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文档介绍
物理卷·2018届河北省张家口市高三上学期期末考试(2018-01)
一、选择题:本题共 12小题,每小题 4分,在每小题给出的四个选项中,第 1~8题只 有一项符合题目要求,第 9~12题有多项符合题目要求。全部选对得 4分,选对但不全 得 2分,有选错的得 0分 1.第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出 了科学史上最伟大的定律之一---万有引力定律,下列说法正确的是 A.开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动 B.太阳雨行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C.库仑利用实验较为准确地测出了引力常量 G的数值 D.牛顿在发现万有定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识 2.下列说法正确的是 A.处于 n=3激发态的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子 B.α射线的穿透能力比γ射线强 C.β衰变中的电子来自原子的内层电子 D.放射性元素的半衰期与压力、温度无关 3.如图所示,有一质量不计的杆 AO,长为 R,可绕 A点自由转动,用绳在 O点悬挂 一个重为 G的物体,另一根绳一端系在 O点,另一端系在圆弧形墙壁上的 C点,当点 C由图示位置逐渐沿向上沿圆弧 CB移动过程中(保持 OA与地面夹角θ不变),OC绳 所受拉力的大小变化情况是( ) A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小 4.如图甲所示,两个点电荷 Q1、Q2固定在 x轴上距离为 L的两点,其中 Q1带正电荷 位于原点 O,a、b是它们的连线延长线上的两点,其中 b点与 O点相距 3L。现有一带 正电的粒子 q以一定的初速度沿 x轴从 a点开始经 b点向远处运动(粒子只受电场力作 用),设粒子经过 a,b两点时的速度分别为 va、vb,其速度随坐标 x变化的图象如图乙 所示,则以下判断正确的是 A.Q2带负电且电荷量大于 Q1 B.b点的场强一定为零 C.a点的电势比 b点的电势高 D.粒子在 a点的电势能比 b点的电势能大 5.如图所示,可视为质点的小球,位于半径为 3m半圆柱体左端点 A的正上方某处, 以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切与 B点。过 B点的半 圆柱体半径与水平方向的夹角为 60°,则小球的初速度大小为(不计空气阻力,重力加 速度 210 /g m s ) A. 5 5 / 3 m s B.4m/s C.3 5 /m s D. 15 / 2 m s 6.如图所示,是一做匀变速直线运动的质点的位移-时间图像(x-t 图像),P(t1,x1) 为图像上一点,PQ为过 P点的切线,与 x轴交于点 Q,(0,x2)。则下列说法正确的是 A.t1时刻,质点的速率为 1 1 x t B.t1时刻,质点的速率为 1 2 1 x x t C.质点的加速度大小为 1 2 2 1 x x t D. 10 ~ t 时间内,质点的平均速度大小为 1 2 1 2 x x t 7.一正三角形导线框 ABC(高为 a)从图示位置沿 x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区 域。两磁场区域磁感应强度大小均为 B,磁场方向相反且均垂直于平面、宽度均为 a.则 感应电流 I与线框移动距离 x的关系图线可能是(以逆时针方向为感应电流的正方向) 8.宇航员站在某一星球上,将一个小球距离星球表面 h高度处由静止释放使其做自由 落体运动,经过 t时间后小球到达星球表面,已知该星球的半径为 R,引力常量为 G, 则下列选项正确的是( ) A.该星球的质量为 2 2 2hR Gt B.该星球表面的重力加速度为 22 h t C.该星球表面的第一宇宙速度为 2hR t D.该星球的密度为 2 3 2 h RGt 9.1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为 I型超导体,主要是金属 超导体,另一类称为 II型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体.I型超导 体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场 通过.现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流 I后放入匀强磁场中,如图所示.下列 说法正确的是( ) A.超导体的内部产生了热能 B.超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力 C.超导体表面上 a、b两点的电势关系为 a b D.超导体中电流 I越大,a、b两点的电势差越小 10.将阻值为非线性变化的滑动变阻器 R2 接入图甲的电路中,移动滑动变阻器滑动触 头改变接入电路中的电阻丝长度 x(x为图中 a与触头之间的距离),定值电阻 R1两端的 电压 U1与 x间的关系如图乙,a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点,在触头从 a移 到 b和从 b移到 c的这两过程中,下列说法正确的是 A.电流表 A示数变化量相等 B.电压表 V2的示数变化量不相等 C.从 a点到 b点电阻 R1的功率变化量较大 D.电源的输出功率均不断增大 11.质量为 2m的物块 A和质量为 m的物块 B 相互接触放在水平面上,如图所示,若 对 A施加水平推力 F,两物块沿水平反向做加速运动,关于 A 对 B的作用力,下列说 法中正确的是 A.若水平地面光滑,物块 A对 B的作用力大小为 F B.若水平地面光滑,物块 A对 B的作用力大小为 F/3 C.若物块 A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物体 A对 B的作用力大 小为μmg D.