湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣第四高級中學2021年高三物理期末試卷含解析

湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣第四高級中學2021年高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.一個質點正在做勻加速直線運動，用固定在地面上的照相機對該質點進行閃光照相，相鄰兩次閃光的時間間隔為1s．分析照片發(fā)現，質點在第1次、第2次閃光的時間間隔內移動了2m；在第3次、第4次閃光的時間間隔內移動了8m．由此，算不出來的物理量是：(A)第1次閃光時質點的速度．(B)質點運動的加速度．(C)從第2次閃光到第3次閃光這段時間內質點通過的位移．(D)質點運動的初速度．參考答案：D2.（多選）如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻，電容器C的擊穿電壓為22V，移動滑片P使電容器剛好不會被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是A．電壓表的示數為220VB．原副線圈的匝數比為10：1C．電流表的示數等于通過電阻R0的電流D．原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u=311sin100tV參考答案：AD3.（多選）如圖所示，彈簧p和細繩q的上端固定在天花板上，下端用小鉤勾住質量為m的小球C，彈簧、細繩和小鉤的質量均忽略不計．靜止時p、q與豎直方向的夾角均為60°．下列判斷正確的有（）A．若p和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間q對球的拉力大小為mgB．若p和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間球的加速度大小為gC．若q和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間p對球的拉力大小為mgD．若q和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間球的加速度大小為g參考答案：解：A、原來p、q對球的拉力大小均為mg．p和球脫鉤后，球將開始沿圓弧運動，將q受的力沿法向和切線正交分解（見圖1），得F﹣mgcos60°=，即，合力為mgsin60°=ma，A錯誤，B正確；C、q和球突然脫鉤后瞬間，p的拉力未來得及改變，仍為mg，因此合力為mg（見圖2），球的加速度為大小為g．故C錯誤，D正確；故選：BD．4.（多選）如圖所示，a、b間接入電壓u＝311sin314t(V)的正弦交流電，變壓器右側部分為一火警報警系統原理圖，其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器(當溫度升高時，其阻值將減小)，所有電表均為理想電表，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)，R3為一定值電阻．當傳感器R2所在處出現火情時，以下說法中正確的是()A．A1的示數增大，A2的示數增大B．V1的示數不變，V2的示數減小C．A1的示數增大，A2的示數減小D．V1的示數減小，V2的示數減小參考答案：BC解：當傳感器R2所在處出現火情時，R2的電阻減小，導致電路的總的電阻減小，所以電路中的總電流將會增加，A1測量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流A1示數也要增加；由于電源的電壓不變，原副線圈的電壓也不變，所以V1的示數不變，由于副線圈中電流增大，R3的電壓變壓變大，所以V2的示數要減小，即R1的電壓也要減小，所以A2的示數要減小，所以D正確．選：BC．5.下列關于勻強電場中電勢差和場強的關系，正確的有A.任意兩點的電勢差，等于場強和這兩點間距離的乘積B.電勢降低的方向就是場強的方向C.電勢差越大，場強一定越大D.沿著電場線方向，距離相同的兩點之間電勢差相同參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，一定質量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340J的熱量，并對外做功120J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體

▲

（填“吸收”或“放出”）

▲

J熱量。參考答案：吸收

260J；7.某實驗小組設計了如圖甲所示的實驗裝置，通過改變重物的質量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖線，如圖乙所示?；瑝K和位移傳感器發(fā)射部分的總質量m=

kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）參考答案：0.5

0.28.(4分)在一個小電燈和光屏之間，放一個帶圓孔的遮光板，在圓孔直徑從1cm左右逐漸減小直到閉合的整個過程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________幾種現象（選擇下列現象，將序號填入空中）①完全黑暗

②小孔成像

③衍射光環(huán)

④圓形亮斑參考答案：

④②③①9.一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述數據通過計算可得小球運動的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結果保留3位有效數字）參考答案：9.72,

9.84(填對1個空3分,2個空5分)由，可得答案。

10.一電池外電路斷開時的路端電壓為3V，接上8Ω的負載電阻后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動勢E為

??

V；內電阻r為

??

Ω。參考答案：答案：3，211.若一定質量的理想氣體分別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是

(填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內能

(填“增加”、“減少”或“不變”)．參考答案：C

增加

12.一探月衛(wèi)星在地月轉移軌道上運行，某一時刻正好處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力之比為4∶1。已知地球與月球的質量之比約為81∶1，則該處到地心與到月心的距離之比約為

。參考答案：答案：9:2解析：由萬有引力定律，衛(wèi)星受到地球和月球的萬有引力分別為F地=G，F月=G，代入題目給定的數據可得R地:R月=9:2。13.（5分）從地面上以初速度豎直上拋一物體，相隔時間后又以初速度從地面上豎直上拋另一物體，要使、能在空中相遇，則應滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標系中作兩物體做豎直上拋運動的圖像，如圖所示。要A、B在空中相遇，必須使兩者相對于拋出點的位移相等，即要求圖線必須相交，據此可從圖中很快看出：物體最早拋出時的臨界情形是物體落地時恰好與相遇；物體最遲拋出時的臨界情形是物體拋出時恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應滿足的條件為：。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某學習小組做探究“合力做的功和物體速度變化關系”的實驗如圖所示．當圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2條、第3條…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則關于是否完全平衡掉摩擦力，下面操作正確的是：D（填所選答案的字母序號）A．放開小車，小車能夠自由下滑即可B．放開小車，小車能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可（2）設第1次小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功為W．若在某次操作時用4根同樣的橡皮筋并在一起進行，并使小車從同樣的位置被彈出，則該次橡皮筋對小車做的功是4W．（3）在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的相鄰點的間隔大致相同部分進行測量．參考答案：解：實驗中可以適當抬高木板的一側來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應做勻速直線運動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．故選：D．（2）橡皮筋對小車做的功我們沒法直接測量，所以我們是通過改變橡皮筋的條數的方法來改變功，為了讓橡皮筋的功能有倍數關系就要求將橡皮筋拉到同一位置處．故第二次將4條橡皮筋并在一起，并且與第一次拉伸的長度一樣，小車在橡皮筋的作用下從靜止彈出，沿木板滑行，橡皮筋對小車所做的功是W的4倍，（3）要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分故答案為：（1）D；（2）4W；（3）相鄰點的間隔大致相同15.（13分）如圖甲是“測電池的電動勢和內阻”的實驗電路，如果采用新電池進行實驗，實驗時會發(fā)現，當滑動變阻器在阻值較大的范圍內調節(jié)時，電壓表______________________，原因是：___________________________________________，從而影響測量值的精確性．為了較精確地測量一節(jié)新電池的內阻，可用以下給定的器材和一些導線來完成實驗，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內阻），定值電阻R0（R0＝1.50Ω），滑動變阻器R1（0~10Ω），滑動變阻器R2（0~200Ω），開關S．（1）實驗電路原理圖如圖乙，加接電阻R0有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數據測量，二是______________________________________________________________．（2）為方便實驗調節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用

