逍遥右脑 2019-01-24 14:36
赣州市2019~2018学年度第一学期期末考试
高三物理试题 2018年2月
(考试时间100分钟,试卷满分100分)
一．选择题（共10小题，每小题4分，共40分。第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图a、b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是
A．图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B. 图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C．图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
2．电梯顶上悬挂一根劲度系数是200N/m的弹簧，弹簧的原长为20cm，在弹簧下端挂一个质量为0.4kg的砝码。当电梯运动时，测出弹簧长度变为23cm，g取10m/s2，则电梯的运动状态及加速度大小为
A．匀加速上升，a=2.5m/s2 B．匀减速上升，a=2.5m/s2
C．匀加速上升，a=5m/s2 D．匀减速上升，a=5m/s2
3．如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略，一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是
A. 平行板电容器的电容将变小
B. 带电油滴的电势能将减少
C. 静电计指针张角变小
D.若将上极板与电源正极断开后再将下极板左移一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
4．北斗系统的卫星由若干周期为24h的地球静止轨道卫星（如图中丙）、倾斜地球同步轨道卫星（如图中乙）和中圆地球轨道卫星（如图中丁）三种轨道卫星组成，设它们都绕地心做匀速圆周运动，甲是地球赤道上的一个物体（图中未画出）。下列说法中正确的是
A. 它们运动的向心加速度大小关系是a乙＝a丙<a丁<a甲
B. 它们运动的线速度大小关系是v甲<v乙＝v丙<v丁
C. 已知甲运动的周期T甲＝24h，可求得地球的密度ρ＝
D. 已知丁运动的周期T丁及轨道半径r丁，可求出地球质量M＝
5．如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电流表和电压表均为理想电表。只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是
A．2A B. 8A
C．50A D．58A
6．利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小。用绝缘轻质丝线把底部长为电阻为R、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时(电流方向与电压为E1时相反），拉力显示器的示数为F2。已知F1>F2，则磁感应强度B的大小为
A.
B.
C.
D. D.
7．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）。一群比荷为 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）
A. 离子在磁场中的运动半径一定相等
B.离子在磁场中运动时间一定相等
C．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
D．若离子在磁场中运动的轨道半径r =2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为
8．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间图像和该拉力的 功率与时间的图像如图所示。下列说法正确的是
A．0～6s内物体的位移大小为12m
B．0～6s内拉力做功为70J
C．物体的质量为10kg
D．滑动摩擦力的大小为5N
9．张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m。则
A. CO杆所受的压力大小为2mg
B. CO杆所受的压力大小为
C. AO绳所受的拉力大小为
D. BO绳所受的拉力大小为mg
10．空间中有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势 随x
的分布如图所示，一质量为m、带电量为-q的粒子（不计重
力），以初速度v0从x=0处的O点进入电场并沿x轴正方向
运动。则下列关于该粒子运动的说法中正确的是
A. 粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动能逐渐增大
