江苏省无锡市2017届高三上学期期末考试物理试题

江苏省无锡市2017届高三上学期期末考试物理试题

无锡市2016年秋学期高三期末考试试卷 物 理　　‎ 一．单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.如图，物块静置于倾斜角为θ的斜面上。对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力F，斜面和物块均保持静止，地面受到的摩擦力大小为f。若将F大小不变地改为沿斜面向上，斜面和物块仍保持静止，则地面受到的摩擦力大小为 A. fsinθ B. fcosθ C. ftanθ D. ‎ ‎2.据《当代天文学》2016年11月17日报道，被命名为“开普勒11145123”的恒星距离地球5000光年，其赤道直径和两极直径仅相差6公里，是迄今为止被发现的最圆天体。若该恒星的体积与太阳的体积之比约为k1，该恒星的平均密度与太阳的平均密度之比约为k2，则该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比约为 ‎ A. B. C. D.‎ ‎~‎ ‎1‎ ‎2‎ S R L C 甲 乙 丙 ‎3.如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时 ‎ A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮，丙灯不亮 C.甲灯比乙灯暗，丙灯不亮 ‎ D.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮 a θ ‎4.如图，载货车厢通过悬臂固定在缆绳上，缆绳与水平方向夹角为θ，当缆绳带动车厢以加速度a匀加速向上运动时，货物在车厢中与车厢相对静止，则货物与车厢的滑动摩擦系数至少为（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g）‎ A. B. C. D. ‎ ‎5.一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向等大电流，在两线圈圆心连线上取A、B、C三点，使得AO1＝O1B＝BO2＝O2C，A、B两点的磁感应强度分别为BA和BB，若仅将线圈O2中电流反向（大小不变），则C点的磁感应强度大小变为BC ‎，下列说法正确的是 A. BC=BB-BA，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向 B. BC=BB-BA，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向 C. BC=2BA-BB，开始时A与C磁场同向，后来A与C磁场反向 D. BC=2BA-BB，开始时A与C磁场反向，后来A与C磁场同向 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分。‎ ‎6．如图所示，在水平桌面上有个金属圆环，在它圆心正上方有一个条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定 A.环将产生俯视逆时针的感应电流 B.环有缩小面积的趋势 C.环对桌面的压力将增大 D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 ‎7.如图所示，一束平行光垂直斜面照射，从斜面底部O以初速度v0抛出一物块落到斜面上P点，不计空气阻力。则 A.物块做匀变速运动 B.物块速度最小时离斜面最远 ‎ C.物块在斜面上的投影匀速移动 ‎ D.物块在斜面上的投影匀变速移动 ‎8.如图所示，一电场的电场线关于y轴（沿竖直方向）对称分布，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点与M点纵坐标相等。则 A.M点的电势高于P点的电势 B.将负电荷由O点移动到 P 点，电势能增加 C.M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差 v O t D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做匀加速直线运动 ‎9.如图，对离地一定高度的物体施加一个竖直向上的拉力，物体在竖直方向上运动，其速率-时间关系大致图线如图，以地面为零势能面，忽略空气阻力，物体的机械能随运动距离的变化关系大致图线可能是下图中的 ‎ E E E E O x O x O x O x ‎ A B C D 三．简答题：本题共2小题，共计18分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎2‎ ‎1‎ S2‎ A R2‎ R1‎ S1‎ ‎10.（10分）电阻率的倒数称为电导率，是反映物质导电特性的物理量。某同学利用如图电路研究一定温度下自来水的电导率。