若物块 A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物体 A对 B的作用力大 小为 2 3 F mg 12.如图所示,处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中的矩形线框 MNPQ,以恒定的角速度绕对角线 NQ转动.已知MN长为 l1,NP长为 l2,线框电阻 为 R.t=0时刻线框平面与纸面重合,下列说法正确的是( ) A.矩形线框产生的感应电动势有效值为 1 2 2 2 Bl l B.矩形线框转过π时的电流强度为零 C.矩形线框转动一周,通过线框任意横截面电荷量为 1 2Bl l R D.矩形线框转过π过程中产生的热量为 2 2 2 1 2 2 B l l R 二、实验题 13.某活动小组利用如图所示的装置测定物块 A与桌面间的最大静摩擦力,步骤如下: ①按图组装好器材,使连接物块 A的细线与水平桌面平行; ②缓慢向矿泉水瓶内加水,直至物块 A恰好开始运动; ③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量 m; ④用天平测出物块 A的质量M; (1)该小组根据以上过程测得的物块 A与桌面间的最大静摩擦力为______,本小组采 用注水法的好处是__________________________________________.(当地重力加速度 为 g) (2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块 A与桌面间的动摩擦因数为______. 14.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含有多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废 水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω•m).如图甲所示为该同 学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成, 左右两侧带有接线柱.容器内表面长 a=40cm,宽 b=20cm,高 c=10cm.将水样注满容 器后,用多用电表粗糙水样电阻约为 2750Ω。 (1)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材: A.电流表(量程 5mA,电阻 RA约为 20Ω) B.电压表(量程 15V,电阻 RV约为 10kΩ) C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流 1A) D.电源(12V,内阻约 10Ω) E.开关一只、导线若干 请在图乙实物图中完成电路连接. (2)正确连接电路后,闭合开关,测得一组 U、I数据;再调节滑动变阻器,测出一系 列数据如下表所示,请在如图丙所示的坐标纸中作出 U-I关系图线. (3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为_________Ω•m.据此可知,所测水 样在电阻率这一指标上_______(选填“达标”或“不达标”)。 三、计算题 15.如图所示,竖直半圆形光滑轨道 BC 与水平面 AB 相切,AB 间距离 x=1m,质量 m=0.1kg的小滑块 1放在半圆形轨道底端的 B点,另一质量也为 m=0.1kg的小滑块 2, 从 A点以 0 2 10 /v m s 的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后 两滑块粘在一起滑上半圆形轨道.已知滑块 2与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重 力加速度 g=10m/s2.两滑块均可视为质点.求: (1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小 v; (2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能△E; (3)半圆环轨道的半径 R. 16.如图所示,两根半径为 r的四分之一圆弧轨道间距为 L,其顶端 a、b与圆心处等高, 轨道光滑且电阻不计,在其上端连有一阻值为 R的电阻,整个装置处于辐向磁场中,圆 弧轨道所在处的磁感应强度大小均为 B.将一根长度稍大于 L、质量为 m、电阻为 R0 的金属棒从轨道顶端 ab处由静止释放.已知当金属棒到达如图所示的 cd位置(金属棒 与轨道圆心连线和水平面夹角为θ)时,金属棒的速度达到最大;当金属棒到达轨道底 端 ef时,对轨道的压力为 1.5mg.求: (1)当金属棒的速度最大时,流经电阻 R的电流大小和方向; (2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻 R的电量. (3)金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻 R上产生的热量. 17.如图所示,在竖直平面内建立坐标系 xoy,第 I象限坐标为(x,d)位置处有一微 粒发射器 P,第 II、III、IV象限有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场。某 时刻微粒发射器 P沿 x轴负方向以某一初速度发出一个质量为 m、电荷量为 q的带正电 微粒。微粒从 2 dy 处经过 y轴且速度方向与 y轴负方向成 45°角。其后微粒在匀强磁 场中偏转后垂直 x 轴返回第 I 象限。已知第 II、III、IV 象限内匀强电场的电场强度 mgE q 。重力加速度为 g,求: (1)微粒刚从发射器射出时的初速度及微粒发射器 P的横坐标 x; (2)微粒从发射器射出到返回第 I象限上升到最高点所用的总时间。 选考题 18.【物理选修 3-3】(1)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是________- A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 B.外界对物体做功,物体内能一定增加 C.温度越高,布朗运动越明显 D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小 E.