1、2017-2018 学年广西玉林市陆川中学高三（上）期末物理试卷一、单选题1.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 ，当 t 0 时， 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义v=xt xt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
2、把各小段位移相加，这里运用了理想模型法【答案】BCD【解析】试题分析：质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故 A 错误；为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故 B 正确；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，该实验应用了控制变量法，故 C 正确；在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法；故 D 正确；故选 BCD。考点：物理问题的研究方法【名师点睛】在高中物理学习中
3、，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。【此处有视频，请去附件查看】2.如图所示，左侧是倾角为 的斜面，右侧是 圆弧面的物体，固体在水平地面上，圆弧6014面底端切线水平。一根轻绳两端分别系有质量为 、 的小球，跨过物体顶点的小定滑轮。m1m2当它们处于平衡状态时，连结小球 的轻绳与水平线的夹角为 ，不计一切摩擦，两小m2 60球视为质点，则两小球的质量之比 ： 等于 m1m2A. ：3 B. 1：1 C. 3：4 D. 2：33【答案】D【解析】【分析】分别以两个小球为研究对象，分析受力情况，由平衡条件
4、求出小球的重力与绳子拉力的关系，再求解两小球的质量之比。【详解】先以 球为研究对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为 ；再以m1 T=m1gsin60球为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件可知，绳的拉力 T 与支持力 N 的合力m2与重力大小相等、方向相反，作出两个力的合力，由对称性可知， ；联立解得： ： ：3，故选 D。T=N 2Tcos30=m2g m1 m2=23.设地球自转周期为 ,质量为 ,引力常量为 ,假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径T M G为 .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( )RA. B. GMT2GMT242R3 GMT2GMT2+42
5、R3C. D. GMT242R3GMT2 GMT2+42R3GMT2【答案】A【解析】假设物体质量为 m，物体在南极受到的支持力为 N1，则 ；GMmR2=N1假设物体在赤道受到的支持力为 N2，则 ；联立可得 ，A 正确，GMmR2-N2=mR42T2 N1N2= GMT2GMT2-42R3谢谢 BCD 错误。点睛：本题主要是万有引力定律，要考虑地球的自转，即找到在地面上物体所地球自转所需向心力的来源。4.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 R44 ，则下列判断中正确的是（电表均为理
6、想交流电表） （ ）A. 原线圈和副线圈的匝数比为 21B. 原线圈和副线圈的匝数比为 51C. 电流表 A2的示数为 0.1 AD. 电流表 A2的示数为 0.4 A【答案】B【解析】变压器的输出功率等于输入功率，则： U1I1=I22R解得： I2=U1I1R= 2200,2044 =1.0A由于原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈和副线圈的匝数比 ，n1n2=I2I1=1.00.20=51B 正确；ACD 错误；故选 B。5.在光滑的水平地面上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 Mm，空间存在着足够大的
7、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同的速度相向运动，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. 【答案】B【解析】对 m 分析可知，m 受重力、支持力和洛伦兹力与摩擦力作用，由左手定则可知，洛伦兹力方向向上；水平方向受 M 的摩擦力作用而做减速运动；则由 F=Bqv 可知，洛伦兹力减小，故 m 对 M 的压力增大，摩擦力增大，故 m 的加速度越来越大；同时 M 受 m 向右的摩擦力作用，M 也做减速运动；因摩擦力增大，故 M 的加速度也越来越大；则可知 v-t 图象中对应的图象应为曲线；对 Mm 组成的系统分析可知，系统所受外力之
8、和为零，故系统的动量守恒，最终两物体速度一定相同，则有 ，因 ，故最终速度一定mv0Mv0=(M+m)v Mm为负值，说明最终两物体均向左做匀速运动，则 B 正确二、多选题6.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，该粒子将从 a 上方的 c 点射出，且 ac ab。不计粒子的重力，则A. 该粒子带正电B. 若使该粒子沿 Oa 方向水平射出，则电场强度和磁感应强度大小应满足EB=v0C. 第二次射出时的速率仍为 v1D. 第二次射出时的速率为 2v20v21【答案】ABD【解析】当增加磁感应强度时，洛伦兹
