河北省定州中学2018届高三（高补班）上学期期中考试物理

河北定州中学2017—2018学年度第一学期期中考试

高四年级 物理试卷

一、选择题

1．如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN之间加上高压直流电源，其间产生强非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而加速干燥，如图所示虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，则下列说法正确的是（ ）

1. 水分子在B点时，水分子带正电一端受到的电场力与带负电荷一端受到电场力大小不相等
2. 水分子沿轨迹ABCD运动过程中电场力始终做正功
3. 水分子沿轨迹ABCD运动过程中电势能先减少后增加
4. 如果把高压直流电源的正负极反接，水分子从A处开始将向下运动

2．如图所示，在绕中心轴转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动，在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的是

1. 物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变
2. 物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了
3. 物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零
4. 物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变

3．如图，一半径为R的球面固定于水平面的A点，顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v₀，则

1. 若，则物块落地点离A点
2. 若球面是粗糙的，当时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离开球面
3. 若，则物块落地点离A点为R
4. 若，则物块落地点离A点至少为2R

4．如右图为一列简谐横波的波形图，其中虚线是t₁=0.01s时的波形，实线是t₂=0.02s时的波形，已知t₂−t₁=。关于这列波，下列说法中正确的是

1. 该波的传播速度可能是600m/s
2. 从t₁时刻开始，经0.1s质点P通过的路程为0.8m
3. 若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25Hz
4. 遇到宽约3m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象

5．图13甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图14-26乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起，下列说法中正确的是( )．

1. 经过0.05 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
2. 经过0.05 s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度
3. 经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向
4. 经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向

6．如右图所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行。由光源S发出的一束白光沿半圆半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上。在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带。当玻璃砖转动角度大于某一值，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是 （　　）

1. 左红右紫，红光 B. 左红右紫，紫光

C. 左紫右红，红光 D. 左紫右红，紫光

7．如图a所示，小物体从竖直弹簧上方离地高h₁处由静止释放，其动能E_k与离地高度h的关系如图b所示．其中高度从h₁下降到h₂，图象为直线，其余部分为曲线，h₃对应图象的最高点，轻弹簧劲度系数为k，小物体质量为m，重力加速度为g。以下说法正确的是（ ）

1. 小物体下降至高度h₃时，弹簧形变量为0
2. 小物体下落至高度h₅时，加速度为0
3. 小物体从高度h₂下降到h₄，弹簧的弹性势能增加了
4. 小物体从高度h₁下降到h₅，弹簧的最大弹性势能为

8．如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1m处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E_k-h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g =10m/s²，由图象可知

1. 小滑块的质量为0.1kg
2. 轻弹簧原长为0.2m
3. 弹簧最大弹性势能为0.5J
4. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J

9．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由静止下落到刚完全穿过匀强磁场区域过程的v－t图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是( )

1. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
2. 金属线框的边长为v₁（t₂－t₁）
3. 磁场的磁感应强度为
4. 金属线框在0～t₄的时间内所产生的热量为

10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）

1. 小灯泡L₁、L₂均变暗
2. 小灯泡L₁变亮，小灯泡L₂变暗
3. 电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
4. 电流表A的读数变大，电压表V的读数变小

11．如图所示，质量为M的薄木板静止在粗糙水平桌面上，木板上放置一质量为m的木块。已知m与M之间的动摩擦因数为μ，m、M与桌面间的动摩擦因数均为2μ。现对M施一水平恒力F，将M从m下方拉出，而m恰好没滑出桌面，则在上述过程中

1. 水平恒力F一定大于3μ(m+M)g
2. m在M上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等
3. M对m的冲量大小与桌面对m的冲量大小相等
4. 若增大水平恒力F，木块有可能滑出桌面

12．如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(　　)

1. z正向，B.y正向,C.z负向， D. 沿悬线向上，

13．如图所示，在电阻不计的边长为L的正方形金属框abcd的cd边上接 两个相同的电阻，平行金属板e和f通过导线与金属框相连，金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场，同一时刻各点的磁感应强度B大小相等，B随时间t均匀增加，已知，磁场区域面积是金属框面积的二分之一，金属板长为L，板间距离为L。质量为m，电荷量为q的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入，刚好从f板右边缘射出。不计粒子重力，忽略边缘效应。则

