物理卷·2017届江西省赣州市高三上学期期末考试（2017-01）

物理卷·2017届江西省赣州市高三上学期期末考试（2017-01）

赣州市 2016~2017 学年度第一学期期末考试 高三物理试题 2017 年 1 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．在物理学的发展中，关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ） A．亚里士多德首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来 B．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 C．哥白尼通过对行星观测记录的研究，发现了行星运动的三大定律 D．库仑首次采用电场线的方法形象直观地描述电场，电流的磁效应是法拉第首次发现 2．在吊环比赛中，运动员有一个高难度的动作，就是先双手撑住吊环(此时两绳竖直且与肩 同宽)，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置。吊环悬绳的拉力大小均为 FT，运 动员所受的合力大小为 F，则在两手之间的距离增大 过程中 （ ） A．FT 减小，F 增大 B．FT 增大，F 增大 C．FT 减小，F 不变 D．FT 增大，F 不变 3．2016 年 8 月 16 日 1 时 40 分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭成功 将世界首 颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通 信。 量子科学实验卫星“墨子号”由火箭发射至高度为 500km 的预定圆形轨道。此前，6 月在 西 昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星 G7。G7 属地球静止轨道卫星（高度 为 36000km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是（ ） A．这两颗卫 星的运行速度 可能大于 7.9km/s B．量子科学 实验卫星“墨 子号”的向心加速度比北斗 G7 大 C．量子科学实验卫星“墨子号”的周期比北斗 G7 大 t v 0 v0 A t v 0 v0 B v t0 v0 C v t 0 v0 m q v B D D．通过地面控制可以将北斗 G7 定点于赣州市的正上方 4．从地面上以初速度 v0 竖直上抛一质量为 m 的小球，若运动过程中受到的空气阻力与其速 率 成正比，球运动的速率随时间变化的规律如图所示，t1 时刻到达最高点，再落回地面，落 地速 率为 v1，且落地前小球已经做匀速运动，则在整个运动过程中，下列说法中不正确的是 （ ） A．小球下降过程中的平均速度大于 B．小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小 C．小球抛出瞬间的加速度大小为 D．小球被抛出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值最小 5．如图所示，直线 MN 是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只 在电场力的作用下，由 a 运动到 b 的运动轨迹，轨迹为一抛物线.下列判断正确的是（ ） A．电场线 MN 的方向一定是由 N 指向 M B．带电粒子由 a 运动到 b 的过程中动能不一定增加 C．带电粒子在 a 点的电势能一定大于在 b 点的电势能 D．带电粒子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的加速度 6．如图甲所示，轻杆一端固定在转轴 0 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做 半径为 R 的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为 F，小球在最高点 的速度大小为 v，其 F-v2 图象如乙图所示。则（ ） A．v2 = c 时，杆对小球的弹力方向向上 B．当地的重力加速度大小为 C．小球的质量为 D．v2 = 2b 时，小球受到的弹力与重力大小不相等 7．如图所示为一个质量为 m、带电量为+q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑 动，细杆处于磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环向右初速度 v0，在以后的运动过程中，圆环运动的 v-t 图象可能是下图中的（ ） 8．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量 均为 m，物块与木板间的动摩擦因数为 μ，木板与水平面间的动摩擦因数为 ，已知最 2 v1 (1 )g+ v v 0 1 R a b aR 3 µ 0 t t1 v v0 v1 M N a b O R 图甲 v2 F 0 c a b 图乙 大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 g，现对物块施加一水平向右的拉力 F， 则木板加速度大小 a 可能是 ( ) A． B． C． D． 9．在如图所示的电路中，D 是一只二极管，它的作用是只允许电流从 a 流向 b，不允许电 流从 b 流向 a，平行板电容器 AB 内部有一带电小球 Q 处于静止状态。闭合开关 S，当滑 动变阻器的滑动触头 P 滑动时，四个理想电表的示数都 发生变化。电流表 A、电压表 V1、电压表 V2、电压表 V3 的示数分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，它们的示数变 化量的大小分别用 ΔI、ΔU1、ΔU2 和 ΔU3 表示。闭合 开关 S。下列说法正确的是 (　　) A．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，I 变大、U1 变大、U2 变小，U3 变小 B．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时， 不变， 变小 C．若滑动变阻器的滑动触头 P 不动时，当两极板 A 和 B 稍错开一些(两极板仍平行)，Q 仍 静止不动 D．若滑动变阻器的滑动触头 P 不动时，当两极板 A 和 B 的间距稍增大一些(两极板仍平 行)，Q 仍静止不动 10．