辽宁大连渤海高级中学2018届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·大连期末）在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的过程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是：（ ）
A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出了万有引力常量G
B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
2．（2018高三上·大连期末）用一轻绳将光滑小球P系于粗糙墙壁上的0点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，整体处于静止状态，如图所示。略微改变绳子的长度，P、Q仍然均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）
A．P物体受4个力作用
B．Q物体受3个力作用
C．若绳子变长，绳子的拉力将变小
D．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大
3．（2018高三上·大连期末）水平方向的传送带，顺时针转动，传送带速度大小V=2m/s不变，两端A、B间距离为3m。一物块从B端以V0=4m/s滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，g=10m/s2。物块从滑上传送带至离开传送带的过程中，速度随时间变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2018高三上·大连期末）理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的 倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机，做自由落体运动，经时间t落到火星表面。已知引力常量为G，火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响，要使探测器脱离火星飞回地球，则探测器从火星表面的起飞速度至少为（ ）
A． B． C．11.2km/s D．7.9km/s
5．（2018高三上·大连期末）在2008北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩第24次打破世界纪录．图为她在比赛中的几个画面．下列说法中正确的是（ ）
A．运动员过最高点时的速度为零
B．撑杆恢复原状时，弹性势能完全转化为动能
C．运动员成功跃过横杆时，其重心必须高于横杆
D．运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功
6．（2018高二上·杭锦后旗期末）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 （ ）
A．a粒子动能最大
B．c粒子速率最大
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．它们做圆周运动的周期Ta7．（2018高三上·大连期末）如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径。若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点。已知∠COD=60°，且不计空气阻力，则（ ）
A．两小球同时落到D点
B．两小球在此过程中动能的增加量相等
C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的功率相等
D．两小球初速度之比v1∶v2= ∶3
8．（2018高三上·大连期末）如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O点是他们连线的中点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，下列说法正确的是（ ）
A．A点的电场场强一定大于B点的电场强度
B．C点的电势低于B点的电势
C．同一点电荷在A，C两点受电场力大小相同
D．同一负电荷在B点的电势小于其在C点的电势能
9．（2018高三上·大连期末）在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2＝2Ω，R3＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同
10．（2018高三上·大连期末）如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则（ ）
A．用电器增加时，变压器输出电压增大
B．要提高用户的电压，滑动触头P应向下滑
C．用电器增加时，输电线的热损耗减少
D．用电器增加时，变压器的输入功率增加
二、不定项选择题
11．（2018高三上·大连期末）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
D．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性
E．理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量全部用来对外做功
12．（2018高三上·大连期末）列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播，且波速为10m/s
B．波沿x轴负方向传播，且波速为10m/s
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
E．从图示位置开始计时，在3s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y= -10cm
三、实验题
13．（2018高三上·大连期末）图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是____．
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是____．
A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
（3）下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm，sEF＝5.91 cm，sFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝ m/s2.（结果保留两位有效数字）．
14．（2018高三上·大连期末）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：
A．小灯泡：规格为“3.8 V,0.3 A”
B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω
C．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω
D．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩ
E. 电压表: 量程0～15 V，内阻约为50 kΩ
E．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A
F. 滑动变阻器: 阻值范围0～100 Ω，额定电流50 mA
G．电池组：电动势6 V，内阻约为1 Ω
H．开关一只，导线若干
（1）为了使测量尽可能地准确，电流表应选 ，电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填器材代号)需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，滑动变阻器应采用 的连接方式。
（2）在答题纸上的框中画出实验电路图。
四、解答题
15．（2019高二下·广州期中）如图所示，在光滑水平面上有一块长为L的木板B，其上表面粗糙．在其左端有一个光滑的1/4圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上．现有很小的滑块A以初速度v0从右端滑上B并以v0/2的速度滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：
①木板B上表面的动摩擦因数μ.
②1/4圆弧槽C的半径R.
