2018届高三物理上学期期末考试试卷(赣州市有答案)

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2018届高三物理上学期期末考试试卷(赣州市有答案)

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赣州市2017~2018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2017~2018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)

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