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福州市2018届高三上学期期末考试
物理试题
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，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．伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”。以下说法符合科学史实的是
A．斜面实验时便于测量小球运动的速度和路程
B．斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律
C．伽利略开创了运用数学推理和实验研究相结合的科学方法
D．小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的比值保持不变
图1
2．如图1所示，有一倾角为θ的斜面，斜面上有一能绕固定轴B转动的木板AB，木板AB与斜面垂直，把球放在斜面和木板AB之间，不计摩擦，球对斜面的压力为F1，对木板的压力为F2。将板AB绕B点缓慢推到竖直位置的过程中，则
A．F1和F2都增大 B．F1和F2都减小
C．F1增大，F2减小 D． F1减小，F2增大
3．均匀带正电荷的球体半径为R，在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图2所示，图中E0已知，Er曲线下O～R部分的面积恰好等于R～2R部分的面积。则：
图2
A．可以判断 Er曲线与坐标r轴所围成的面积单位是库仑
B．球心与球表面间的电势差ΔU＝RE0
C．若电荷量为q的正电荷在球面R处静止释放运动到2R处电场力做功qRE0
D．已知带电球在r≥R处的场强E＝kQ/r2，Q为带电球体总电量，则该均匀带电球所带的电荷量Q＝
4．甲、乙两车沿水平方向做直线运动，某时刻刚好经过同一位置，此时甲的速度为5m/s，乙的速度为10m/s，以此时作为计时起点，它们的速度随时间变化的关系如图所示，则
A．在t = 4s时，甲、乙两车相距最远
B．在t = 10s时，乙车恰好回到出发点
图3
C．乙车在运动过程中速度的方向保持不变
D．乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
5．在牛顿力学体系中，当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时具有的势能，称为引力势能，其大小为（规定两物体相距无穷远处时势能为零）。假设“天宫二号”空间实验室在距地面高度为h的轨道绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，引力常量为G。则“天宫二号”的机械能大小为
A． B． C． D．
图4
6．如图4是某共享自行车的传动结构示意图，其中I是半径为r1的牙盘(大齿轮)，II是半径为r2的飞轮(小齿轮)，III是半径为r3的后轮。若某人在匀速骑行时每秒踩脚踏板转n圈，则下列判断正确的是
A．牙盘转动角速度为 B．飞轮边缘转动线速度为2πnr2
C．牙盘边缘向心加速度为 D．自行车匀速运动的速度
7．氢原子能级如图5所示，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，
放出光子为可见光
B．大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁
能发出6种频率的光子
图6
图5
C．处于基态的氢原子电离需要释放13.6eV的能量
D．氢原子处于n=2能级时，可吸收2.86 eV能量
的光子跃迁到高能级
8．如图6所示的理想变压器电路中，原副线圈的匝数比为2∶1，原、副线圈的电路中均有一阻值为R的定值电阻，副线圈电路中定值电阻和滑动变阻器串联， a、b端接电压恒定的正弦交流电，在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中
A．原线圈电路中定值电阻R消耗的功率在减小
B．副线圈电路中定值电阻R消耗的功率在增大
C．原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比恒定为1∶4
D．原、副线圈电路中定值电阻R两端的电压之比恒定为2∶1
9．如图7所示，匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形，，，。把一个带电量为的点电荷从 A点移到到 B点电场力不做功，从 B点移动到 C点电场力做功为W。若规定 C点的电势为零，则
A．A点的电势为－
B．B、C两点间的电势差为
图8
图7
C．该电场的电场强度大小为
D．若从 A点沿 AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是甲
10．一根轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球(可视为质点)，从距弹簧上端h处自由下落并压缩弹簧，如图8所示。若以小球下落点为x轴正方向起点，设小球从开始下落到压缩弹簧至最大位置为H，不计任何阻力，弹簧均处于弹性限度内；小球下落过程中加速度a，速度v，弹簧的弹力F，弹性势能Ep变化的图像正确的是
A B C D
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题10分，共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处。）
图9
11．某实验小组应用如图9所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为f，定滑轮和动滑轮的阻力可忽略不计。实验步骤如下：
