物理卷·2018届河北省定州中学高三（承智班）上学期期末考试（2018-01）

物理卷·2018届河北省定州中学高三（承智班）上学期期末考试（2018-01）

河北定州中学 2017—2018 学年度第一学期期末考试 高三年级 物理试卷 一、选择题 1．亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员 成功将其驱离。假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的 V—t 图象如图所示，设运动过程中 海盗快艇所受阻力不变。则下列说法正确的是 A. 海盗快艇在 0～66s 内从静止出发做加速度增大的加速直线运动 B. 海盗快艇在 96s 末开始调头逃离 C. 海盗快艇在 66s 末离商船最近 D. 海盗快艇在 96s～116s 内做匀减速直线运动 2．2．一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第 1s 内磁感线垂直 于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系如 图乙所示，那么第 3s 内金属圈中( ) A. 感应电流逐渐增大，沿逆时针方向 B. 感应电流恒定，沿顺时针方向 C. 圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心 D. 圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心 3．如图所示，物体 A、B 用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮．A 静止在倾角为 45°的粗糙斜面 上，B 悬挂着．已知质量 mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由 45°减小到 30°，那么 下列说法中正确的是（ ） A. 弹簧的弹力将增大 B. 物体 A 对斜面的压力将增大 C. 物体 A 受到的静摩擦力将减小 D. 物体 A 可能被拉动 4．如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压 恒为 U0 的交变电源上。当 S 断开时，L1、L2、L3 三只灯泡均正常发光；若闭合 S，已知灯泡 都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则 A. 灯泡 L1 变亮 B. 灯泡 L2 变亮 C. 灯泡 L3 亮度不变 D. 灯泡 L4 正常发光 5．某地区的地下发现了天然气资源，如图所示，在水平地面 P 点的正下方有一球形空腔区 域内储藏有天然气.假设该地区岩石均匀分布且密度为 ρ，天然气的密度远小于 ρ，可忽略不 计.如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为 g；由于空腔的存在，现测得 P 点处 的重力加速度大小为 kg(k<1).已知引力常量为 G，球形空腔的球心深度为 d，则此球形空腔 的体积是(　　) A. B. C. D. 6．如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板 a、b，相距为 d，a、b 间的电场强度为 E， 今有一带正电的微粒从 a 板下边缘以初速度 v0 竖直向上射入电场，当它飞到 b 板时，速度 大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为 d 的狭缝进入 bc 区域，bc 区域的宽度 也为 d，所加电场的场强大小为 E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁 kgd Gρ 2kgd Gρ ( )1 k gd Gρ − ( ) 21 k gd Gρ − 感应强度大小等于 ，重力加速度为 g，则下列关于微粒运动的说法正确的是(　　) A. 微粒在 ab 区域的运动时间为 B. 微粒在 bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径 r＝2d C. 微粒在 bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为 D. 微粒在 ab、bc 区域中运动的总时间为 7．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道 3．轨道 1、2 相切于 Q 点，轨道 2、3 相切于 P 点，则 A. 卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 B. 卫星在轨道 3 上的角速度等于在轨道 1 上的角速度 C. 卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的速率小于它在轨道 2 上经过 Q 点时的速率 D. 卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度大于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度 8．