其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门以控制管内水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。R1和R2分别是滑动变阻器和电阻箱，S1和S2分别是单刀开关和单刀双掷开关，A为电流表。‎ ‎（1）将S2拨向接点1，接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到适当位置，记下此时的读数I；然后将S2拨向接点2，调节R2，使 ▲ ，记下此时R2的读数为R0，则此时自来水的电阻值为R= ▲ ；‎ ‎（2）要研究电导率，可用如图游标卡尺的 ▲ 部分（选填“A”、“B”、“C”）测量玻璃管内径，其内径为▲ mm，进而确定水柱的横截面积。‎ ‎（3）实验中将玻璃管充满自来水，玻璃管内径为d，改变水柱长度l，测得对应的电阻R。作出R-l关系如图，若此图线的斜率为k，则该温度下自来水的电导率为__ ▲__。‎ R O l ‎ ‎11.（8分）如图，装有两个光电门的木板固定在水平桌面上，带有窄遮光片（宽度为d）的滑块被一端固定的弹簧经压缩后弹开，依次经过两光电门。光电门有两种计时功能，既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t，又可以分别记录在两光电门处的遮光时间ΔtA和ΔtB。（在本题各次实验中，滑块运动到A前已脱离弹簧）‎ ‎（1）遮光片经过A时的速度大小为___▲___（选用d、t、ΔtA或ΔtB表示）‎ ‎（2）利用实验中测出的d、ΔtA、ΔtB和AB间距s，写出滑块与木板间的动摩擦因数表达式μ= _▲_ （重力加速度为g）‎ ‎（3）将光电门A固定，调节B的位置，每次都使物块将弹簧压到同一位置O后由静止释放，记录各次t值并测量AB间距s，作出s/t-t关系图线如图，该图线纵轴截距的物理意义是__▲ ，利用该图线可以求得滑块与木板间的动摩擦因数为μ= ▲_ （取重力加速度g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）‎ 四．计算题：本题共5小题，共计71分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎12.（12分）如图，t=0时，水平桌面上质量为m=1kg的滑块获得v0=2m/s的水平向右初速度，同时对滑块施加一个水平向左的恒定拉力，前2s内滑块的速度-时间关系图线如图。‎ ‎（1）求前2s内滑块的位移大小和方向；‎ ‎（2）分别求滑块所受拉力和摩擦力大小；‎ 图（a）‎ F v0‎ 图（b）‎ v/m·s-1‎ ‎2‎ O ‎-0.8‎ t/s ‎2‎ ‎1‎ ‎（3）若在t=2s时将拉力撤去，则撤力后滑块还能滑行多远距离？‎ ‎13.（12分）如图电路，电源电动势为E=3V，两个定值电阻阻值R1=R2=2Ω，电源内阻r=1Ω，电容器的电容值是C=20μF。电键全部闭合时，一颗带电油滴恰能在极板间静止。取重力加速度g=10m/s2，求 R1‎ R2‎ S1‎ S2‎ S3‎ E，r ‎（1）极板的带电量大小；‎ ‎（2）电源的效率；‎ ‎（3）断开开关S2时（认为电容器充放电过程极快完成）液滴的加速度的大小和方向。‎ ‎14.（15分）如图，足够长的光滑导轨固定在水平面内，间距L=1m，电阻不计，定值电阻R=1.5Ω。质量m=0.25kg、长度L=1m、电阻r=0.5Ω的导体棒AB静置在导轨上。现对导体棒施加一个平行于导轨、大小为F=1.25N的恒力，使得导体棒由静止开始运动。当棒运动到虚线位置时速度达到v0=2m/s。虚线右侧有一非匀强磁场，导体棒在里面运动时，所到位置的速度v（单位m/s）与该处磁感应强度B（单位T）在数值上恰好满足关系， 重力加速度g取l0m/s2。‎ R ‎（1）求导体棒刚进入磁场时，流经导体棒的电流大小和方向；‎ ‎（2）导体棒在磁场中是否做匀加速直线运动？若是，给出证明并求出加速度大小；若不是，请说明理由；‎ ‎（3）求导体棒在磁场中运动了t=1s的时间内，定值电阻R上产生的焦耳热。‎ ‎15.（16分）如图，质量为m=1kg的小滑块（视为质点）在半径为R=0.4m的1/4圆弧A端由静止开始释放，它运动到B点时速度为m/s。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长s=1m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦系数可在0≤μ≤1.5之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块通过C和D前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。‎ ‎（1）求滑块对B点的压力大小以及在AB上克服阻力所做的功；‎ C B O D θ A ‎（2）若设置μ=0，求质点从C运动到D的时间；‎ ‎（3）若最终滑块停在D点，求μ的取值范围。