① 按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
② 调节长木板的倾角，轻推小车，使小车能沿长木板向下匀速运动，记下此时弹簧秤示数F0；
③ 挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，记下弹簧秤示数F1，由纸带求出小车的加速度a1；
④ 改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度ai．
（1）对于该实验方案，下列说法正确的是_____________。
A．平衡摩擦力时，即②步骤中一定不能挂上砝码盘
B．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
C．实验过程中一定要保持M>>m
D．小车在运动中，所受到的合力等于弹簧秤示数F减去小车匀速下滑时弹簧秤示数F0，即F合=F－F0
（2）实验中打出的其中一条纸带如图10所示，则打点计时器在打2计数点时，小车速度大小计算公式：___________，加速度大小计算公式：____________。（以上公式用字母s1、s2和交流电频率f表示）
图11
图10
（3）若s1=6.00cm，s2=6.87cm，s3=7.75cm，
s4=8.64cm，f=50Hz。则小车的加速度a=______m/s2。(结果保留两位有效数字)
（4）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，如图11所示，与本实验相符合的是______．
12．某实验小组设计了如图12的电路，用于研究热敏电阻RT的伏安特性曲线，所用电压表量程为3V，内阻RV约10kΩ，电流表量程为0.5 A，内阻RA= 4.0Ω，R为电阻箱。（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）该实验小组实验操作步骤：
① 按实验电路把电路图连接好
② 把电阻箱调到最大，闭合开关;
图12
③ 调节电阻箱电阻值，记录下不同电阻箱电阻值Ri和对应的电压表示数Ui和电流表示数Ii
④ 通过上述测量数据，还可得到电源路端电压的计算公式U端i=______________。
图13
（2）该小组同学，通过正确的测量得到数据，并描绘在I-U坐标系中，图线如图13所示，其中A曲线是热敏电阻伏安特性曲线，B斜线为电流随电源路端电压的变化规律。当电压表示数为2.00V时，热敏电阻值RT= Ω；该电源的电动势E= V，内电阻r = Ω；
（3）实验中，当电阻箱的阻值调到1Ω时，热敏电阻消耗的电功率P = W。
三、计算题：本题共4小题，第13题8分，第14题10分，第15题12分，第16题14分，共44分。把解答写在指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
图14
13．如图14所示，一个物体始终在一水平恒力F的作用下，从水平面静止开始运动到斜面顶端。已知恒力F=10N，物体质量m=1kg，水平面的动摩擦因数μ=0.5，斜面倾角θ=30°，物体在水平面上运动的距离s=10m，g＝10m/s2。求：
(1) 物体在水平面上运动的加速度a；
(2) 物体到达斜面底端的速度v；
(3) 画出物体在斜面上运动时的受力示意图，并求出在斜面上受到的支持力N。
14．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的 电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图15所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，求：
(1) 金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向？
图15
(2) 金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力为大小？
(3) 金属棒以稳定的速度下滑时，电路消耗的热功率为多少？
图16
15．如图16所示，一个离子以初速度v0沿某方向垂直射入宽度为L
的匀强磁场，在磁场中偏转后垂直射入同宽度的电场，穿出电场的出射点与进入磁场的入射点在同一水平线上，已知电场强度为E，穿出电场区域时发生的侧移量为h，不计离子所受重力。求：
(1) 该离子的电性和比荷（即电荷量q与其质量m的比值）；
(2) 离子在磁场中偏转的半径r与磁场强度B；
(3) 试比较离子分别在电场和磁场中运动的时间大小关系，并说出理由。
图17
16．某工地一传输工件的装置可简化为如图所示的情形，AB为一段足够大的 圆弧固定轨道，圆弧半径R=5.4m，BC为水平轨道，CD为一段 圆弧固定轨道，圆弧半径r=1m，三段轨道均光滑。一长为L=4m、质量为m2=1kg的平板小车最初停在BC轨道的最左端，小车上表面刚好与AB轨道相切，且与CD轨道最低点处于同一水平面。一可视为质点、质量为m1=2kg的工件从距AB轨道最低点h高处沿轨道自由滑下，滑上小车后带动小车也向右运动，小车与CD轨道左端碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在C处。工件只有从CD轨道最高点飞出，才能被站在台面上的工人接住。工件与小车的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2。当工件从h=0.5R高处静止下滑，求：
（1）工件到达圆形轨道最低点B对轨道的压力NB？
（2）工件滑进小车后，小车恰好到达平台处与工件共速，求BC之间的距离?