在倾角为 θ 的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块 A 和 B，它们的质量分别为 3m 和 2m， 弹簧的劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状 态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块 A 使之沿斜面向上 运动，当 B 刚离开 C 时，A 的速度为 v，加速度方向沿 斜面向上、大小为 a，则( ) A．从静止到 B 刚离开 C 的过程中，A 发生的位移为 B．从静止到 B 刚离开 C 的过程中，重力对 A 做的功为 C．当 A 的速度达到最大时，B 的加速度大小为 D．B 刚离开 C 时，恒力对 A 做功的功率为 ga µ= 3 ga µ= 2 3 ga µ= 2 3 F ga m µ= − I U ∆ ∆ 1 I U ∆ ∆ 2 5 sinmg k θ 2 2 25 sinm g k θ− 3 2 a (5 sin 2 )mg maθ + v Fm m A V1 V2 V3 a b D A B Q P R1 R2 E r s A BC θ 二．填空题(共 2 小题，第 11 题 7 分，第 12 题 11 分，共 18 分) 11．在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中． （1）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h。某小组的 同 学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是（ ） A．用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据 计算下落时间 t，通过 计算 出瞬时速度 v B．用刻度尺测出物体下落的高度 h，并通过 计算出瞬时速度 v C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平 均速度，测算出瞬时速度 v，并通过 计算出高度 h D．用刻度尺测出物体下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度， 等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v （2）已知当地重力加速度为 ，使用交流电的频率为 。在打出的纸带上选取连续打 出的 五个点 A、B、C、D、E，如图所示．测出 A 点距离起始点 O 的距离为 x0，A、C 两点间的 距离为 x1，C、E 两点间的距离为 x2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关 系式 ，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中， 往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减小量，出现这样结果的主要原因是 。 12．在测定某一均匀细圆柱体材料的电阻率实验中。 （1）如下图所示，用游标卡尺测其长度为 cm；用螺旋测微器测其直径为 mm. （2）其电阻约为 6Ω.为了较为准确地测量其电阻，现用伏安法测其电阻。实验室除提 供了电池 E(电动势为 3V，内阻约为 0.3Ω)、开关 S，导线若干，还备有下列实验器材： 21 2h gt= gtv = 2gh=v 2h g = 2v g f A B C DO E x1 x2x0 0 10 20 10 11 12 (cm) 15 20 0 25 15 20 A．电压表 V1(量程 3V，内阻约为 2kΩ) B．电压表 V2(量程 15V，内阻约为 15k Ω) C．电流表 A1 (量程 3A，内阻约为 0.2Ω) D．电流表 A2 (量程 0.6A，内阻约为 1 Ω) E．滑动变阻器 R1(0～10Ω，0.6A) F．滑动变阻器 R2 (0～2000Ω，0.1A) ①为减小实验误差，应选用的实验器材有 (选填“A、B、C、D…”等序号) 。 ②为减小实验误差，应选用图中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路原理图，其 测 量值比真实值 (选填“偏大”或“偏 小”)。 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．在一次治理超载和超限的执法中，一辆执勤的警车停在公路边。当警员发现从他旁边以 72km/h 的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶。经过 10s 后警车发动起来， 并以 2.5m/s2 的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在 90km/h 以内。 求：（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？ （2）警车发动后要多少时间才能追上货车？ 14．如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为 L，左端接有阻值为 R 的电阻，处在方向 竖直向下，磁感应强度为 B 的匀强磁场中。质量为 m、电阻为 R/2 的导体棒与固定弹簧 相连，放在导轨上，导轨的电阻不计。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水 平向右的初速度 v0.沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。 求：（1）求初始时刻导体棒受到的安培力。 （2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的 弹力势能为 EP，则这一过程中安培力所做的功 W1 和整个回 路的电阻上产生的焦耳热 Q 分别为多少？ （3）从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻 R 上产生的焦耳热 Q1 为多少？ A V R Rx SE (a) (b) A V R Rx SE R/2 R B m v0 L 15．如图所示，一工件置于水平地面上，其 AB 段为一半径 R=1.0m 的光滑圆弧轨道，BC 段为一长度 L=0.5m 的粗糙水平轨道，二者相切于 B 点，整个轨道位于同一竖直平面内， P 点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块，其质量 =0.2kg，与 BC 间的 动摩擦因数 μ1=0.4。工件质量 =0.8kg，与地面间的动摩擦因数 μ2=0.1。（取 g=10m/s2） （1）若工件固定，将物块由 P 点无初速度释放，滑至 C 点时恰好静止，求 P、C 两点间 的高度差 h。 （2）若将一水平恒力 F 作用于工件，使物块在 P 点与工件保持相对静止，一起向左做 匀加速直线运动。 ①求 的大小； ②当速度 v = 5m/s 时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块 飞离圆弧轨道落至 BC 段，求物块的落点与 B 点间的距离。 16.如图甲所示，两平行金属板接有如图乙所示随时间 t 变化的电压 U，且两板外无电场， 板长 L=0.2 m，板间距离 d =0.2 m。紧靠金属板右侧有一边界为 MN 的区域足够大的匀 强磁场，MN 与两板中心线 OO′垂直，磁感应强度 B=5×10-3T，方向垂直纸面向里。现 有带正电的粒子流沿两板中心线 OO′连续射入电场中，已知每个粒子速度 v0=105m/s， 比荷 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板间电 场可看作匀强电场。 (1)试求带电粒子能够射出电场的电压范围； (2)证明：在任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在 MN 上的入射点和在 MN 上出射点距离为定值，写出该距离的表达式； (3)从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场，求粒子在磁场中运 动的最长时间和最短时间。 m M F 810q m = A BC O L m R P M B N M O 甲 O′ 乙 200 -200 U/V t/s0.2 0.4 0.6O 赣州市 2016~2017 学年度第一学期期末考试高三物理参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B D B D C C BC BD AD AC 11：（1）（ D ）；（2） （3 分），阻力做功。 12．（1）10.355，1.195；（2）①A D E （3 分）；②b，偏小。（其余每空 2 分） 13．（1）警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们间的距离最大，设警车发动后 经过 时间两车的速度相等． 则 ；（1 分） ； （1 分） ；（1 分） 所以两车间的最大距离 。（1 分） （2） ，当警车刚达到最大速度时，运动时间 ；（1 分） ；（1 分） ；（1 分） 因为 ，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离 ；（1 分） 警 车 达 到 最 大 速 度 后 做 匀 速 运 动 ， 设 再 经 △ t 时 间 追 上 货 车 ， 则 ；（1 分） 所以警车发动后要经过 才能追上货车。（1 分） 14.解：（1）初始时刻棒中感应电动势 ，棒中感应电流 ， 作用于棒上的安培力 ， 2 21 2 10 )()(32 ssfssg +=+ 1t smhkmv /20/72 ==货 sst 85.2 20 1 == mms 36020)810( =×+=货 mmats 8085.22 1 2 1 22 1 =××==警 ）（＝警货 msss 280−=∆ smhkmv /25/900 == 2 25 102.5t s s= = mms 40020)1010( =×+=′货 mmats 125105.22 1 2 1 22 1 =××==′警 s s′ > ′货 警 mmsss 275)125400( ＝－＝警货 ′−′=∆ )(55 0 svv st ＝ 货− ′= ∆∆ )(652 sttt =+= ∆ 0BLvE = 2 RR EI + = 联立解得 ，（3 分）安培力方向：水平向左；（1 分） （2）由功和能的关系，得安培力做功 ，（2 分） 整个回路电阻上产生的焦耳热 ；（2 分） （3）棒最终静止于初始位置，电阻 R 上产生的焦耳热 （2 分） 15 解（1）物块从 P 点下滑经 B 点至 C 点整个过程， 据动能定理得： （1 分） 代入数据得： …①（1 分） （2）①设物块的加速度大小为 ，P 点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为 ，由几何关 系可得 …② （1 分） 根据牛顿第二定律：对物体有： …③（1 分） 对工件和物体整体有： …④（1 分） 代入数据得 N…⑤（1 分） ②设物体平抛运动的时间为 ，水平位移为 ，物块落点与 B 间的距离为 ， 由运动学公式可得: …⑥（1 分） …⑦（1 分） …⑧（1 分） 联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得 m（1 分） 16： (1)设两板间电压为 U1 时,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有 (2 分) 带电粒子能够射出电场时的电压范围为－100V~ +100V。(1 分) (2)设粒子进入磁场时速度方向与 OO'的夹角为 θ,运动轨迹如图： 速度大小 ,(1 分) 则 (1 分) R vLBF 3 2 0 22 = 2 02 1 mvEW P −＝安 PEmvQ −= 2 02 1 2 01 3 1 mvQ = 01 =− mgLmgh µ mh 2.0= a θ R hR −=θcos mamg =θtan amMgmMF )()(2 +=+− µ 5.8=F t 1x 2x 2 2 1 gth = vtx =1 θsin12 Rxx −= 4.02 =x 2 21 1 0 1 1 ( ) 1002 2 2 qUd Lat U Vmd v = = ⋅ ⇒ = 0 cos vv θ= θcos 0 qB mv qB mvR == (1 分) s 与 θ 无关,即射出电场的任何一个带电粒子进入磁场的入射点与出射点间距离恒 为定值. 代入数据得：s=0.4m。 (1 分) (3) 粒子刚好从极板边缘射出电场时,速度最大,设最大速度为 v1,则有： 代入数据得： (1 分) 粒子飞出电场进入磁场,在磁场中按逆时针方向做匀速圆周运动. 粒子飞出电场时的速度方向与 OO'的最大夹角为 α, . (1 分) 当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最长: 运动轨迹如图： ; (1 分) 当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最短: 运动轨迹如图： . (2 分) qB mvRs 02cos2 == θ 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 mvmvUq −= smv /102 5 1 ×= 00 1 2cos 452 v v α α= = ⇒ = 6 max 3 3 3 104 2 T mt sqB π π −= = = × 6 min 104 2 T mt sqB π π −= = = ×