16．（2018高三上·大连期末）如图所示，在第一象限中有竖直向下的匀强电场，电场强度E=2×10-6N/C，在第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一个比荷为5×107 C/kg的带电粒子（重力不计）以垂直于y轴的速度v0＝10 m/s从y轴上的P点进入匀强电场，恰好与x轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于y轴进入第三象限。已知O、P之间的距离为d＝0.5 m，求：
（1）带点粒子在电场中运动的时间；
（2）带点粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（3）带点粒子在磁场中运动的时间。（保留三位有效数字）
17．（2018高三上·大连期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02 kg，电阻均为R=0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取g=10 m/s2，问：
（1）通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）棒cd每产生Q=0.1 J的热量，力F做的功W是多少？
18．（2018高三上·大连期末）某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插入水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B管上刻度，即可直接读出。设B管体积忽略不计。
①在标准大气压下在B管上进行刻度，已知当t1=27℃时的刻度线在管内水银柱高度16cm处，则t=0℃时的刻度线在x为多少的cm处
②当大气压为75cm汞柱时，利用该装测量温度时若所得读数仍为27℃，求此时实际温度。
19．（2018高三上·大连期末）如图所示，折射率为 的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN，一细光束以45°角入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a（图中未画出），则光通过玻璃砖的时间是多少？（设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】卡文迪许用实验的方法测出了万有引力常量G，A不符合题意；开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，B不符合题意；伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，C不符合题意；牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，D符合题意；
故答案为：D.
【分析】卡文迪许测出了引力常量；开普勒提出了行星的三大运动定律；伽利略认为力是改变物体运动状态的原因。
2．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】P受到重力、Q的支持力，绳子的拉力，共3个力作用，A不符合题意．Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和静摩擦力，共4个力作用，B不符合题意．设绳子与竖直方向的夹角为α，P的重力为G，绳子的拉力大小为F，则由平衡条件得：f=GQ，GP+f=Fcosα，则GP+GQ=Fcosα，GP与GQ不变，若绳子变长，α变小，cosα变大，则F变小，C符合题意．Q受到的静摩擦力竖直向上，与其重力平衡，与绳子长度无关，所以若绳子变短，Q受到的静摩擦力不变，D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用平衡条件可以判别PQ的受力分析；利用Q的平衡可以判别摩擦力的变化，利用P的平衡可以判别绳子拉力的变化。
3．【答案】B
【知识点】传送带模型
【解析】【解答】物块B刚滑上传送带时，速度向左，由于物块与传送带间的摩擦作用，使得它做匀减速运动，加速度为a=gμ=4m/s2，当物块的速度减小到0时，物块前进的距离为s= m=2m，其值小于AB的长3m，故物块减速到0后仍在传送带上，所以它会随传送带沿顺时针方向向右运动，其加速度的大小与减速时是相等的，等其速度与传送带的速度相等时物块向右滑行的距离为s′= m=1m，其值小于物块向左前进的距离，说明物块仍在传送带上，以后物块相对于传送带静止，其速度就等于传送带的速度了，所以B符合题意。
故答案为：B
【分析】物块先做匀减速运动，再反向做匀加速运动，由于初速度大于传送带速度所以最后能达到匀速。
4．【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；自由落体运动
【解析】【解答】在火星表面的物体，根据自由落体运动的规律可得： ；对绕火星表面做圆周运动的物体： ，且在火星表面的物体： ，解得 ，则探测器从火星表面的起飞速度至少为 ，A符合题意。
故答案为：A
【分析】利用自由落体结合引力提供向心力及形成重力可以求出起飞速度大小。
5．【答案】D
【知识点】形变与弹力；弹性势能
【解析】【解答】运动员经过最高点具有水平方向的分速度，速度不为零．如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，A不符合题意；运动员起跳过程中，杆先由直变弯，运动员的动能转化为杆的弹性势能和运动员的重力势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为机械能，B不符合题意；从图中可看出，运动员越过横杆时身体向下弯曲，其重心可能在腰部下方，即重心可能在横杆的下方，C不符合题意；在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为重力势能，故运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功，D符合题意．
故答案为：D.