（填R1或R2）．（3）用筆畫線代替導線在圖丙中完成實物連接圖．（4）實驗中，改變滑動變阻器的阻值，測出當電流表讀數為I1時，電壓表讀數為U1；當電流表讀數為I2時，電壓表讀數為U2．則新電池內阻的表達式r=

．（用I1、I2、U1、U2和R0表示）

（5）處理實驗數據時，測出兩組U、I值，便可計算出電池的電動勢和內阻，這樣做雖然簡單，但誤差可能較大．處理數據時如何減少實驗誤差，請你提出一個處理方法：參考答案：答案：電壓表讀數變化很小（1分），新電池的內阻很小，內電路的電壓降很?。?分）

（1）防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞（或限制電流，防止電源短路）.（2分）

（2）R1（2分）

（3）如圖所示，有一處畫錯不給分（2分）

（4）

（2分）

（5）盡可能多測幾組U、I值，分別求出每組

的E、r值，最后求平均值（或作U-I圖像利用圖線在坐標軸上截距求出E、r）.（2分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，在豎直平面內有一個直角三角形斜面體，傾角θ為30°，斜邊長為x0，以斜面頂部O點為坐標軸原點，沿斜面向下建立一個一維坐標x軸．斜面頂部安裝一個小的定滑輪，通過定滑輪連接兩個物體A、B（均可視為質點），其質量分別為m1、m2，所有摩擦均不計，開始時A處于斜面頂部，并取斜面底面所處的水平面為零重力勢能面，B物體距離零勢能面的距離為；現加在A物體上施加一個平行斜面斜向下的恒力F，使A由靜止向下運動．當A向下運動位移x0時，B物體的機械能隨x軸坐標的變化規(guī)律如圖乙，則結合圖象可求：（1）B質點最初的機械能E1和上升x0時的機械能E2；（2）恒力F的大?。畢⒖即鸢福嚎键c：機械能守恒定律；牛頓第二定律．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：（1）物體具有的機械能等于物體的動能加勢能，利用圖象關系即可求得（2）以AB組成的系統，當物體B運動到，利用動能定理球的速度，再利用牛頓第二定律與運動學公式即可求得恒力解答：解：（1）B物體最初的動能夠為零，重力勢能為Ep=﹣，故B物體的機械能為上升后由圖象可求B物體的機械能為（2）F為恒力，AB組成的系統以恒定的加速度運動，當B運動時機械能為零，可得解得v=由運動學公式求的a=對AB組成的系統由牛頓第二定律得F+m1gsinθ﹣m2g=（m1+m2）aF=答：（1）B質點最初的機械能E1和上升x0時的機械能E2為（2）恒力F的大小為．點評：本題主要考查了動能定理與運動學及牛頓第二定律的綜合運用，利用好圖象是關鍵17.如圖所示，在質量為m=1kg的重物上系著一條長30cm的細繩，細繩的另一端連著一個輕質圓環(huán)，圓環(huán)套在水平的棒上可以滑動，環(huán)與棒間的動摩擦因數μ為0.75，另有一條細繩，在其一端跨過定滑輪，定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm的地方，當細繩的端點掛上重物G，而圓環(huán)將要開始滑動時，（g取10/ms2）試問：（1）角多大？（2）長為30cm的細繩的張力是多少：（3）圓環(huán)將要開始滑動時，重物G的質量是多少？參考答案：（2）如圖所示選取坐標軸，根據物體m處于平衡狀態(tài)，則有：18.如圖甲，水平地面上有一個輕質彈簧自然伸長，左端固定在墻面上，右端位于O點。地面右端M緊靠傳送裝置，其上表面與地面在同一水平面。傳送裝置在半徑為r、角速度為的輪A帶動下沿圖示方向傳動。在彈性限度范圍內，將小物塊P1往左壓縮彈簧到壓縮量為x時釋放，P1滑至M點時靜止，其速度圖像如圖乙所示（虛線0q為圖線在原點的切線，bc段為直線）。之后，物塊P2在傳送裝置上與M距離為l的位置靜止釋放，P1、P2碰撞后粘在一起。已知P1、P2質量均為m，與傳送裝置、水平地面的動摩擦因數均為，M、N距離為，重力加速度為g。（1）求彈簧的勁度系數k以及O、M的距離s。（2）要使P1、P2碰撞后的結合體P能回到O點，求l的取值范圍以及P回到O點時的速度大小v與l的關系表達式。參考答案：解：（1）由圖乙知，剛釋放彈簧時，P1具有的加速度為