2018-2019学年湖南省郴州市平和学校高三物理期末试题含解析

2018-2019学年湖南省郴州市平和学校高三物理期末试
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. 一辆汽车从甲地开往乙地，先由静止启动做匀加速直线运动，然后保持匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，当速度减为0时刚好到达乙地。

从汽车启动开始计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度，根据表中的数据通过分析、计算可以得出汽车
A．匀加速直线运动经历的时间为4.0s B．匀加速直线运动经历的时间为5.0s
C．匀减速直线运动经历的时间为2.0s D．匀减速直线运动经历的时间为4.0s
参考答案：
AC
2. 如图所示，质量分别为、的A、B两物块用轻绳连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面的动摩擦因数均为，为了增加轻绳上的张力，可行的办法是
A．减小A物块的质量 B.增大B物块的质量
C．增大倾角 D.增大动摩擦因数
参考答案：
AB
3. （多选题）如图所示，在空间中有平行xOy平面的匀强电场，场强大小为100V/m．一群电量相同的带正电粒子以相同的初动能从P点出发，可以到达以原点O为圆心、半径为25cm的圆上的任意位置．比较圆上这些位置，发现粒子到达圆与x轴正半轴的交点A 时，动能最大．已知∠OAP=37°，（不计重力，不计粒子间相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（）
A．该匀强电场的方向沿x轴负方向
B．过A点的等势面与PA连线垂直
C．到达圆与x轴负半轴的交点Q点的粒子动能最小
D．P、A两点的间电势差为32 V
参考答案：
CD
【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．
【分析】据题，到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明等势面在A
点与圆相切，即等势面与y轴平行，由U PA=求解PA间的电势差，再由公式U=Ed求解场强的大小
【解答】解：A、到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明了A点的电势最低；同时说明等势面在A点与圆相切，也就是等势面与y轴平行，所以电场线与x轴平行，沿x轴正方向，故A错误；
B、电场线的方向沿x轴正方向，所以过A点的等势面过A点平行于y轴，故B错误；
C、电场线的方向沿x轴正方向，所以Q点的电势最高，到达Q点的正电荷的电势能最大，结合能量守恒可知正电荷动能最小．故C正确；
D、由几何关系可知：m，PA间的电势差为：U PA==100×0.4×0.8=32 V．故D正确．
故选：CD
4. 太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆;各行星的半径、日星距离和质量如下表所示:
A.7 000年
B.85 年
C.20年
D.10年
参考答案：
B
5. A与B是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为rA、rB，若r A＞rB，则
（A）在空气中A的波长大于B的波长
（B）在水中A的传播速度大于B的传播速度
（C）A的频率大于B的频率
（D）在水中A的波长小于B的波长
参考答案：
答案：AB
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如图甲所示.该同学先在每一叶片边缘粘上一小条长为△l的反光材料，当叶片转到某一位置时，光传感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在计箅机屏幕上显示出矩形波，如图乙所示.已知屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-3s.则电风扇匀速转动的周期为________s;若用游标卡尺测得△l的长度如图丙所示，则叶片长度为
________m.
参考答案：
4.2×10-2；0.23
：图忆中光强-时间图象周期为1.4×10-2s，电风扇匀速转动的周期T＝3×1.4×10-2s。

游标卡尺测得△l的长度为35.1mm，反光时间为1.0×10-2s,电风扇叶片顶端线速度υ=35.1m/s，由υ = 解得叶片长度L = 0.23m
7. （1）．如图所示为某同学所安装
的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在
图示状态下，开始做实验，该同学有装置
和操作中的主要错误是:________________________________________
________________________________________________________________________
_________
（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：（A）平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；（B）调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M．请问：
①（2分）以上哪一个措施中有何重大错误?
答：
______________________________________________________________________ ②（2分）在改正了上述错误之后,保持小车及砝码质量M不变．反复改变沙的质
量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（小桶及砂重量）与加速度的比值略大于小车及砝码质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么?
答：
________________________________________________________________________ _
参考答案：
（1）主要错误是：A 长木板右端未垫高以平稳衡摩擦力；B 电源应改用6V的交流电源；
C 牵引小车的细线没有与木板平行；
D 开始实验时，小车离打点计时器太远。

点
（2）①（A）中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动，应让小车拖着纸带下滑来平衡摩擦力。

②由于拉小车的合外力F < mg ,而处理数据时又将F=mg处理，
因此有：
8. 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损
△m= ，r射线的频率v= 。

参考答案：
9. 如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F.若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数为，若将弹簧拉长至13 cm 时，物体所受的摩擦力为 (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。