如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电 场、静电分析器、磁分析器、收集器.静电分析器通道中心线半径为 R,通道内有均匀辐射电 场,在中心线处的电场强度大小为 E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为 B 的 匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为 m、电荷量为 q 的 正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线 MN 做匀速圆 0 E v 0v g 06 d v π ( ) 0 6 3 d v π + 周运动,而后由 P 点进入磁分析器中,最终经过 Q 点进入收集器.下列说法中正确的是(　　) A. 磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内 B. 加速电场中的加速电压 U=ER/2 C. 磁分析器中圆心 O2 到 Q 点的距离 d= D. 任何离子若能到达 P 点,则一定能进入收集器 9．如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为 L，导轨电阻不计，左端接有阻值为 R 的电 阻，导轨处在磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为 m、电阻不计的导 体棒 ab，在垂直导体棒的水平恒力 F 作用下，由静止开始运动，经过时间 t，导体棒 ab 刚 好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列 说法正确的是 A. 导体棒 ab 刚好匀速运动时的速度 B.通过电阻的电荷量 C. 导体棒的位移 D. 电阻放出的焦耳热 10．如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为 30°，圆盘绕 垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离 L 处有一小物体与圆盘保 1 2mER B q 2 2 FRv B L = 2 Ftq BL = 2 2 2 4 4 FtRB L mFRx B L −= 2 2 2 2 2 4 4 2 3 2 tRF B L mF RQ B L −= 持相对静止，当圆盘的角速度为 ω 时，小物块刚要滑动。物体与盘面间的动摩擦因数为 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，该星球的半径为 R，引力常量为 G，下列说法正确的是 （） A. 这个行星的质量 B. 这个行星的第一宇宙速度 C. 这个行星的同步卫星的周期是 D. 离行星表面距离为 R 的地方的重力加速度为 11．如图甲所示，倾角为 θ 的光滑斜面固定在水平面上，劲度系数为 k 的轻弹簧，下端固 定在斜面底端，上端与质量为 m 的物块 A 连接，A 的右侧紧靠一质量为 m 的物块 B，但 B 与 A 不粘连。初始时两物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力 F 作用在 B，使 B 做加速度为 a 的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的 v-t 图象如图乙所示，t1 时刻 A、B 的图线相切， t2 时刻对应 A 图线的最高点，重力加速度为 g，则 A. B. t2 时刻，弹簧形变量为 C. t2 时刻弹簧恢复到原长，物块 A 达到速度最大值 D. 从开始到 t1 时刻，拉力 F 做的功比弹簧释放的势能少 12．如右图所示，M、N 两物体叠放在一起，在恒力 F 作用下，一起向上做匀加速直线运动， 3 2 2 24 R LM G ω= 1 2v LRω= R L π ω 22 Lω ( ) 1 2 sinm g at ak θ += sinmg k θ ( )2sinmg ma k θ − 则关于两物体受力情况的说法正确的是（ ） A. 物体 M 一定受到 4 个力 B. 物体 N 可能受到 4 个力 C. 物体 M 与墙之间一定有弹力和摩擦力 D. 物体 M 与 N 之间一定有摩擦力 13．如图甲所示，间距为 L 的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B，轨道左侧连接一定值电阻 R．垂直导轨的导体棒 ab 在水平外力 F 作用下沿导轨运动，F 随 t 变化的规律如乙图所示。在 0~t0 时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。乙图中 t0、 F1、F2 为已知，棒和轨道的电阻不计。则 A. 在 t0 以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B. 在 t0 以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动 C. 