物理卷·2018届广西陆川县中学高三上学期期末考试（2018-01）

物理卷·2018届广西陆川县中学高三上学期期末考试（2018-01）

广西陆川县中学2017年秋季期高三期考 物理试题 ‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14—18题只有一项符合题目要求，第19---21题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14.在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法．以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是 A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法 B．根据速度定义式v＝Δx/Δt，当Δt→0时，v＝Δx/Δt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法 C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法 ‎ 15．如图所示，左侧是倾角为60°的斜面，右侧是1／4圆弧面的物体，固定在水平地面上，圆弧面底端切线水平。一根轻绳两端分别系有质量为m1、m2的小球，跨过置于物体顶点的小定滑轮。当它们处于平衡状态时，连接小球m2的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点，则两小球的质量之比m1∶m2等于（ ） ‎ ‎ A．∶3 B．1∶3‎ ‎ C．3∶4 D．2∶3‎ ‎ 16.设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（ ）‎ ‎17.如图所示，理想变压器原线圈的两端a、b接正弦交流电源时，电压表V的示数为220 V，电流表A1的示数为0.20 A。已知负载电阻R＝44 Ω，则下列判断中正确的是（电表均为理想交流电表）（ ）‎ A．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1‎ B．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1【来源：全,品…中&高*考+网】‎ C．电流表A2的示数为0.1 A D．电流表A2的示数为0.4 A ‎ 18.在光滑水平地面水平放置着足够长的质量为M的木板，其上放置着质量为m带正电的物块（电量保持不变），两者之间的动摩擦因数恒定，且M＞m。空间存在足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某时刻开始它们以大小相等的速度相向运动，如图取向右为正方向，则下列图象可能正确反映它们以后运动的是（ ）‎ ‎（A） （B） （C） （D）‎ ‎ 19.某带电粒子从图中速度选择器左端中点O以速度v0向右水平射出，从右端中点a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度，该粒子将打到a上方的c点，且ac＝ab，其中匀强电场的电场强度大小为E，不计粒子的重力，则（ ）‎ ‎ ‎ ‎ 20.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图5甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大．则 ‎ A．在x1处物体所受拉力最大 B．在x2处物体的速度最大 ‎ C．在x1～x3过程中，物体的动能先增大后减小 ‎ D．在0～x2过程中，物体的加速度先增大后减小 ‎21.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以某初速度向左运动，它先后经过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B，金属棒经过a、b处的速度分别为v1、v2，a、b间距离等于b、c间距离，导轨电阻忽略不计。下列说法中正确的是（ ）‎ 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22—32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33—38题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22．（5分）某探究小组利用如图（甲）所示的气垫导轨和光电门计时器等装置验证“加速度与合外力的正比关系”。他们通过改变滑轮下端的钩码质量来改变滑块所受的外力；实验中，钩码的质量为m，滑块（带遮光条）的质量为M，滑块上装有宽为d的遮光条。计时器显示遮光条经过光电门1和2的时间分别为∆t1、∆t2，测出光电门1和光电门2的距离为L，重力加速度为g。‎ ‎（1）当满足条件_________时，可以认为滑块所受合外力等于mg。‎ ‎（2）本实验需用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图（乙）所示，d =______mm。‎ ‎（3）在满足（1）中条件的情况下，本实验要验证的表达式是__________________。