【分析】利用斜抛运动可以判别最高点速度不等于0；利用能量守恒可以判别弹性势能转化为重力势能和动能之和；运动员过横杆时重心可能在横杆下方。
6．【答案】B
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，画出轨迹，找到圆心，如图所示。根据 和 得：轨迹半径 ，运动周期 。由于带电粒子在同一磁场中运动，B相同，它们的q、m均相同，所以r与v成正比，ratb>tc，C不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用洛伦兹力公式和向心力公式求解粒子轨道半径与速度、周期的关系式，通过分析关系式求解即可。
7．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据h= gt2得， ，两球下降的高度之比为2：1，则运动的时间之比为 ：1．由几何关系知，两球的水平位移之比为2： ，则两球的初速度之比为 ：3．D符合题意，A不符合题意．因为两小球下降的高度不同，重力做功不同，根据动能定理知，动能的增加量不等．B不符合题意；两球下落的高度之比为2：1，则落到D点的竖直速度不等，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率不等，C不符合题意；
故答案为：D.
【分析】利用高度可以判别运动的时间；利用动能定理可以判别动能的增加量不同；利用重力乘以竖直方向的速度可以判别功率的大小；利用位移公式可以求出初速度之比。
8．【答案】B,C,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】两个带等量负电的点电荷中垂线上场强的特点是，先增大再减小，O点场强为零，然后继续增大再减小，所以AB两点的电场场强大小无法确定，A不符合题意
作出AB所在的电场线，可见，A的电势低于B的电势，根据对称性可知A、C两点电势相等，所以C点的电势低于B点的电势，B符合题意
同一点电荷在A、C两点受电场力大小相等，方向相反，C符合题意
C点的电势低于B点的电势，电势能 ，负电荷越在高电势，电势能越小，D符合题意，
故答案为：BCD
【分析】利用电场线的分布可以判别场强和电势的大小，利用场强大小可以判别场力的大小，利用电势的大小结合电性可以判别电势能的大小。
9．【答案】C,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，总电流减小，则电源的功率 减小，A不符合题意；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大， 两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据 知，电容器的电荷量增大，B不符合题意；根据闭合电路欧姆定律得： ，所以 ，不发生变化，C符合题意；将 看成电源的内阻，则等效电源的内阻为 ， ，则光敏电阻 时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻 阻值变化范围为 ，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，D符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用闭合回路的欧姆定律结合电阻的变化可以判别功率的变化，利用串反并同可以判别电容器电压的变化进而判别电荷量的变化；利用欧姆定律可以判别电压变化量和电流变化量的比值；利用内外电阻的大小可以判别消耗电功率的大小。
10．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，A不符合题意；根据变压器原理可知输出电压 ，当滑动触头P应向上滑时， 增大，所以输出电压增大，B不符合题意；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，C不符合题意；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】输出电压由输入电压决定所以和用电器数量无关；利用匝数之比可以提高输出的电压；用电器增多干路电流变大，导致电线的损耗变大；由于电流变大所以输入和输出的功率都变大。
11．【答案】B,D,E
【知识点】布朗运动；固体和液体；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】布朗运动通过花粉小颗粒的无规则运动反映了液体分子的无规则运动，A不符合题意；雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，B符合题意；单晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，多晶体不具有规则形状，有各向同性的特征，C不符合题意；根据热力学第二定律，自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，D符合题意；根据 可知，理想气体在等温膨胀过程中， E不变，则吸收的热量全部用来对外做功，E符合题意；
故答案为：BDE.