在 0～t0 时间内，导体棒的加速度大小为 D. 在 0~t0 时间内，通过导体棒横截面的电量为 14．如图所示，金属杆 ab、cd 置于足够长的平行轨道 MN、PQ 上，可沿轨道滑动，轨道所 在的空间有竖直向上匀强磁场，导轨电阻不计。则下面说法中正确的是 A. 若轨道光滑，给 ab 一初速度 v0，则最终 ab、cd 一定做匀速运动且速度大小均为 0.5v0 B. 若轨道光滑，给 ab 施加一个垂直于 ab 的恒定外力作用，则最终二者一定做匀加速运动， 且速度差恒定 C. 若轨道粗糙，给 ab 施加一个垂直于 ab 的恒定外力作用，则最终二者一定做匀加速运动， 且速度差恒定 D. 若将 cd 换成固定于 MN、PQ 间的一电容器，且轨道光滑，给 ab 施加一个垂直于 ab 的恒 定外力，则最终 ab 一定做匀加速直线运动 15．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为 1:2，两端共接有 4 个电阻，其中 R1=R0， R2=2R0，R3=R4=4R0，现将 a、b 两端接在交流电源上，则下列说法中正确的是（ ） A. R1 消耗的电功率为 R2 消耗的电功率的 2 倍。 B. 流过 R1 的电流有效值等于流过 R3 的电流有效值。 C. R2 两端的电压有效值是 R3 两端电压有效值的 2 倍 D. 流过 R2 的电流有效值流过是 R4 电流有效值的 2 倍 16．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（ ） 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 R 的电流方向由 Q 指向 N C. 金属棒在 a→b 与 b→c 过程中通过电阻 R 的电荷量相等 D. 金属棒在 a 处的速度 v1 是其在 b 处速度 v2 的 倍 17．如图所示,一轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面的最大静摩擦力和滑动 摩擦力都为 f,弹簧无形变时,物块位于 O 点.每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放, 释放时弹力 F 大于 f,物体沿水平面滑动一段路程直到停止.下列说法中正确的是(　　) A. 释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功 B. 每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变 C. 物块能返回到 O 点右侧的临界条件为 F>3f D. 物块能返回到 O 点右侧的临界条件为 F>4f 18．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以 恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将 m=1 kg 的货物放在传送带上的 A 端，经过 1.2 s 到 达传送带的 B 端。用速度传感器测得货物与传送带的速度 v 随时间 t 变化的图象如图乙所示。 已知重力加速度 ，则可知 A. 货物与传送带间的动摩擦因数为 0.5 B. A、B 两点的距离为 2.4 m 210m/sg = C. 货物从 A 运动到 B 过程中，传送带对货物做功的大小为 12.8 J D. 货物从 A 运动到 B 过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为 4.8 J 19．如图所示,E 为电源,R 为电阻,D 为理想二极管,P 和 Q 构成一理想电容器,M、N 为输出端, 让薄金属片 P 以图示位置为中心在虚线范围内左右做周期性往复运动,而 Q 固定不动.下列 说法中正确的是(　　) A. P 每次向右运动,电容器的电容就会增大 B. P 每次向左运动,电容器的电压就会增大 C. 随着 P 的左右运动,两板间电场强度最终会保持不变 D. 随着 P 的左右运动,输出端会有周期性脉冲电压输出 20．根据实际需要，磁铁可以制造成多种形状，如图就是一根很长的光滑圆柱形磁棒，在它 的侧面有均匀向外的辐射状磁场。现将磁棒竖直固定在水平地面上，磁棒外套有一个粗细均 匀的圆形金属线圈，金属线圈的质量为 m，半径为 R，电阻为 r，金属线圈所在位置的磁场 的磁感应强度大小为 B。让金属线圈从磁棒上端由静止释放，经一段时间后与水平地面相碰 (碰前金属线圈已达最大速度)并原速率反弹，又经时间 t，上升到距离地面高度为 h 处速度 减小到零。下列说法中正确的是 A. 金属线圈与地面撞击前的速度大小 B. 撞 击 反 弹 后 上 升 到 最 高 处 h 的 过 程 中 ， 通 过 金 属 线 圈 某 一 截 面 的 电 荷 量 C. 撞击反弹后上升到最高处 h 的过程中，通过金属线圈某一截面的电荷量 D. 撞击反弹后上升到最高处 h 的过程中，金属线圈中产生的焦耳热 2 2 24 mgr B Rπ 2 3 3 38 2 m gr mgt B R BRπ π− 2 3 3 38 m gr mgt B R BRπ π− 3 2 2 4 4 432 m g r mghB Rπ − 二、实验题 21．