9、 力变大，粒子向上偏 转，说明洛伦兹力增加到大于电场力，且洛伦兹力向上，由于磁场方向向内，根据左手定则可以判断粒子 带正电，故 A 正确；若使该粒子沿 Oa 方向水平射出，则电场强度和磁感应强度大小应满足 即 ，Eq=qvBEB=v0选项 B 正确；从 O 到 b 过程，根据动能定理，有 ；从 O 到 C 过程，根据Fy12mv2112mv20动能定理，有 ；由以上两式求解出： ；故 C 错误，D 正确；故选-Fy12mv2212mv20 v2 2v20v21ABD7.一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
10、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 x1x 3 过程中，物体的动能先增大后减小D. 在 0x 2 过程中，物体的加速度先增大后减小【答案】AC【解析】A、由图根据功能关系可知， 处物体图象的斜率最大，则说明此时机械能变化最快，由x1可知此时所受的拉力最大，故 A 正确；E=FxB、 过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；在 处物体图象的斜率为x1 x2 x2零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在处，故 B 错误；x2C、 过程中
11、，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；在 处物体的机械能最大，x1 x2 x2图象的斜率为零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，故动能先增大后减小； 的过程机械能不变，拉力为零，物体在重力作用下做减速运动，动能继续x2x3减小；故在 过程中，物体的动能先增大后减小，故 C 正确；x1x3D、由图象可知，拉力先增大后减小，直到变为零；则物体受到的合力应先增大，后减小，减小到零后，再反向增大，故 D 错误。点睛：本题画出了我们平时所陌生的机械能与高度的变化图象；要求我们从图象中分析物体的运动过程，要求我们能明确机械能与外力做功的关系；明确重力做功与重力势能的关系；并正确结合图
12、象进行分析求解。8.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，导轨的右端接有阻值为 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。现使金属棒以一定初速度向左运动，它先后通过位置 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，金属棒通过 a、b 处的速度分别为 va、vb，a、b 间的距离等于 b、c 间的距离，导轨的电阻忽略不计。下列说法中正确的是（）A. 金属棒运动到 a 处时的加速度大小为B2L2vamRB. 金属棒运动到 b 处时通过电阻的电流方向由 Q 指向 NC. 金属棒在
13、ab 过程与 bc 过程中通过电阻的电荷量相等D. 金属棒在 a 处的速度 va 是其在 b 处速度 vb 的 倍2【答案】BC【解析】【分析】根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式求出安培力，再由牛顿第二定律求加速度；由右手定则判断感应电流的方向；根据 分析电荷量的关系 ；由于金属棒做变减速运q=R+r动，可运用动量定理求解 va 与 vb 的关系【详解】A、金属棒运动到 a 处时，有 E=BLva，I= ，安培力 F=BIL= ，由牛顿第二定ER+r B2L2vaR+r律得加速度 a= = ，故 A 错误；FmB2L2vam(R+r)B、金属棒运动到 b 处时，由右手定则判断知，通过
14、电阻的电流方向由 Q 指向 N，故 B 正确；C、金属棒在 ab 过程中，通过电阻的电荷量 q1= = ，同理，在 bc 的过程中，通过电It1R+r阻的电荷量 q2= ，由于 = ，可得 q1=q2，故 C 正确；2R+r 12D、在 bc 的过程中，对金属棒运用动量定理得: =0-mvb，而 =lbc，解得 vb=-B2L2vR+rt vt；同理，在 ac 的过程中，对金属棒运用动量定理得： =0-mva，而B2L2lbcm(R+r) -B2L2vR+rtt=lac，解得 va= ，因 lac=2lbc，因此 va=2vb，故 D 错误 ；vB2L2lacm(R+r)故选：B、 C9.分子
15、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（ ）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【答案】ACD【解析】A、不论固体，还是液体与气体，分子均是永不停息做无规则运动，故 A 正确；B、液体变为气体时对外做功，同时吸收热量，其温度可以升高，故选项 B 错误；C、温度是分子平均动能的标志，温度相同时，其分子平均动能一定
16、相等，故 C 正确；D、蒸发可以在任何温度下，只发生在液体表面的汽化现象，故 D 正确；E、汽化是物质从液态变成气态的过程，汽化分蒸发和沸腾，而不是分子间的相互排斥而产生的，故 E 错误。点睛：考查分子永不停息做无规则运动，理解温度是分子平均动能的标志含义，知道蒸发快慢与温度有关，而有无蒸发与温度无关。10.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 _。A. 该波沿+x 方向传播，波速为 1.5m/sB. 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