1. 金属框中感应电流方向为abcda
2. 粒子带正电
3. 粒子初速度为
4. 粒子在e、f间运动增加的动能为

14．如图所示，质量均为m的带同种电荷的小球A、B，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T₁，A球所受库仑力为F₁；现把A球所带电量减少，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T₂，A球所受库仑力为F₂，则下列关于T₁与T₂、F₁与F₂大小之间的关系，正确的是( )

1. B.C.D.

15．如图，闭合铜制线框用细线悬挂，静止时其下半部分位于与线框平面垂直的磁场中。若将细线剪断后线框仍能静止在原处，则磁场的的磁感应强度B随时间t变化规律可能的是

1. B.C.D.

16．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

1. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
2. 卫星在轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度
3. 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
4. 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

17．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

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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

18．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（ ）

1. R₁消耗的电功率为R₂消耗的电功率的2倍。
2. 流过R₁的电流有效值等于流过R₃的电流有效值。
3. R₂两端的电压有效值是R₃两端电压有效值的2倍
4. 流过R₂的电流有效值流过是R₄电流有效值的2倍

19．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（ ）

1. 金属棒运动到a处时的加速度大小为
2. 金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由Q指向N
3. 金属棒在a→b与b→c过程中通过电阻R的电荷量相等
4. 金属棒在a处的速度v₁是其在b处速度v₂的倍

20．如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v₀，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大，重力加速度为g，则（ ）

1. 若乙的速度为v₀,工件在乙上侧向( 垂直于乙的运动方向)滑过的距离s=
2. 若乙的速度为 2v₀,工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变
3. 若乙的速度为 2v₀,工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=
4. 保持乙的速度 2v₀ 不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复. 若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,驱动乙的电动机的平均输出功率=mgμv₀

二、实验题

21．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：

A．电池组（3 V，内阻1Ω）

B．电流表（0～3 A，内阻0．0125Ω）

C．电流表（0～0．6 A，内阻0．125Ω）

D．电压表（0～3 V，内阻3 kΩ）

E．电压表（0～15 V，内阻15 kΩ）

F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1 A）

G．滑动变阻器（0～2 000Ω，额定电流0．3 A）

H．开关、导线

（1）滑动变阻器应选用的是_____________。（填写器材的字母代号）

（2）实验电路应采用电流表___接法（填“内”或“外”），采用此接法测得的电阻值比其真实值偏___（填“大”或“小”），造成这种误差的主要原因是_______________。

（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=____A，U=___V。

（4）为使通过待测金属导线的电流能在0～0．5A范围内改变，请按要求在方框内画出测量待测金属导线的电阻R_x的原理电路图。

三、计算题

22．一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm²，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L₁＝12 cm，离汽缸口的距离L₂＝3 cm．外界气温为27 ℃，大气压强为1．0×10⁵ Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，取g＝10 m/s²，求：

（1）此时气体的温度为多少？

（2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？

参考答案

1．AC

2．A

3．D

4．CD

5．BC

6．B

7．D

8．BC

9．BCD

10．BC

11．AC

12．BC

13．AC

14．D

15．B

16．C

17．BD

18．AD

19．BC

20．CD

21．（1）F，（2）外，小，电压表的分流作用 ；（3）0．48，2．20（4）如下图所示．

（1）为方便实验操作方便，滑动变阻器选总阻值较小的：故选F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）。

（2）,小电阻则电流表应采用外接法．由于电压表的分流,使电流表示数偏大,故测量结果偏小．

（3）电流表量程是0～0．6A，由图示电流表可知其分度值是0．02A，示数为0．48A；电压表量程是0～3V，由图示电压表可知其分度值是0．1V，其示数为2．20V．

（4）通过待测金属导线的电流能在0～0．5A范围内改变，则滑动变阻器应采用分压接法，电流表采用外接法，伏安法测电阻的实验电路及实物图如图所示．

22．（1）450 K．（2）300 J．

（1）当汽缸水平放置时，p₀＝1．0×10⁵Pa，V₀＝L₁S，T₀＝（273＋27）K

当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示，有p₁S＝p₀S＋mg

则p₁＝p₀＋＝1．0×10⁵Pa＋Pa＝1．2×10⁵Pa，

V₁＝（L₁＋L₂）S

由理想气体状态方程得

则T₁＝450 K．

（2）当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得p₀L₁S＝p₁LS

则

加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为W＝－p₁（L₁＋L₂－L）S－mg（L₁＋L₂－L）＝－70 J

根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝300 J．