参考答案：
200 N/m ， 4 N
10. 油酸密度为、摩尔质量为M、油酸分子直径为d0将体积为V0的油酸溶于酒精，制成体积为nV0的油酸酒精溶液．用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V0若把每个油分子看成球形，一滴油酸在水面上形的n的单分子油膜的面积是，阿伏加德罗常数N A的表达式是．
参考答案：
，．
【考点】用油膜法估测分子的大小．
【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．则用1滴此溶液的
体积除以油酸分子的直径，等于1滴此溶液的面积．
根据摩尔质量与密度，求出摩尔体积，然后与单个分子的体积的比值，即为阿伏伽德罗常数．
【解答】解：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，
水面上的面积S=
油酸的摩尔体积为V A=
阿伏加德罗常数为N A==
故答案为：，．
11. 甲、乙两同学做测量反应时间的实验，实验时，甲用手握住直尺的上部，乙用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，此时乙的拇指上端与直尺的19.00cm刻度对齐．当看到甲放开手时，乙立即去握住直尺，该图是测（填“甲”或“乙”）的反应时间，此时乙的拇指上端与直尺的6.20cm刻度对齐．则所测同学的反应时间为s．（取
g=10m/s2）．
参考答案：
乙，0.16．
【考点】自由落体运动．
【分析】直尺下降的时间就是人的反应时间，根据自由落体运动的位移求出反应时间．【解答】解：甲放开手，乙去握直尺，可知测量的是乙的反应时间．
根据h=得：
t==0.16s．
故答案为：乙，0.16．
12. 一物体从A点由静止开始作加速度大小为a1的匀加速直线运动，经过时间t 后，到达B点，此时物体的加速度大小变为a2，方向与a1的方向相反，经过时间t后，物体又回到A点。

则a1：a2= ；
参考答案：
1：3
13. 物体在地面附近以2 m/s2的加速度匀减速竖直上升，则在上升过程中，物体的动能将??，物体的机械能
将??。

（选填增大、减小或不变）
参考答案：
答案：减小，增大
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示装置中，AB是两个竖直放置的平行金属板，在两板中心处各开有一个小孔，板间距离为d，板长也为d，在两板间加上电压U后，形成水平向右的匀强电场。

在B板下端（紧挨B板下端，但未接触）固定有一个点电荷Q，可以在极板外的空间形成电场。

紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD，板间距离和板长也均为d，在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场。

某时刻在O点沿中线由静止释放一个质量为m，带电量为q的正粒子，经过一段时间后，粒子从CD两极板的正中央进入电场，最后由CD 两极板之间穿出电场。

不计极板厚度及粒子的重力，假设装置产生的三个电场互不影响，静电力常量为k。

求：
（1）粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度大小；
（2）在B板下端固定的点电荷Q的电性和电量；
（3）粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离。

参考答案：
（1）粒子经过AB两板，由动能定理可知
①（2分）
得
（2分）
（2）粒子飞出B板后，在Q的作用下做匀速圆周运动，由受力分析可知Q带负电
（1分）
且
（2分）
得
（2分）
（3）粒子沿CD中线进入CD间的电场，做类平抛运动
由
②（1分）
③（1分）
且
④（1分）
由①~④可得
（2分）
则飞出CD板时的位置与O点之间的距离为
15. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使用的玻璃砖两面平行。

正确操作
后，作出的光路图及测出的相关角度如图8所示。

①此玻璃的折射率计算式为n = （用图中的θ1、θ2表示）；
②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽
度（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。

利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。

实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1 P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。

实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等；
③某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是
，他应该采取的措施
是；
④为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插
枚大头针。

⑤请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，做出光路图。

为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出），
有：，计算折射率的公式
是。

参考答案：
．
①；
②大；
③光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来；向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角；
④1枚；
⑤光路图如右图，光在圆弧面上D点发生折射，法线为OD直线，测出入射角i和折射角r，折射率
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图丙所示，一个半径为R、电荷量为+Q的均匀带电圆环固定在真空中，环心为O，MN是其中轴线。

现让一电荷量为?q、质量为m的带电粒子从MN上的P点由静止释放，P、O间的距离为d。

不计粒子重力。

试证明：当d<< R时，带电粒子做简谐运动。

参考答案：
见解析
【方法一】
由场的叠加原理和对称性可知，带电圆环轴线上的场强E随x的变化关系与（1）b的图像相似。

当d<< R时，在区间内E-x图像可近似看做一条直线，即，所以带电粒子在运动过程中所受的电场力大小，又因为F的方向与位移x的方向相反，所以当d<< R时，粒子做简谐运动。

【方法二】
沿圆环的轴线建立坐标轴，O是原点。

把圆环分成若干等份，每一份都很小，可视为点电荷。

设每一份的电荷量为，则它在x轴上某一点沿x轴方向的场强
，由场的叠加原理和对称性可知，圆环在这一点的合
场强。

当x<< R时，，则圆环在轴线上的场强，即，所以带电粒子在运动过程中所受的电场力大小，又因为F的方向与位移x的方向相反，所以当d<< R时，粒子做简谐运动。

17. 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
18. （10分）如图所示，倾角为的光滑斜面上放有一个质量为m l的长木板，当质量为m2的物块以初速度v。

在木板上平行于斜面向上滑动时，木板恰好相对斜面体静止。

已知物块在木板上上滑的整个过程中，斜面体相对地面没有滑动。

求：
（1）物块沿木板上滑过程中，斜面体受到地
面摩擦力的大小和方向；
（2）物块沿木板上滑过程中，物块由速度v0变为时所通过的距离。

参考答案：
解析：
（1 ）m l对斜面体的压力大小为（m1+m2）gcos ，斜面体静止，水平方向合力为零，则地面给斜面体的摩擦力 f = (m l+m2)gcos sin，方向水平向左（2）对m l进行分析，因相对斜面静止，故F f’ =m l gsin
对m2应用牛顿第二定律得m2gsin+F f=m2a。