当分子间作用力表现为斥力时分子势能随分子间距离的减小而增大 (2)一粗细均匀的 J形玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上, 短臂内封有一定质量的理想气体,初始状态时管内各段长度如图(a)所标,密闭气体 的温度为 27℃.大气压强为 75cmHg,求: ①若沿长臂的管壁缓慢加入 5cm的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持 原来的长度,应使气体的温度变为多少? ②在第①小题的情况下,再使玻璃管沿绕过 O 点的水平轴在竖直平面内逆时针转过 180°,稳定后密闭气体的长度变为多大? ③在图乙所给的 p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。 19.【物理选修 3-4】(1)一振动周期为 T,位于 x=0处的波源从平衡位置开始演 y轴正 方向做简谐运动,该波源产生的简谐横波演 x轴正方向传播,波速为 v,关于在 3 2 vTx 处的质点 P,下列说法正确的是 A.质点 P振动周期为 T,速度的最大值为 v B.若某时刻质点 P的速度方向沿 y轴负方向,则该时刻波源速度方向沿 y轴正方向 C.质点 P开始振动的方向沿 y轴正方向 D.当 P开始振动后,若某时刻波源在波峰,则质点 P一定在波谷 E.若某时刻波源在波谷,则质点 P也一定在波谷 (2)如图所示,一束平行光以 45°的入射角照射到半径为 R的半圆柱形玻璃砖的上表 面,已知玻璃砖对平行光的折射率为 2 。 ①圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角θ是多少? ②能从圆柱面射出的光线中,在玻璃砖中传播时间为多少?(光在真空中的速度为 c) 1D 2D 3C 4B 5C 6B 7C 8ACD 9BC 10AC 11BD 12ABD 13、(1)mg;可使物块 A所受拉力连续增加,使测量更加准确;(2) m M 14、(1)如图 1所示;(2)如图 2所示(3)137(134~140);不达标 15、(1)滑块 2 从 A 运动到 B,设滑块 2 在 B 点的速度为 1v ,由动能定理可得 2 2 1 0 1 1 2 2 mgx mv mv ,解得 1 6 /v m s 在 B点,滑块 2与滑块 1发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律可得 1 2mv mv ,解得 3 /v m s ( 2 ) 滑 块 2 与 滑 块 1 在 B 点 发 生 完 全 非 弹 性 碰 撞 , 由 能 量 守 恒 可 得 2 2 1 1 1 2 2 2 E mv m v ,解得 0.9JE ( 3 ) 碰 后 两 物 块 沿 圆 弧 轨 道 上 升 到 C 点 的 过 程 中 机 械 能 守 恒 2 21 12 2 2 2 2 2 Cmv mg R mv 2 2 2 Cvmg m R ,解得 R=0.18m 16、(1)金属棒速度最大,在轨道切线方向所受合力为零,则有: cosmg BIL 解得 cosmgI BL ,流经 R的电流方向为 a→R→b ( 2) 金 属 棒 滑 到 轨 道 底 端 的 整 个 过 程 中 , 穿 过 回 路 的 磁 通 量 变 化 量 为 2 BL rBS 平均电动势为 E t ,平均电流为 0 EI R R 则流经电阻 R的电量: 0 02 BL rq It R R R R (3)在轨道最低点时,由牛顿第二定律可得 2 N vF mg m r 有能量转化和守恒可得 21 3 2 4 Q mgr mv mgr 电阻 R上发热量为 0 0 3 4R R mgrRQ Q R R R R 17、(1)带电微粒从发射器射出后做平抛运动,设初速度为 0v 沿水平方向, 0 1x v t ,沿竖直方向 2 1 1 1 2 2 d gt , 0 tan 45 yv v , 1yv gt 联立解得 1 dt g (2)如图所示,带电微粒进入垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中,受 竖直向上的电场力,qE=mg 在洛伦兹力作用下匀速圆周运动,有 2vqvB m r 微粒在匀强磁场中运动的线速度 02 2v v gd 由几何关系可得,微粒做匀速圆周运动的半径 2 2 R d 微粒在匀强磁场中运动的时间 2 5 8 Tt 其中周期 2 mT qB ,联立解得 2 5 8 dt g 设微粒返回到第 I象限后上升到最大高度所用时间 3 2v dt g g 所以,微粒从射出到返回第 I象限上升到最高点所用的总时间 1 2 3 5 2 5(1 2 ) 8 8 d d d dt t t t g g g g 18、(1)ACE(2)①已知 1 0 75p p cmHg , 1 (273 27) 300T K K 2 0 5 80cmHp mgp c Hg ,由 1 2 1 2 p p T T ,解得 2 320T K ②假设玻璃管旋转 180°后短臂内无水银,水平管内水银柱长为 x,则有 2 80p cmHg , 3 0 10 10 10 5 40p p x cmHg x cmHg , 3 18 10 10 38V S x S x cmHg 由 32 32Vp p V 可得80 18 (40 )(38 )x x 解得 x=8cm,与假设相符,故假设成立,则密闭气体的长度为 18+10+10-x=30cm ③ 3 48p cmHg ,变化过程如图所示 19、(1)BCD(2)①作出光路图,如图所示: 由折射定律有 sin sin in ,得 sin 1sin 2 i n ,得 30 如果光线 EA刚好在 A点发生全反射,则有 sin 90 sin n EAO 既有 45EAO ,此时 75EOA 因 EA与 OB平行,所以 45EAO AOB , 如果光线 FC刚好在 C点发生全反射,则有 45FCO ,此时 15FOC 故 知 圆 柱 面 上 光 线 能 够 射 出 的 区 域 所 对 的 圆 心 角 180 180 75 15 90EOA FOC ②能从圆柱面射出的光线中,光线在玻璃砖中传播的最长距离 sin 60 Rs 光线在玻璃砖中传播的速度 cv n 光线在玻璃砖中传播的最长时间 2 6 3 s Rt v c 查看更多