【分析】布朗运动只是反映花粉颗粒的运动；单晶体才具有各向异性的特性。
12．【答案】A,D,E
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由图读出波长λ=12m，根据已知条件分析得到周期T=1.2s，则波速为 v= =10m/s．而且图示时刻P点运动方向沿y轴正方向，则沿波+x方向传播．A符合题意，B不符合题意．图示时刻，质点M与质点Q的位移大小相等、方向相反，但它们平衡位置之间的距离不是半个波长的奇数倍，位移不是总是相反．B不符合题意．质点N与P平衡位置间相距半个波长，振动情况总是相反，N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处．D符合题意．从图示位置开始计时，经过时间3s时波传播的距离为 x=vt=10×3m=30m=2.5λ，则质点M偏离平衡位置的位移y=-10cm．E符合题意．
故答案为：ADE．
【分析】利用P点的速度可以求出运动的周期，结合波长可以求出波速的大小，利用传播的时间可以判别P的运动方向及波的传播方向；利用质点之间的距离可以判别质点的运动情况。
13．【答案】（1）B
（2）C
（3）0.42
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A、平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，A不符合题意；B、平衡摩擦力时，应撤去砂和砂桶，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B符合题意、C不符合题意。
故答案为：B。(2)当小车质量远大于砂和砂桶质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力，由数据可知C组实验数据合适，
故答案为：C；(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，
加速度：a=（x4 x1+x5 x2+x6 x3)/9t2=(0.0549 0.0422+0.0591 0.0465+0.0634 0.0508)/9×0.12≈0.42m/s2；
【分析】（1）实验还需要平衡木板的摩擦力大小；
（2）由于实验需要满足质量要求所以砂桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量；
（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。
14．【答案】（1）B；D；E；分压式
（2）解:如图所示：
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】（1）小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表应选择D；灯泡的额定电流为0.3A，为了减小测量的误差，使得测量更精确，电流表量程选择0～0.6A的B．需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，滑动变阻器要采用分压电路，
故答案为：用阻值较小的E；（2）小灯泡电阻约为13Ω，则有： ，故灯泡电阻属于小电阻，电流表采用外接法．电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法．电路图如图．
【分析】（1）利用灯泡的电压和电流可以选择电流表和电压表的量程；利用分压式接法可以选择滑动变阻器的量程；
（2）电流表应该使用外接法，滑动变阻器使用分压式接法。
15．【答案】解：由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒和能量守恒，有：
mv0＝m( v0)＋2mv1 ①
μmgL＝ mv02－ m( v0) 2－ ×2mv12②
联立①②解得：μ＝ .
②当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用．A到达最高点时两者的速度相等．A、C组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：
m( v0)＋mv1＝(m＋m)v2 ③
m( v0)2＋ mv12＝ (2m)v22＋mgR ④
联立①③④解得：R＝
【知识点】动量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合能量守恒可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用水平方向的动量守恒及系统机械能守恒可以求出轨道半径的大小。
16．【答案】（1）解： 粒子在电场中做类平抛运动，由离开电场时粒子速度与x轴夹45o可
解得t1=0.1s
（或由 解得t1=0.1s)
带电粒子在电场中水平位移 解得x=1m
（2）解： 带电粒子在磁场中轨迹如图所示，由几何知识可知圆周运动的半径为
（3）解： 粒子进入磁场时的速度
由周期公式
得
粒子运动的圆心角
由
得：t=0.236s
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用类平抛运动的速度公式结合位移公式可以求出运动的时间；
（2）利用几何知识可以求出轨道的半径大小；
（3）利用圆心角可以求出粒子在磁场运动的时间。
17．【答案】（1）解: 棒cd受到的安培力为： ①
棒cd在共点力作用下平衡，则： ②
由①②式，代入数据解得： ③
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c ④
（2）解: 棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：
对棒ab，由共点力平衡知： ⑤
代入数据解得： ⑥
（3）解: 设在时间t内棒cd产生 的热量，由焦耳定律知： Rt ⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为： ⑧
由闭合电路欧姆定律知： ⑨
由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为： ⑩
力F做的功为：
综合上述各式，代入数据解得： 。
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出电流的大小，利用楞次定律可以判别电流的方向；
（2）利用平衡方程结合安培力大小可以求出力F的大小；
（3）利用功能关系结合欧姆定律可以求出力F所做的功。
18．【答案】解： ①气体为等容变化，设27℃时压强为p1，温度为T1，0℃时的压强为p，温度为T。由查理定律：
将数值代入，p1=76-16=60(cmHg)，T1=300K，T=273K，得p1=54.6cmHg.
x=po-p=76-54.6=21.4cmHg
②当外界大气压变为75cmHg时，气泡内压强设为p′，其实际温度为T′。
由查理定律：
其中p′=75-16=59cmHg
代入数据后，解出T′=295K，t′=22℃。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用等容变化结合气态方程可以求出刻度线的位置；
（2）利用等容过程结合压强大小可以求出实际温度的大小。
19．【答案】解： 如图由光的折射定律有
得 ，得
根据几何知识可知在玻璃砖内的光线与玻璃砖的上面构成等边三角形，其边长等于a，
光在玻璃砖的速度为
则光通过玻璃砖的时间是
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】利用折射定律结合几何知识可以求出光传播的时间。
1 / 1辽宁大连渤海高级中学2018届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·大连期末）在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的过程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是：（ ）
A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出了万有引力常量G
B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】卡文迪许用实验的方法测出了万有引力常量G，A不符合题意；开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，B不符合题意；伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，C不符合题意；牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，D符合题意；
故答案为：D.