17、 到 t = 8s，质点 a 通过的路程为 0.5mD. 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 my=(0.5sin4t)【答案】ABE【解析】A、 时， 处的质点向下振动，根据平移法可知该波沿 方向传播；根据波的图t=4s x=9m +x象可得 ，周期 ，则波速为 ，故 A 正确；=12m T=8s v=T=128m/s=1.5m/sB、由于 a、b 之间的距离 ，可知质点 a 与质点 b 离开平衡位置的位移大小总是xab=6m=12相等，故选项 B 正确；C、从 到 ，即经过半个周期，质点 a 通过的路程为：t=4s t=8s，故选项
18、 C 错误；sa=124A=2A=20.5m=1mD、根据波的传播方向可知， t = 4s 时，质点 a 正在向 y 轴正方向运动，故选项 D 错误；E、由图乙可知，质点 b 的简谐运动表达式为：，故 E 正确。y=Asin(t)=0.5sin（2Tt)m=0.5sin（4t)m点睛：本题主要是考查了波的图象和振动图象；解答本题关键是要掌握振动的一般方程，知道方程中各字母表示的物理意义，能够根据图象直接读出振幅、波长和各个y=Asint位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系。三、实验题探究题11.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
19、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t 1、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）【答案】 (1). mM (2). 2.50 (3). M(dt2)2(dt1)2=2mgL【解析】
20、（1）由于滑块在运动的过程中受到阻力，为了减小阻力的影响，需平衡摩擦力；设钩码的质量为 m，滑块的质量为 M，对系统运用牛顿第二定律得： ，a=mgm+M则绳子的拉力 ，当 时，绳子的拉力等于钩码的重力 。T=Ma=MmgM+m=mg1+mM m375mgR2B2d2 2mgR2B2d2 18g【解析】（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则根据法拉第电磁感应定律可以得到： Em=Bdvm根据闭合电路欧姆定律： Im=EmR安培力公式： F=BImd则速度最大时： m0g=F+mgsin解得 vm=5mgR2B2d2（2）导轨向下速度最大时，则根据
21、法拉第电磁感应定律可以得到 E=Bd(v1+v2)根据闭合电路欧姆定律： I=ER则： F安 =BId=B2d2(v1+v2)R对物块根据牛顿第二定律：m 0g T=m0a2对导体棒根据牛顿第二定律：TF 安 mgsin =ma2 对导轨 F 安 =Mgsin 解得： ， ，v2=2mgRB2d2v1a2=18g（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。 此时 m0g=F+mgsin，只需 F 35 37点睛：对金属棒正确受力分析、分析清楚金属棒的运动过程、应用安培力公式、牛顿第二定律、平衡条件等，即可正确解题。15.粗糙水平面上放
22、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=1.0105Pa，气缸内壁光滑。（）求弹簧的劲度系数 k 的大小；（）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。【答案】 （）810 3N/m（）17
23、3.3K【解析】（）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）初始状态： P1=P0=1.0105Pa V1=LS T1=T0=300K移动后气体压强 P2=P0+FS移动后气体体积 V2=（L+l0-x-l1)S根据玻意耳定律，有： P1V1=P2V2解得： k=8103N/m（）降温后弹簧长度为 l2，则 F=k（l2-l0）降温后压强 P3=P0-FS降温后体积 V3=（L-l2)S由气体状态方程P1V1T1=P3V3T解得： 。T=173.3K点睛：本题考查了理想气体状态方程的应用，根据平衡条件求出气体的压强是正确解题的关键，根据题意求出气体的初末状态
24、参量，应用理想气体状态方程即可正确解题。16.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 。2（）通过计算说明在介质 OA 面的折射光线的方向；（）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） 。【答案】(i) 平行于 OB(ii)R4【解析】(i)所有光线在 OA 面上入射角都相同，如图所示：由折射定律知： 其中 sinisinr=n i=45解得折射角 r=30所以，折射光线均平行于 OB；(ii)如图所示，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在此面上恰发生全反射时临界角 C，满足 sinC=12=sin45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 =45由几何关系得 =15故，射出光线的圆弧部分对应圆心角为 PMA=45对应的弧长为 。 S=182R=R4点睛：本题是一道几何光学题，对于几何光学，作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角。
