同物块C、D与A发生碰撞种类不同．如题9图所示，方案一是：质量为m的物块C与A碰撞后粘合在一起；方案二是：物体D与A发生弹性碰撞后迅速将D取走，已知量为M，m，k后，重力加速度g．弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，求：
（1）h大小；
（2）A、B系统因碰撞损失的机械能；
（3）物块D的质量mD大小．
参考答案：
解：（1）A静止时，设轻弹簧压缩有（1分）
设物体C自由落下h时速度为v, 得：（1分）
设物体C与A碰撞并粘合在一起竖直向下运动速度大小为由动量守恒定律得：
（1分）
B恰好能脱离水平面时，C、A向上运动速度为零
设轻弹簧伸长，由物体B平衡得：（1 分）有（1分）
说明在物体C与A碰撞并粘合在一起运动至最高处过程中C、A、弹簧系统机械能守恒，且初、末弹性势能相同
有（1分）
（1分）联立解得（1分）
（2）C、A系统因碰撞损失的机械能
（3）物体D自由落下h时速度为v, 同理有（1分）
设物体D与A发生弹性碰撞后速度分别为、
有（1分）（1分）
解得（1分）
要使B恰好能脱离水平面，与（1）同理，必有（1分）得
即：得（2分）
18. 如图所示，在纸平面内建立的直角坐标系xoy，在第一象限的区域存在沿y轴正方向的
匀强电场．现有一质量为m，电量为e的电子从第一象限的某点P（L，）以初速度v0沿x轴的负方向开始运动，经过x轴上的点Q（L/4，0）进入第四象限，先做匀速直线运动，然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域，磁场左边界和上边界分别与y轴、x轴重合，电子偏转后恰好经过坐标原点O，并沿y轴的正方向运动，不计电子的重力．求
（1）电子经过Q点的速度v；
（2）该匀强磁场的磁感应强度B
（3）磁场的最小面积S．
参考答案：
（1）；（2）（3）解析：（1）电子从点开始在电场力作用
下作类平抛运动运动到点，可知竖直方向：，水平方向：。

解得。

而，
所以电子经过点时的速度为：，
设与方向的夹角为θ，可知，所以θ＝300。

（2）如图4，电子以与成30°进入第四象限后先沿做匀速直线运动，然后进入匀强磁场区域做匀速圆周运动恰好以沿轴向上的速度经过Ｏ点。

可知圆周运动的圆心
一定在Ｘ轴上，且点到O点的距离与到直线上M点（M点即为磁场的边界点）的垂直距离相等，找出点，画出其运动的部分轨迹为弧MNO，所以磁场的右边界和下边界就确定了。

设偏转半径为，，由图知ＯＱ＝L/4＝，
解得，方向垂直纸面向里。

（3）矩形磁场的长度，宽度。

矩形磁场的最小面积为：。