【分析】卡文迪许测出了引力常量；开普勒提出了行星的三大运动定律；伽利略认为力是改变物体运动状态的原因。
2．（2018高三上·大连期末）用一轻绳将光滑小球P系于粗糙墙壁上的0点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，整体处于静止状态，如图所示。略微改变绳子的长度，P、Q仍然均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）
A．P物体受4个力作用
B．Q物体受3个力作用
C．若绳子变长，绳子的拉力将变小
D．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】P受到重力、Q的支持力，绳子的拉力，共3个力作用，A不符合题意．Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和静摩擦力，共4个力作用，B不符合题意．设绳子与竖直方向的夹角为α，P的重力为G，绳子的拉力大小为F，则由平衡条件得：f=GQ，GP+f=Fcosα，则GP+GQ=Fcosα，GP与GQ不变，若绳子变长，α变小，cosα变大，则F变小，C符合题意．Q受到的静摩擦力竖直向上，与其重力平衡，与绳子长度无关，所以若绳子变短，Q受到的静摩擦力不变，D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用平衡条件可以判别PQ的受力分析；利用Q的平衡可以判别摩擦力的变化，利用P的平衡可以判别绳子拉力的变化。
3．（2018高三上·大连期末）水平方向的传送带，顺时针转动，传送带速度大小V=2m/s不变，两端A、B间距离为3m。一物块从B端以V0=4m/s滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，g=10m/s2。物块从滑上传送带至离开传送带的过程中，速度随时间变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】传送带模型
【解析】【解答】物块B刚滑上传送带时，速度向左，由于物块与传送带间的摩擦作用，使得它做匀减速运动，加速度为a=gμ=4m/s2，当物块的速度减小到0时，物块前进的距离为s= m=2m，其值小于AB的长3m，故物块减速到0后仍在传送带上，所以它会随传送带沿顺时针方向向右运动，其加速度的大小与减速时是相等的，等其速度与传送带的速度相等时物块向右滑行的距离为s′= m=1m，其值小于物块向左前进的距离，说明物块仍在传送带上，以后物块相对于传送带静止，其速度就等于传送带的速度了，所以B符合题意。
故答案为：B
【分析】物块先做匀减速运动，再反向做匀加速运动，由于初速度大于传送带速度所以最后能达到匀速。
4．（2018高三上·大连期末）理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的 倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机，做自由落体运动，经时间t落到火星表面。已知引力常量为G，火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响，要使探测器脱离火星飞回地球，则探测器从火星表面的起飞速度至少为（ ）
A． B． C．11.2km/s D．7.9km/s
【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；自由落体运动
【解析】【解答】在火星表面的物体，根据自由落体运动的规律可得： ；对绕火星表面做圆周运动的物体： ，且在火星表面的物体： ，解得 ，则探测器从火星表面的起飞速度至少为 ，A符合题意。
故答案为：A
【分析】利用自由落体结合引力提供向心力及形成重力可以求出起飞速度大小。
5．（2018高三上·大连期末）在2008北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩第24次打破世界纪录．图为她在比赛中的几个画面．下列说法中正确的是（ ）
A．运动员过最高点时的速度为零
B．撑杆恢复原状时，弹性势能完全转化为动能
C．运动员成功跃过横杆时，其重心必须高于横杆
D．运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功
【答案】D
【知识点】形变与弹力；弹性势能
【解析】【解答】运动员经过最高点具有水平方向的分速度，速度不为零．如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，A不符合题意；运动员起跳过程中，杆先由直变弯，运动员的动能转化为杆的弹性势能和运动员的重力势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为机械能，B不符合题意；从图中可看出，运动员越过横杆时身体向下弯曲，其重心可能在腰部下方，即重心可能在横杆的下方，C不符合题意；在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为重力势能，故运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功，D符合题意．
故答案为：D.