‎ ‎16.（16分）如图甲，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中施加一个如图乙所示的交变磁场（B0和T0未知），磁场方向向里为正。一个比荷为c的带正电的粒子从原点O以初速度v0沿+x方向入射，不计粒子重力。‎ ‎（1）若粒子从t=0时刻入射，在t＜的某时刻从点（l，）射出磁场，求B0大小；‎ ‎（2）若，且粒子从0≤t≤的任一时刻入射时，粒子离开磁场时的位置都不在y轴上，求T0的取值范围；‎ y o x l ‎2l B B0‎ t o ‎-B0‎ ‎（3）若，在x＞l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，粒子在t=0时刻入射，将在T0时刻沿+x方向进入电场，并最终从（0，2l）沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小以及粒子在电场中运动的路程。‎ 参考答案与试题解析 ‎1.‎ ‎【考点】共点力的平衡 ‎【解析】对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力，物块原来静止在斜面上，对整体受力分析，则有重力、支持力、推力和静摩擦力， 根据平衡条件，有：; 若将大小不变地改为沿斜面向上，整体受力分析，则有重力、支持力、静摩擦力和拉力， 由平衡条件得知： 那么地面受到的摩擦力大小为，故D正确，ABC错误； 故选：D．‎ ‎【答案】D ‎ ‎ ‎2.‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用 ‎【解析】由，有； 体积，得，所以 ‎， 该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比为：，故A正确，BCD错误； 故选：A ‎【答案】A ‎ ‎ ‎3.‎ ‎【考点】正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 ‎【解析】当单刀双掷开关接1时，即为交流，三个灯亮度相同，说明电感的感抗与电阻相同，当接2时，电感没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，乙灯亮度增加，即甲灯比乙灯暗，故C正确，ABD错误． 故选：C ‎【答案】C ‎ ‎ ‎4.‎ ‎【考点】牛顿运动定律、牛顿定律的应用 ‎【解析】设货物的质量为，以为研究对象进行受力分析，同时将加速度沿水平方向和竖直方向进行分解，如图所示， 则水平方向的加速度， 竖直方向的加速度大小为， 对于，在竖直方向根据牛顿第二定律可得：， 在水平方向根据牛顿第二定律可得：， 而， 联立解得：，B正确，ACD错误． 故选：B．‎ ‎【答案】B ‎ ‎ ‎5.‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律 ‎【解析】设，距离圆环，每个圆环单独产生的磁感应强度为，距离圆环处每个圆环单独产生的磁感应强度为，电流同向时，根据安培定则，两线圈产生的磁感应强度在中轴线上磁场向下，点的合磁感应强度，方向向下① 点的磁感应强度，方向向下② 电流反向时，线圈在点的磁场方向向下，线圈在点的磁场方向向上，合磁感应强度方向向下，③ 线圈在点的磁场方向向下，线圈在点的磁场方向向上，合磁感应强度方向向上， 联立①②③得，由上分析知，开始时与磁场同向，后来与磁场反向，A正确，BCD错误； 故选：A ‎【答案】A ‎ ‎ ‎6.‎ ‎【考点】实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）‎ ‎【解析】（1）将拨向接点1，接通，调节使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表读数；然后将拨向接点2，调节，使标准电流表的读数仍为，记下此时的读数为，则此时自来水的电阻值为； （2）游标卡尺来测量玻璃管内径应该用内爪．即部分．游标卡尺测内径时，主尺读数为，游标读数为，最后读数为． （3）从图3可知，，由电阻定律得：． 电阻率的倒数称为电导率，那么该温度下自来水的电导率为； 故【答案】为：（1）电流表读数为；（2）；20.30（3）． ‎ ‎【答案】（1）电流表读数为；（2）；20.30（3）‎ ‎ ‎ ‎7.‎ ‎【考点】实验：研究匀变速直线运动 ‎【解析】（1）遮光片经过时的速度大小 （2），，，，由以上两式可得 （3）与纵轴截距表示当时的速度，即档光片经过光电门时的速度；加速度为图线斜率的2倍，，。