（用题目中提供的物理量符号表示）‎ ‎×1‎ ‎×100‎ ‎×10‎ ‎×1000‎ 图2‎ ‎1‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎5‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎0‎ ‎23．（10分）某同学欲测量欧姆表“×1”档的内电阻和内部电源电动势。现有以下实验器材：‎ 图1‎ A1‎ A2‎ S R1‎ R2‎ Ω A1：电流表200μA，300Ω A2：电流表30mA，5Ω R1：电阻箱0~9999Ω R2：滑动变阻器0~50Ω 电键、导线若干。‎ 他利用电阻箱R1与电流表A1串联接入图1电路。其电阻箱的阻值选择如图2。‎ ‎（1）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端的位置，得到的数据为 I1（mA）‎ ‎0.120‎ ‎0.125‎ ‎0.130‎ ‎0.135‎ ‎0.140‎ ‎0.145‎ I2（mA）‎ ‎20.00‎ ‎16.70‎ ‎13.20‎ ‎10.00‎ ‎6.70‎ ‎3.30‎ 图3‎ I1/μA ‎160‎ ‎150‎ ‎140‎ ‎130‎ ‎120‎ ‎110‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ I2/mA 在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1~I2曲线。‎ ‎（2）利用所得曲线求得欧姆表内电源的电动势E=_____V，欧姆表内阻r =_____Ω。‎ ‎（3）将该欧姆表两个表笔短接，欧姆表的电流为I=_____A。‎ t/s F/N ‎5‎ ‎0‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎40‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎24．（12分）某同学在研究性学习中，为了了解高速电梯的工作情况，在上行的电梯内用台秤、重物和停表记录不同时刻水平放置的台秤示数F。刚记录时电梯还未启动，他根据记录描绘出了F~t图像如右图。g取10m/s2。求 ‎（1）重物质量为多大 ‎（2）电梯运行的最大速度多大 ‎（3）电梯运行的总高度 ‎25．（20分）如下图所示，质量为M的“U”形金属导轨放置在倾角为30°的光滑斜面上，导轨间距为d，导轨间存在垂直斜面的磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上垂直于导轨平放质量为m的导体棒，跨过滑轮的细绳一端悬挂质量为m0的物块，另一端通过平行于斜面的细绳连接导体棒，已知m0=3m，M=4m，重力加速度为g，导体棒电阻为R，其余电阻不计，导轨与导体棒之间的摩擦力不计，运动过程中导体棒未滑出导轨，导轨与物块均未落地。‎ ‎30°‎ m0‎ m M ‎（1）若导轨固定，由静止释放导体棒，求导体棒运动的最大速度的大小；‎ ‎（2）若将导轨和导体棒同时由静止释放，导轨沿斜面向下运动达到最大速度v1时，求导体棒的速度v2和加速度a2。‎ ‎（3）在导体棒运动过程中选择不同时刻释放导轨，导轨可能由静止沿斜面向下运动，也可能由静止沿斜面向上运动。要保证任何时刻释放导轨都能由静止沿斜面向下运动，求斜面倾角的取值范围。‎ ‎33．［物理—选修3–3］（15分）‎ ‎（1）（5分）分子在不停地做无规则运动，它们之间存在着相互作用。这两种因素决定了分子的三种不同的聚集状态：固体、液体和气体。下列说法正确的是（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ A．固体、液体、气体中的分子均做无规则运动 B．液体变为气体时对外做功，故温度一定会降低 C．气体与液体温度相同时，分子平均动能相同 D．液体在任何温度下都能发生蒸发现象 E．汽化现象是由于液体中的分子相互排斥使一部分分子离开液体而发生的 ‎（2）（10分）粗糙水平面上放置一端开口的圆柱形气缸，气缸内长L=0.9m，内横截面积S=0.02m2，内部一个厚度可以忽略的活塞在气缸中封闭一定质量的理想气体，活塞与一个原长为l0=0.2m的弹簧相连，弹簧左端固定于粗糙的竖直墙上。当温度T0=300K时，活塞刚好在气缸开口处，弹簧处于原长。缓慢向左推动气缸，当气缸运动位移x=0.2m时，弹簧弹力大小为F=400N，停止推动，气缸在摩擦力作用下静止。已知大气压强为P0=1.0×105Pa，气缸内壁光滑。‎ ‎（ⅰ）求弹簧的劲度系数k的大小；‎ ‎（ⅱ）此后，将温度降低到T'时，弹簧弹力大小仍为F=400N，气缸一直未动，求T'。‎ ‎34．［物理—选修3–4］（15分）‎ ‎（1）（5分）图甲为一列简谐横波在t = 4s时的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa= 3m和xb= 9m，图乙为质点b的振动图象，下列说法正确的是　　　　　。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．该波沿+x方向传播，波速为1.5m/s B．质点a与质点b离开平衡位置的位移大小总是相等 C．从t = 4s到t = 8s，质点a通过的路程为0.5m D．t = 4s时，质点a正在向y轴负方向运动 E．质点b做简谐运动的位移表达式为m ‎（2）（10分）某种柱状透明工艺品的截面形状如图所示，AO、BO为夹角60°的平面，底部AMB为半径为R的一段圆弧，其对应的圆心角也为60°，圆心在∠AOB的角平分线OM 延长线上。