（3）若平板小车长L′=3.4m，工件在小车与CD轨道碰撞前已经共速，则工件应该从多高处下滑才能让站台上的工人接住？
参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
1．C 2．A 3．D 4．C 5．B 6．D 7．BD 8．BC 9．BD 10．AD
二、实验题：本题共2小题，第11题6分，第12题10分，共16分。
11．（1）BD（2分，答对一个给1分，有错的不给分）
（2）（1分），（1分）
（3）0.88（1分）（4）C （1分）
12．（1）④（2分）
（2）20（2分），6.0（2分），5.0（2分）
（3）0.89（2分，0.85～0.95W均正确）
三、计算题：本题共4小题，第13题8分，第14题10分，第15题12分，第16题14分，共44分。
13．解：(1) 物体在水平面上做匀加速运动，由牛顿第二定律得：
F－μmg=ma 解得a=5m/s2 （2分）
(2) 由 得v==10 m/s （2分）
(3) 物体在斜面上受力分析如图所示 （1分）
N= F2＋G2= Fsin30°＋mgcos30°
=（5＋5）N= 13.66 N （3分）
14．解：（1）金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律知，
流过电阻R的电流方向为b→a； （2分）
（2）金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势E＝BLv （1分）
感应电流I＝ （1分）
所受的安培力大小为F＝BIL＝ （2分）
联立上式求得当安培力F＝mg时，金属棒下滑速度最大vm （1分）
金属棒的最大速度为vm＝ （1分）
金属棒以稳定的速度下滑时，由能量守恒定律得：
电阻R和r的总热功率为P＝mgvm＝(R＋r) （2分）
15．解：(1) 根据离子在磁场中的偏转方向，利用左手定则或（离子在电场中受到竖直向下的电场力，与电场方向相同），可判断离子带正电 （1分）
离子在匀强电场中做类平抛运动，
水平方向有 （1分）
竖直方向有 （1分）
而 （1分）
联立以上各式可得： （2分）
(2)如图，离子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动
由几何关系有： （1分）
洛仑兹力提供向心力： （1分）
联立以上各式可得： （2分）
(3)离子在电场运动的时间小于在磁场中运动的时间，因为离子在电场中运动时，水平方向的分速度与离子在磁场中运动的速度相同，在电场中是匀速直线运动，在磁场中是匀速圆周运动，弧长大于电场的宽度，所以在磁场中运动的时间长。（2分，判断1分，理由1分）
16．解：（1）工件下滑到B处，速度为v0
此过程机械能守恒： （2分）
在B处： （1分）
联立以上两式求得 （1分）
由牛顿第三定律得
工件对轨道最低点B的压力：=40N （1分）
（2）工件与小车共速为v1，由动量守恒定律得：m1v0=(m1+m2)v1 （1分）
小车移动位移s1，由动能定理得： （1分）
联立求得：=1.2m （1分）
∴=5.2m （1分）
（3）设工件滑至B点时速度为，与小车共速为，工件到达C点时速度为
由动量守恒定律得： （1分）
由能量守恒定律得： （1分）
工件恰好滑到CD轨道最高点，由机械能守恒定律得： （1分）
工件从高为h′处下滑，则 （1分）
联立，代入数据解得：=3.47m （1分）
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