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）挡光片经过光电门时的速度；0.24（0.23-0.25均可）‎ ‎ ‎ ‎8‎ ‎【考点】楞次定律 ‎【解析】因为条形磁铁的极性不明，穿过环的磁场方向不明确，无法根据楞次定律判断感应电流磁场方向，插入过程中，穿过环的磁通量增加，根据楞次定律“来拒去留”，所以磁铁受到竖直向上的电磁作用力，故AD错误；当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近金属圆环时，通过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，圆环中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，阻碍磁铁的靠近，所以金属环对桌面的压力会增大，铝环还有收缩的趋势，以缩小面积来阻碍磁通量的增加．所以选项BC正确。故选：BC ‎【答案】BC ‎ ‎ ‎9‎ ‎【考点】抛体运动 ‎【解析】由题意可知，物块只受到重力，且速度与重力不共线，则物块做匀变速曲线运动，A正确；根据矢量的合成法则，则将速度分解成平行与垂直斜面方向，当垂直斜面方向的速度为零时，离斜面最远，B错误；将速度分解成平行与垂直斜面方向，平行斜面方向运动是匀减速直线运动，而垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动，C错误，D正确； 故选：AD．‎ ‎【答案】AD ‎ ‎ ‎10‎ ‎【考点】电势能、电势 ‎【解析】沿电场方向电势降低，点电势高于点电势，A选项正确；将负电荷由 点移到点，电场力做负功，电势能增加，B选项正确；段的场强小于段的场强，且，则、两点间的电势差小于、两点间的电势差，C选项正确；该电场为非匀强电场，带电粒子在电场中受电场力不恒定，故该粒子不能做匀加速直线运动，D选项错误。故选：ABC。‎ ‎【答案】ABC ‎11‎ ‎【考点】功能关系、机械能守恒定律及其应用 ‎【解析】根据图象的斜率等于加速度，可知，加速度不断减小．若物体向上运动，由牛顿第二定律得：，得，可知不断减小．对物体做正功，由功能原理知物体的机械能增大．根据功能关系有：，可知，图象的斜率大小等于拉力，减小，图象的斜率不断减小，D图是可能的．若物体向下运动，由牛顿第二定律得：，得，减小，可知不断增大．对物体做负功，由功能原理知物体的机械能减少．增大，图象的斜率不断增大，故C图是可能的．故AB错误，CD正确． 故选：CD ‎ ‎【答案】CD ‎ ‎ ‎12‎ ‎【考点】匀变速直线运动及其公式、图像牛顿运动定律、牛顿定律的应用 ‎【解析】（1）位移大小 方向与初速度方向相同。 （2）内加速度大小 内加速度大小 联立解得 （3）撤去拉力后，加速度大小为 还能滑行 ‎【答案】‎ ‎（1）,方向与初速度方向相同。（2）;（3）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎13‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律 ‎【解析】（1）回路电流 电容器两板间电压 电容器带电 （2）电源输出功率 电源总功率 电源效率 （3）设油滴带电，极板间距 开始时， 后来， 解得,竖直向上 ‎【答案】‎ ‎（1）（2）66.7%（3）,竖直向上 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎14‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律 ‎【解析】（1）当时， 感应电动势 感应电流,方向由向 （2）速度为时，磁感应强度为 感应电动势，感应电流，安培力 得到 ‎ 由题，，则安培力，导体棒所受合力，为恒力，所以做匀加速直线运动。 由，可得 （3）时，导体棒的速度 内，导体棒的位移 由动能定理， 由功能关系， 定值电阻上的焦耳热 代入数据，‎ ‎【答案】‎ ‎（1）,方向由向（2）做匀加速直线运动。（3）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎15‎ ‎【考点】动能和动能定理 ‎【解析】（1）在点，，解得 由牛顿第三定律， 从到，由动能定理， 得到 （2）在间运动，有，加速度 匀变速运动规律，取合理根，得 （3）最终滑块停在点有两种可能： a、滑块恰好能从下滑到。 则有，得到 b、滑块在斜面和水平地面间多次反复运动，最终静止于点。 当滑块恰好能返回： 得到 当滑块恰好能静止在斜面上，则有，得到 ‎ 所以，当，滑块在和水平地面间多次反复运动，最终静止于点。 综上所述，的取值范围是或。‎ ‎【答案】‎ ‎（1）（2）（3）或 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【解析】（1）在磁场中， 由几何关系，有，解得 因此 （2）粒子运动的半径为，临界情况为粒子从时刻入射，并且轨迹恰好与轴相切，如图。 圆周运动的周期 由几何关系， 内，粒子转过的圆心角为 对应运动时间 应满足 ‎ 联立可得 （3）运动轨迹如图。 由题， 得到 在电场中，,往返一次用时 应有 可得，（0，1，2…） 运动路程，（0，1，2…）‎ ‎【答案】‎ ‎（1）（2）（3），（）‎