如图所示，在水平放置的气垫导轨（能大幅度的减少摩擦阻力）上有一带有方盒的滑块， 质量为 M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有 6 个钩码，设每个钩码的质量为 m，且 M=4m． （1）用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，读数如图所示，则宽度 d=_________cm； （2）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为 t，则滑 块通过光电门的速度为___________(用题中所给字母表示)； （3）开始实验时，细线另一端挂有 6 个钩码，由静止释放后细线上的拉力为 F1，接着每次 实验时将 1 个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩 3 个钩码时细线上的拉力为 F2，则 F1 _________2F2（填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为 L，悬挂着的 钩码的个数为 n，测出每次挡光片通过光电门的时间为 t，测出多组数据，并绘出 图 像，已知图线斜率为 k，则当地重力加速度为________（用题中字母表示）． 三、解答题 22．如图所示，足够长的水平轨道左侧 b1b2﹣c1c2 部分轨道间距为 2L，右侧 c1c2﹣d1d2 部分 的轨道间距为 L，曲线轨道与水平轨道相切于 b1b2 ， 所有轨道均光滑且电阻不计．在水 平轨道内有斜向下与竖直方向成 θ=37°的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=0.1T．质量为 2 1n t − M=0.2kg 的金属棒 B 垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上，质量为 m=0.1kg 的导体棒 A 自曲 线轨道上 a1a2 处由静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触， A 棒总在宽轨上运动，B 棒总在窄轨上运动．已知：两金属棒接入电路的有效电阻均为 R=0.2Ω，h=0.2m，L=0.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2 求： （1）金属棒 A 滑到 b1b2 处时的速度大小； （2）金属棒 B 匀速运动的速度大小； （3）在两棒整个的运动过程中通过金属棒 A 某截面的电量； （4）在两棒整个的运动过程中金属棒 A、B 在水平导轨间扫过的面积之差． 参考答案 1．B 2．D 3．BC 4．A 5．D 6．ABD 7．C 8．B 9．ACD 10．AB 11．BD 12．AD 13．BD 14．BD 15．AD 16．BC 17．BD 18．AD 19．ABC 20．ABD 21． （1）0.520cm； （2）d/t； （3）小于； （4）5d2/kL （1）游标卡尺的主尺读数为 5mm，游标读数为 0.05×4mm=0.20mm，则最终读数为 5.20mm=0.520cm． （2）极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则滑块通过光电门的速度 ． （3）对整体分析， ，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得， F1=Ma1=4m×0.6g=2.4mg， ，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得， F2=7ma2=2.1mg，知 F1＜2F2． dv t = 1 6 0.66 mga gM m+＝ ＝ 2 3 0.310 mga gmg ＝ ＝ （4）滑块通过光电门的速度 ，根据 v2=2aL 得， ， 因为 ，代入解得 ， 图线的斜率 ，解得 ． 22．（1）2m/s （2）0.44 m/s （3）5.56C （4）27.8m2 A 棒在曲轨道上下滑，由机械能守恒定律得： mgh= mv02…① 得：v0= （2）选取水平向右为正方向，对 A、B 利用动量定理可得： 对 B：FB 安 cosθ•t=MvB …② 对 A：﹣FA 安 cosθ•t=mvA﹣mv0…③ 其中 FA 安=2FB 安 …④ 由上知：mv0﹣mvA=2MvB 两棒最后匀速时，电路中无电流：有 BLvB=2BLvA 得：vB=2vA …⑤ 联立后两式得：vB= v0=0.44 m/s （3）在 B 加速过程中：∑（Bcosθ）iL△t=MvB﹣0…⑥ q=∑it…⑦ 得：q= C≈5.56C （4）据法拉第电磁感应定律有：E= …⑧ 其中磁通量变化量：△∅=B△Scosθ…⑨ 电路中的电流：I= …⑩ 通过截面的电荷量：q=It（11） 得：△S= m2≈27.8m2 dv t = 2 2 2d aLt ＝ 10 10 nmg nga m = ＝ 2 2 5dn gLt ＝ 25dk gL = 25dg kL = 1 2 2 2 10 0.2 / 2 /gh m s m s= × × = 2 9 50 9 t ϕ∆ ∆ 2 E R 250 9