B. 粒子从x=x1处运动到x=x3处的过程中电势能逐渐减小
C. 欲使粒子能够到达x=x4处，则粒子从x=0处出发的最小速度应为
D. 若 ，则粒子在运动过程中的最小速度为
二．填空题(共2小题，第11题8分，第12题10分,共18分)
11．（8分）某实验小组利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统探究“外力做功与小车动能变化的关系”。实验时将小车拉到水平轨道的O位置由静止释放，在小车从O位置运动到A位置过程中，经计算机处理得到了弹簧弹力与小车位移的关系图线如图（b）所示，还得到了小车在A位置的速度大小vA；另外用电子秤测得小车（含位移传感器发射器）的总质量为m。回答下列问题：
（1）小车从O位置运动到A位置过程中弹簧对小车所做的功W= ，小车的动能改变量ΔEk= .（ 用m、vA、FO、FA、xA中各相关物理量表示）
（2）若将弹簧从小车上卸下，给小车一初速度v0，让小车从轨道右端向左端滑动，利用位移传感器和计算机得到小车的速度随时间变化的图线如图（c）所示，则小车所受轨道摩擦力的大小Ff = （用m、v0、tm中各相关物理量表示）
（3）综合步骤（1）、（2），该实验所要探究的“外力做功与小车动能变化的关系”表达式是
（用 m、vA、FO、FA、xA 、v0、tm中各相关物理量表示）
12．（10分）某同学要测量一个改装后的电压表 的量程和内阻，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_______（填“正”或“负”)接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9V，所用档位为“×1k” 档，调零后测量，指针位置如图所示.此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处。则所测电压表内阻约为______，量程为_______。
（2）若电压表量程为(1)问中所测数值，则为了精确测量其内阻，现提供以下器材：
待测电压表Vx
电流表A(量程0.6A，内阻约为3Ω)
电压表V(量程l0V，内阻约为30kΩ)
定值电阻R0(阻值为10kΩ)
滑动变阻器R1(最大阻值为500Ω，额定电流为1A)
电源E(电动势为15V，内阻约为1Ω)
开关和导线若干
①为了较精确的测量电压表内阻，则测量电路应该选择如下电路中的________；
②写出电压表内阻测量值的表达式 =________ （电压表V的示数用U表示，电压表Vx的示数用Ux表示，电流表A的电流示数用I表示，定值电阻的阻值R0）
三．计算题（共4小题，第13、14、15各10分，第16题12分，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v0从轨道下端A点滑入轨道，并从轨道顶端水平飞出。重力加速度为g。
（1）若小物快恰能通过最高点飞出，求此时光滑圆轨道的直径；
（2）小物块落地点到轨道下端A点的距离最大时，对应的轨道半径为多大？
14．（10分）新春佳节，许多餐厅生意火爆，常常人满为患，为能服务更多的顾客，服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处(设菜品送到顾客处速度恰好为零)。某次服务员用单手托托盘方式(如图)给12m远处的顾客上菜，要求全程托盘水平。若托盘和碗之间的动摩擦因数为 ，托盘与手间的动摩擦因数为 ，服务员上菜时的最大速度为3m/s。假设服务员加速、减速过程中做匀变速直线运动，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度g取10m/s2。求：
（1）服务员运动的最大加速度；
（2）服务员上菜所用的最短时间。
15．（10分）如图所示，空间有场强大小E=1.0×102V/m，方向竖直向下的匀强电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点，另一端系一质量m=0.5kg、带电量q=5×10-2C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在一个与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点，重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）绳子的最大张力；
（2）A、C两点的电势差；
（3）当小球运动至C点时，突然调整匀强电场的方向和大小，同时把挡板迅速水平向右平移到某处，若小球仍能垂直打在挡板上，求调整后匀强电场大小的最小值Em。
