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t0时， 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
2、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，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对
3、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。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，两小球视为质点，则两小球的质量之比：等于A. ：3 B. 1：1 C. 3：4 D. 2：3【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
4、的拉力大小为；再以球为研究对象，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。3.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( )A. B. C. D. 【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 ；假设物体在赤道受到的支持力为N2，则；联立可得，A正确，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
5、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：解得：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，B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
6、着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，系统所受外力之和为零，故系统的动量守恒，最终两物体速度
7、一定相同，则有，因，故最终速度一定为负值，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acab。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C. 第二次射出时的速率仍为v1D. 第二次射出时的速率为【答案】ABD【解析】当增加磁感应强度时，洛伦兹力变大，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
8、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，选项B正确；从O到b过程，根据动能定理，有 ；从O到C过程，根据动能定理，有；由以上两式求解出：；故C错误，D正确；故选ABD7.一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x1x3过程中，物体的动能先增大后减小D. 在0x2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
9、机械能变化最快，由可知此时所受的拉力最大，故A正确；B、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；C、过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；在处物体的机械能最大，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，动能继续减小；故在过程中，物体的动能先增大后减小，故C正确；D、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
10、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
11、的是（）A. 金属棒运动到a处时的加速度大小为B. 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【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=，由牛顿第二定律得加速度a=，故A错误；B、金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由Q指
12、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，通过电阻的电荷量q2=，由于=，可得q1=q2，故C正确；D、在bc的过程中，对金属棒运用动量定理得:=0-mvb，而=lbc，解得vb=；同理，在ac的过程中，对金属棒运用动量定理得：=0-mva，而t=lac，解得va=，因lac=2lbc，因此va=2vb，故D错误；故选：B、C9.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（ ）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
13、. 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
14、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m【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；根据波的图象可得，周期，则波速为，故A正确；B、由于a、b之间的距离
15、，可知质点a与质点b离开平衡位置的位移大小总是相等，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：，故选项C错误；D、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。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关系”。他们通过改变滑轮下端
16、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）【答案】 (1). mM (2). 2.50 (3). 【解析】（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
17、为M，对系统运用牛顿第二定律得：，则绳子的拉力，当时，绳子的拉力等于钩码的重力。（2）游标卡尺的主尺读数为：，游标读数为：则最终读数为；（3）通过光电门1的瞬时速度为：通过光电门2的瞬时速度为：根据可得：根据牛顿第二定律，可以得到：故需要验证的是：即可。点睛：解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，以及掌握用钩码重力表示小车所受合力的处理方法；知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，以及掌握该实验的原理，明确如何验证牛顿第二定律。12.某同学欲测量欧姆表“”档的内电阻和内部电源电动势。现有以下实验器材：电流表，：电流表30mA，：电阻箱：滑动变阻器电键、导线若干。他利用电阻箱与电流表串联接入图
18、中电路。其电阻箱的阻值选择如图所示。（1）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端至某一位置，读出电流表和的示数和多次改变滑动端的位置，得到的数据为在图中所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。（ ）（2） 利用所得曲线求得欧姆表内电源的电动势_V，欧姆表内阻_。（3） 将该欧姆表两个表笔短接，欧姆表的电流为_A。【答案】 (1). (2). 1.50 (3). 15.0 (4). 0.10【解析】【分析】(1)根据描点法可确定对应的图象；(2)读出电阻箱的读数，再分析电路结构，明确电阻箱和电流表串联充当电压表使用，同时根据闭合电路欧姆定律列式，分析图象的性质即可求出电动势和内电阻；(3
19、)两表笔短接，相当于电源短路，根据欧姆定律即可求出对应的电流。【详解】（1）根据描点法可得出对应的图象，如图所示；（2）由图可知，电阻箱接入电阻为；根据闭合电路欧姆定律可知：代入数据并变形可得：则由图可知： 联立解得：，；（3）如果把欧姆表短接，则其电流为：。【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的应用，要注意明确本题中电流表A1与电阻箱串联，可以作为电压表使用，这时解题的关键。四、计算题13.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Ft图像如右图。g取10m/s2。求：（1）重物质量
20、为多大（2）电梯运行的最大速度多大（3）电梯运行的总高度【答案】（1）2kg（2）10m/s（3）200m【解析】（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，所以；（2）由图像知，电梯静止、匀加速上升、匀速上升、减速上升，则在内根据牛顿第二定律：15s末速度最大，得；（3）电梯在减速上升，其加速度为则根据牛顿第二定律： 则末速度：，得到： 所以电梯运行总高度（其中，）得。点睛：本题考查的超重与失重问题，注意图像的识别，本题也可以用v-t图象来进行求解。14.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
21、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。（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
22、，求斜面倾角的取值范围。【答案】（1）（2）-v1 （3）37【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，设为则根据法拉第电磁感应定律可以得到：根据闭合电路欧姆定律：安培力公式：则速度最大时： 解得 （2）导轨向下速度最大时，则根据法拉第电磁感应定律可以得到根据闭合电路欧姆定律：则：对物块根据牛顿第二定律：m0gT=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：，（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 Mgsin
23、解得即点睛：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
24、，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】（）8103N/m（）173.3K【解析】（）设弹簧劲度系数为k，弹簧后来长度为l1，则弹簧弹力初始状态： 移动后气体压强 移动后气体体积根据玻意耳定律，有： 解得：（）降温后弹簧长度为l2，则降温后压强降温后体积 由气体状态方程解得：。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
25、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。（）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)【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 解得折射角所以，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，则由几何关系得 故，射出光线的圆弧部分对应圆心角为对应的弧长为。 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。