一束单色平行光沿与OA面成45°角的方向斜向下射向OA面，经OA折射进入该柱状介质内，已知介质折射率为。‎ ‎（ⅰ）通过计算说明在介质OA面的折射光线的方向；‎ ‎（ⅱ）求底部弧面AMB有光线射出的部分对应的弧长（不考虑二次反射）。‎ 物理答案 ‎14－18ADABB 19.ABD 20.AC 21.BC I1/μA ‎160‎ ‎150‎ ‎140‎ ‎130‎ ‎120‎ ‎110‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ I2/mA 图 ‎22.（1）m«M （2）2.50 （3）‎ 评分标准：本题共5分，（1）占1分，（2）、（3）各2分 23. ‎（1）如图；‎ ‎（2）1.50（1.48～1.51）；15.0（14.0～16.0）；‎ ‎（3）0.10（0.09～0.11）‎ ‎（提示：把R1和A1整体等效为一个电压表，测量路端电压）‎ 评分标准：本题共10分，其中(1)2分，必须有描点，不描点不得分。(2)每空3分。(3)2分 ‎24. （1）刚记录时，电梯未启动，所以台秤示数等于重力大小，‎ 由图像知mg=20N ……………………………………①‎ 所以m=2kg ……………………………………②‎ ‎（2）由图像知，电梯0～5s静止、5～15s匀加速上升、15～20s匀速上升、20～40s减速上升……③‎ ‎5～15s内F1－mg=ma1 ………………………………………………④‎ ‎15s末速度最大，v= a1Δt1 ………………………………………⑤‎ 得v=10m/s ………………………………………………………⑥‎ ‎（3）电梯在20~40s减速上升，其加速度为a2‎ 则mg－F2=ma2 ………………………………………………………⑦‎ ‎40s末速度v′=v－a2Δt3……………………………………………⑧‎ 得v′=0 ‎ 所以电梯运行总高度h=…………………⑨‎ 得h=200m …………………………………………………………⑩‎ 评分标准：本题共12分。其中①⑨每式2分，其余每式各1分 ‎25.（1）释放导体棒后，导体棒做加速度减小的加速运动，加速度为零时，速度最大，设为vm ‎ ………………………………………………………… ①‎ ‎ ………………………………………………………… ②‎ ‎………………………………………………………………③‎ 速度最大时m0g=F+mgsinθ …………………………………………………………④‎ 解得 ………………………………………………………………⑤‎ ‎（2）导轨向下速度最大时， ………………………………………⑥‎ ‎ ………………………………………………………⑦‎ ‎………………………………………………………⑧【来源：全,品…中&高*考+网】‎ 对物块m0g－T=m0a2 …………………………………………………………⑨【来源：全,品…中&高*考+网】‎ 对导体棒T－F安－mgsinθ=ma2 ……………………………………………⑩‎ 对导轨F安=Mgsinθ ………………………………………………………⑪‎ 解得：………………………………………………………⑫‎ ‎…………………………………………………………⑬‎ ‎（3）导体棒运动过程中，导轨受到沿斜面向上的安培力。若导体棒速度最大时，释放导轨能向下运动，则满足要求。 …………………………………………………………⑭‎ 此时m0g=F+mgsinθ， …………………………………………………………⑮‎ 只需F 37° ………………………………………⑰‎ 评分标准：本题共20分。其中④⑥⑭每式各2分，其余每式各1分。‎ ‎33．［物理—选修3–3］‎ ‎（1）ACD ‎（ⅰ）设弹簧劲度系数为k，弹簧后来长度为l1，则弹簧弹力F=k（l0－l1） ……………①‎ 初始状态：P1=P0=1.0×105Pa V1=LS T1= T0=300K 移动后气体压强 …………………………………………………②‎ 移动后气体体积V2=（L+l0－x－l1）S ………………………………………………③‎ 根据玻意耳定律，有P1V1=P2V2 ………………………………………………④‎ 解得：k=8×103N/m ‎（ⅱ）降温后弹簧长度为l2，则F=k（l2－l0） …………………………………………⑤‎ 降温后压强 ……………………………………………………………⑥‎ 降温后体积V3=（L－l2）S ………………………………………………⑦‎ 由气体状态方程 ………………………………………………⑧‎ 解得T'=173.3K ………………………………………………………………⑨‎ 评分标准：本题共10分。其中③式2分，其余每式各1分。‎ 34． ‎［物理—选修3–4］‎ （1） ABE ‎（2）(i)所有光线在OA面上入射角都相同，如图1，由折射定律知：‎ ‎ 其中 ………………………………①‎ 解得折射角 ……………………………………②‎ 所以，折射光线均平行于OB …………………………③‎ ‎(ii)如图2，进入介质内的光线，在AMB弧面上到达位置越向左入射角越大…④【来源：全,品…中&高*考+网】‎ 在此面上恰发生全反射时临界角C满足 ……⑤‎ 设恰好射到P点的光线为对应临界角时的光线，设此时入射角为，则 ‎……………………………⑥‎ ‎【来源：全,品…中&高*考+网】‎ 由几何关系得α=15° …………………………………⑦‎ 故，射出光线的圆弧部分对应圆心角为∠PMA=45° ………………⑧‎ 对应的弧长为 ……………………………………⑨‎ 评分标准：本题10分，其中④2分，其余每式1分。‎