【分析】利用斜抛运动可以判别最高点速度不等于0；利用能量守恒可以判别弹性势能转化为重力势能和动能之和；运动员过横杆时重心可能在横杆下方。
6．（2018高二上·杭锦后旗期末）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 （ ）
A．a粒子动能最大
B．c粒子速率最大
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．它们做圆周运动的周期Ta【答案】B
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，画出轨迹，找到圆心，如图所示。根据 和 得：轨迹半径 ，运动周期 。由于带电粒子在同一磁场中运动，B相同，它们的q、m均相同，所以r与v成正比，ratb>tc，C不符合题意。
故答案为：B
【分析】利用洛伦兹力公式和向心力公式求解粒子轨道半径与速度、周期的关系式，通过分析关系式求解即可。
7．（2018高三上·大连期末）如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径。若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点。已知∠COD=60°，且不计空气阻力，则（ ）
A．两小球同时落到D点
B．两小球在此过程中动能的增加量相等
C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的功率相等
D．两小球初速度之比v1∶v2= ∶3
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据h= gt2得， ，两球下降的高度之比为2：1，则运动的时间之比为 ：1．由几何关系知，两球的水平位移之比为2： ，则两球的初速度之比为 ：3．D符合题意，A不符合题意．因为两小球下降的高度不同，重力做功不同，根据动能定理知，动能的增加量不等．B不符合题意；两球下落的高度之比为2：1，则落到D点的竖直速度不等，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率不等，C不符合题意；
故答案为：D.
【分析】利用高度可以判别运动的时间；利用动能定理可以判别动能的增加量不同；利用重力乘以竖直方向的速度可以判别功率的大小；利用位移公式可以求出初速度之比。
8．（2018高三上·大连期末）如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O点是他们连线的中点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，下列说法正确的是（ ）
A．A点的电场场强一定大于B点的电场强度
B．C点的电势低于B点的电势
C．同一点电荷在A，C两点受电场力大小相同
D．同一负电荷在B点的电势小于其在C点的电势能
【答案】B,C,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】两个带等量负电的点电荷中垂线上场强的特点是，先增大再减小，O点场强为零，然后继续增大再减小，所以AB两点的电场场强大小无法确定，A不符合题意
作出AB所在的电场线，可见，A的电势低于B的电势，根据对称性可知A、C两点电势相等，所以C点的电势低于B点的电势，B符合题意
同一点电荷在A、C两点受电场力大小相等，方向相反，C符合题意
C点的电势低于B点的电势，电势能 ，负电荷越在高电势，电势能越小，D符合题意，
故答案为：BCD
【分析】利用电场线的分布可以判别场强和电势的大小，利用场强大小可以判别场力的大小，利用电势的大小结合电性可以判别电势能的大小。
9．（2018高三上·大连期末）在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2＝2Ω，R3＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同
【答案】C,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，总电流减小，则电源的功率 减小，A不符合题意；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大， 两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据 知，电容器的电荷量增大，B不符合题意；根据闭合电路欧姆定律得： ，所以 ，不发生变化，C符合题意；将 看成电源的内阻，则等效电源的内阻为 ， ，则光敏电阻 时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻 阻值变化范围为 ，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，D符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用闭合回路的欧姆定律结合电阻的变化可以判别功率的变化，利用串反并同可以判别电容器电压的变化进而判别电荷量的变化；利用欧姆定律可以判别电压变化量和电流变化量的比值；利用内外电阻的大小可以判别消耗电功率的大小。
10．（2018高三上·大连期末）如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则（ ）
A．用电器增加时，变压器输出电压增大
B．要提高用户的电压，滑动触头P应向下滑
C．用电器增加时，输电线的热损耗减少
D．用电器增加时，变压器的输入功率增加
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，A不符合题意；根据变压器原理可知输出电压 ，当滑动触头P应向上滑时， 增大，所以输出电压增大，B不符合题意；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，C不符合题意；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，D符合题意。
故答案为：D
【分析】输出电压由输入电压决定所以和用电器数量无关；利用匝数之比可以提高输出的电压；用电器增多干路电流变大，导致电线的损耗变大；由于电流变大所以输入和输出的功率都变大。
二、不定项选择题
11．（2018高三上·大连期末）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
D．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性
E．理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量全部用来对外做功
【答案】B,D,E
【知识点】布朗运动；固体和液体；理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】布朗运动通过花粉小颗粒的无规则运动反映了液体分子的无规则运动，A不符合题意；雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，B符合题意；单晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，多晶体不具有规则形状，有各向同性的特征，C不符合题意；根据热力学第二定律，自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，D符合题意；根据 可知，理想气体在等温膨胀过程中， E不变，则吸收的热量全部用来对外做功，E符合题意；
故答案为：BDE.