16．（12分）如图所示，完全相同的正方形单匝铜质线框型货件abcd，通过水平绝缘且足够长的传送带输送一系列该货件，通过某一固定匀强磁场区域进行“安检”程序，以便筛选“次品”（不闭合）与“正品”（闭合），“安检”程序简化为如下物理模型:各货件质量均为m，电阻均为R，边长为l，与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g；传送带以恒定速度v0向右运动，货件在进入磁场前与传送带的速度相同，货件运行中始终保持ab// AA′// CC′，已知磁场边界AA′、CC′与传送带运动方向垂直，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为d(l<d)，现某一货件当其ab边到达CC′ 时又恰好与传送带的速度v0相同。求：
（1）上述“正品”（闭合）在进入磁场的过程中运动加速度的最大值与速度的最小值；
（2）“正品”（闭合）比“次品”（不闭合）因“安检”而延迟的时间。
赣州市2019~2018学年度第一学期期末考试
高三物理试题答案 2018年2月
(考试时间100分钟,试卷满分100分)
一．选择题（共10小题，每小题4分，共40分。第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．B 2．C 3．B 4．B 5．C 6．B 7．AD 8．BCD 9．AD 10．BD
二．填空题(共2小题，第11题8分，第12题10分，共18分)
11．（8分,每空2分 ）
（1） ； （2） ； （3）
12． （10分，每空2分）（1）负； 20kΩ； 6V； （2）① D；②
三．计算题（共4小题，第13、14、15题各10分，第16题12分，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．解:（1）小物块恰能到达最高点 （1分）
小物块从最低点A到最高点机械能守恒，有 （2分）
解得
圆环直径为 （1分）
（2）物块由最低点到最高点： （2分）
物块做平抛运动有 （2分）
联立解得： （1分）
由数学知识可知：当 时，x最大 （1分）
14．（1）设碗的质量为m，托盘的质量为M，以最大加速度运动时，碗、托盘、手保持相对静止，由牛顿第二定律得：Ff1=ma1
碗与托盘间相对静止，则：Ff1≤Ff1max=μ1mg （1分）
解得：a1≤μ1g=0.15×10=1.5m/s2 （1分）
对碗和托盘整体，由牛顿第二定律得：Ff2=（M+m）a2
手和托盘间相对静止，则：Ff2≤Ff2max=μ2（M+m）g （1分）
解得：a2≤μ2g=0.2×10=2m/s2 （1分）
则最大加速度：amax=1.5m/s2 （1分）
（2）服务员以最大加速度达到最大速度，然后匀速运动，再以最大加速度减速运动，所需时间最短
加速运动时间： （1分）
位移： m （1分）
减速运动时间：t2=t1=2s，位移：x2=x1= 3m （1分）
匀速运动位移：x3=L-x1-x2=12m- 3m - 3m = 6m
匀速运动时间： （1分）
最短时间：t=t1+t2+t3=6s （1分）
15．（1）A→B由动能定理及圆周运动知识有：
① （1分）
② （1分）
联解①②得：T=30N ③ （1分）
（2）A→C由功能关系及电场相关知识有：
④ （1分）
⑤ （1分）
UAC=E•hAC ⑥ （1分）
联解④⑤⑥得：UAC=125V ⑦ （1分）
（3）由题可知改变电场方向后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动，才能垂直打在档板上,由矢量三角形可知：当F电与F合（或运动）的方向垂直时，电场强度有最小值Em
由矢量三角形图有： （2分）
得： Em =80V/m （1分）
16．线框以速度v0进入磁场，在进入磁场过程中，受安培力F（方向向左）、摩擦力f（方向向右）共同作用而做减速运动；完全进入磁场后，在摩擦力的作用下做加速运动，当ab边到达 时速度又恰好等于 ，因此，线框在刚进入磁场时，所受安培力F最大，加速度最大，设为 ；线框全部进入磁场的瞬间速度最小，设此时线框的速度为v，线框刚进入磁场时，由牛顿第二定律有： （1分）
， ， （1分）
解得： （1分）
在线框完全进入磁场又加速运动到达边界 时的过程中，根据动能定理有：
（1分）
解得： （1分）
（2）设“正品”货件进入磁场所用时间为 ，取此过程中某较短时间间隔 ，
内货件速度变化为 ，货件加速度大小为：
设 流经线框的电流为 ，货件瞬时速度为 ，货件所受安培力方向向左，大小为：
⑥
由牛顿第二定律，有： （1分）
由力的独立性原理并根据位移大小的“面积法”有：
即： （1分）
解得： （1分）
设“正品”货件在磁场中匀加速恢复v0所用时间为t2
由匀变速速度公式，有： （1分）
设“正品”货件完全出磁场并达到稳定运行时间为 ，由受力与运动对称性可得：
（1分）
而“次品”货件运动过程中不受“安检”的影响，设其达到“正品”货件稳定后的相同空间距离所用时间为 ，由匀速运动规律有： （1分）
可见“安检”而延迟时间为： （1分）