【分析】布朗运动只是反映花粉颗粒的运动；单晶体才具有各向异性的特性。
12．（2018高三上·大连期末）列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播，且波速为10m/s
B．波沿x轴负方向传播，且波速为10m/s
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
E．从图示位置开始计时，在3s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y= -10cm
【答案】A,D,E
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】由图读出波长λ=12m，根据已知条件分析得到周期T=1.2s，则波速为 v= =10m/s．而且图示时刻P点运动方向沿y轴正方向，则沿波+x方向传播．A符合题意，B不符合题意．图示时刻，质点M与质点Q的位移大小相等、方向相反，但它们平衡位置之间的距离不是半个波长的奇数倍，位移不是总是相反．B不符合题意．质点N与P平衡位置间相距半个波长，振动情况总是相反，N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处．D符合题意．从图示位置开始计时，经过时间3s时波传播的距离为 x=vt=10×3m=30m=2.5λ，则质点M偏离平衡位置的位移y=-10cm．E符合题意．
故答案为：ADE．
【分析】利用P点的速度可以求出运动的周期，结合波长可以求出波速的大小，利用传播的时间可以判别P的运动方向及波的传播方向；利用质点之间的距离可以判别质点的运动情况。
三、实验题
13．（2018高三上·大连期末）图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是____．
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是____．
A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
（3）下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm，sEF＝5.91 cm，sFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝ m/s2.（结果保留两位有效数字）．
【答案】（1）B
（2）C
（3）0.42
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A、平衡摩擦力时，不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，A不符合题意；B、平衡摩擦力时，应撤去砂和砂桶，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B符合题意、C不符合题意。
故答案为：B。(2)当小车质量远大于砂和砂桶质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力，由数据可知C组实验数据合适，
故答案为：C；(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，
加速度：a=（x4 x1+x5 x2+x6 x3)/9t2=(0.0549 0.0422+0.0591 0.0465+0.0634 0.0508)/9×0.12≈0.42m/s2；
【分析】（1）实验还需要平衡木板的摩擦力大小；
（2）由于实验需要满足质量要求所以砂桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量；
（3）利用逐差法可以求出加速度的大小。
14．（2018高三上·大连期末）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：
A．小灯泡：规格为“3.8 V,0.3 A”
B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω
C．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω
D．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩ
E. 电压表: 量程0～15 V，内阻约为50 kΩ
E．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A
F. 滑动变阻器: 阻值范围0～100 Ω，额定电流50 mA
G．电池组：电动势6 V，内阻约为1 Ω
H．开关一只，导线若干
（1）为了使测量尽可能地准确，电流表应选 ，电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填器材代号)需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，滑动变阻器应采用 的连接方式。
（2）在答题纸上的框中画出实验电路图。
【答案】（1）B；D；E；分压式
（2）解:如图所示：
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】（1）小灯泡的额定电压为3.8V，则电压表应选择D；灯泡的额定电流为0.3A，为了减小测量的误差，使得测量更精确，电流表量程选择0～0.6A的B．需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，滑动变阻器要采用分压电路，
故答案为：用阻值较小的E；（2）小灯泡电阻约为13Ω，则有： ，故灯泡电阻属于小电阻，电流表采用外接法．电压和电流需从0开始测起，所以滑动变阻器需采用分压式接法．电路图如图．
【分析】（1）利用灯泡的电压和电流可以选择电流表和电压表的量程；利用分压式接法可以选择滑动变阻器的量程；
（2）电流表应该使用外接法，滑动变阻器使用分压式接法。
四、解答题
15．（2019高二下·广州期中）如图所示，在光滑水平面上有一块长为L的木板B，其上表面粗糙．在其左端有一个光滑的1/4圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上．现有很小的滑块A以初速度v0从右端滑上B并以v0/2的速度滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：
①木板B上表面的动摩擦因数μ.
②1/4圆弧槽C的半径R.
【答案】解：由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒和能量守恒，有：
mv0＝m( v0)＋2mv1 ①
μmgL＝ mv02－ m( v0) 2－ ×2mv12②
联立①②解得：μ＝ .
②当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用．A到达最高点时两者的速度相等．A、C组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：
m( v0)＋mv1＝(m＋m)v2 ③
m( v0)2＋ mv12＝ (2m)v22＋mgR ④
联立①③④解得：R＝
【知识点】动量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合能量守恒可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用水平方向的动量守恒及系统机械能守恒可以求出轨道半径的大小。
16．（2018高三上·大连期末）如图所示，在第一象限中有竖直向下的匀强电场，电场强度E=2×10-6N/C，在第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一个比荷为5×107 C/kg的带电粒子（重力不计）以垂直于y轴的速度v0＝10 m/s从y轴上的P点进入匀强电场，恰好与x轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于y轴进入第三象限。已知O、P之间的距离为d＝0.5 m，求：
（1）带点粒子在电场中运动的时间；
（2）带点粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（3）带点粒子在磁场中运动的时间。（保留三位有效数字）
【答案】（1）解： 粒子在电场中做类平抛运动，由离开电场时粒子速度与x轴夹45o可
解得t1=0.1s
（或由 解得t1=0.1s)
带电粒子在电场中水平位移 解得x=1m
（2）解： 带电粒子在磁场中轨迹如图所示，由几何知识可知圆周运动的半径为
（3）解： 粒子进入磁场时的速度
由周期公式
得
粒子运动的圆心角
由
得：t=0.236s
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用类平抛运动的速度公式结合位移公式可以求出运动的时间；
（2）利用几何知识可以求出轨道的半径大小；
（3）利用圆心角可以求出粒子在磁场运动的时间。
17．（2018高三上·大连期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02 kg，电阻均为R=0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取g=10 m/s2，问：
（1）通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）棒cd每产生Q=0.1 J的热量，力F做的功W是多少？
【答案】（1）解: 棒cd受到的安培力为： ①
棒cd在共点力作用下平衡，则： ②
由①②式，代入数据解得： ③
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c ④
（2）解: 棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：
对棒ab，由共点力平衡知： ⑤
代入数据解得： ⑥
（3）解: 设在时间t内棒cd产生 的热量，由焦耳定律知： Rt ⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为： ⑧
由闭合电路欧姆定律知： ⑨
由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为： ⑩
力F做的功为：
综合上述各式，代入数据解得： 。
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出电流的大小，利用楞次定律可以判别电流的方向；
（2）利用平衡方程结合安培力大小可以求出力F的大小；
（3）利用功能关系结合欧姆定律可以求出力F所做的功。
18．（2018高三上·大连期末）某同学自己设计制作了一个温度计，其构造如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细玻璃管插入水银槽中，管内水银面的高度即可反映A内气体温度，如在B管上刻度，即可直接读出。设B管体积忽略不计。
①在标准大气压下在B管上进行刻度，已知当t1=27℃时的刻度线在管内水银柱高度16cm处，则t=0℃时的刻度线在x为多少的cm处
②当大气压为75cm汞柱时，利用该装测量温度时若所得读数仍为27℃，求此时实际温度。
【答案】解： ①气体为等容变化，设27℃时压强为p1，温度为T1，0℃时的压强为p，温度为T。由查理定律：
将数值代入，p1=76-16=60(cmHg)，T1=300K，T=273K，得p1=54.6cmHg.
x=po-p=76-54.6=21.4cmHg
②当外界大气压变为75cmHg时，气泡内压强设为p′，其实际温度为T′。
由查理定律：
其中p′=75-16=59cmHg
代入数据后，解出T′=295K，t′=22℃。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用等容变化结合气态方程可以求出刻度线的位置；
（2）利用等容过程结合压强大小可以求出实际温度的大小。
19．（2018高三上·大连期末）如图所示，折射率为 的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN，一细光束以45°角入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a（图中未画出），则光通过玻璃砖的时间是多少？（设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）
【答案】解： 如图由光的折射定律有
得 ，得
根据几何知识可知在玻璃砖内的光线与玻璃砖的上面构成等边三角形，其边长等于a，
光在玻璃砖的速度为
则光通过玻璃砖的时间是
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】利用折射定律结合几何知识可以求出光传播的时间。
1 / 1
