湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣第四高級中學(xué)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(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)正在做勻加速直線運(yùn)動，用固定在地面上的照相機(jī)對該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行閃光照相，相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為1s．分析照片發(fā)現(xiàn)，質(zhì)點(diǎn)在第1次、第2次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動了2m；在第3次、第4次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動了8m．由此，算不出來的物理量是：(A)第1次閃光時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度．(B)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度．(C)從第2次閃光到第3次閃光這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的位移．(D)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)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(shù)為220VB．原副線圈的匝數(shù)比為10：1C．電流表的示數(shù)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(xì)繩q的上端固定在天花板上，下端用小鉤勾住質(zhì)量為m的小球C，彈簧、細(xì)繩和小鉤的質(zhì)量均忽略不計(jì)．靜止時(shí)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?qū)㈤_始沿圓弧運(yùn)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(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器(當(dāng)溫度升高時(shí)，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(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3為一定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，以下說法中正確的是()A．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大B．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小C．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小D．V1的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小參考答案：BC解：當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2的電阻減小，導(dǎo)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(shù)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(shù)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(shù)要減小，即R1的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要減小，所以D正確．選：BC．5.下列關(guān)于勻強(qiáng)電場中電勢差和場強(qiáng)的關(guān)系，正確的有A.任意兩點(diǎn)的電勢差，等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積B.電勢降低的方向就是場強(qiáng)的方向C.電勢差越大，場強(qiáng)一定越大D.沿著電場線方向，距離相同的兩點(diǎn)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(jì)16分6.如圖，一定質(zhì)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(shí)，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(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖線，如圖乙所示?；瑝K和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=

kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)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(gè)小電燈和光屏之間，放一個(gè)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(gè)過程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________幾種現(xiàn)象（選擇下列現(xiàn)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(gè)同學(xué)在研究小球自由落體運(yùn)動時(shí)，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(shù)據(jù)通過計(jì)算可得小球運(yùn)動的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：9.72,

9.84(填對1個(gè)空3分,2個(gè)空5分)由，可得答案。

10.一電池外電路斷開時(shí)的路端電壓為3V，接上8Ω的負(fù)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(nèi)電阻r為

??

Ω。參考答案：答案：3，211.若一定質(zhì)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(nèi)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(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行，某一時(shí)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(zhì)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(xiàn)月=G，代入題目給定的數(shù)據(jù)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(shí)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(yīng)滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)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(diǎn)的位移相等，即要求圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體最早拋出時(shí)的臨界情形是物體落地時(shí)恰好與相遇；物體最遲拋出時(shí)的臨界情形是物體拋出時(shí)恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應(yīng)滿足的條件為：。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某學(xué)習(xí)小組做探究“合力做的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示．當(dāng)圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2條、第3條…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．（1）實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，則關(guān)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(shè)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(shí)用4根同樣的橡皮筋并在一起進(jìn)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(diǎn)并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的相鄰點(diǎn)的間隔大致相同部分進(jìn)行測量．參考答案：解：實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)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(shù)的方法來改變功，為了讓橡皮筋的功能有倍數(shù)關(guān)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(yīng)該選用點(diǎn)跡恒定的部分故答案為：（1）D；（2）4W；（3）相鄰點(diǎn)的間隔大致相同15.（13分）如圖甲是“測電池的電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，如果采用新電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，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(nèi)阻，可用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來完成實(shí)驗(yàn)，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(nèi)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(guān)S．（1）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測量，二是______________________________________________________________．（2）為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選用

（填R1或R2）．（3）用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中完成實(shí)物連接圖．（4）實(shí)驗(yàn)中，改變滑動變阻器的阻值，測出當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2．則新電池內(nèi)阻的表達(dá)式r=

．（用I1、I2、U1、U2和R0表示）

（5）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，測出兩組U、I值，便可計(jì)算出電池的電動勢和內(nèi)阻，這樣做雖然簡單，但誤差可能較大．處理數(shù)據(jù)時(shí)如何減少實(shí)驗(yàn)誤差，請你提出一個(gè)處理方法：參考答案：答案：電壓表讀數(shù)變化很小（1分），新電池的內(nèi)阻很小，內(nèi)電路的電壓降很?。?分）

（1）防止變阻器電阻過小時(shí)，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(biāo)軸上截距求出E、r）.（2分）

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有一個(gè)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(diǎn)為坐標(biāo)軸原點(diǎn)，沿斜面向下建立一個(gè)一維坐標(biāo)x軸．斜面頂部安裝一個(gè)小的定滑輪，通過定滑輪連接兩個(gè)物體A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），其質(zhì)量分別為m1、m2，所有摩擦均不計(jì)，開始時(shí)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(xiàn)加在A物體上施加一個(gè)平行斜面斜向下的恒力F，使A由靜止向下運(yùn)動．當(dāng)A向下運(yùn)動位移x0時(shí)，B物體的機(jī)械能隨x軸坐標(biāo)的變化規(guī)律如圖乙，則結(jié)合圖象可求：（1）B質(zhì)點(diǎn)最初的機(jī)械能E1和上升x0時(shí)的機(jī)械能E2；（2）恒力F的大?。畢⒖即鸢福嚎键c(diǎn)：機(jī)械能守恒定律；牛頓第二定律．專題：機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：（1）物體具有的機(jī)械能等于物體的動能加勢能，利用圖象關(guān)系即可求得（2）以AB組成的系統(tǒng)，當(dāng)物體B運(yùn)動到，利用動能定理球的速度，再利用牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式即可求得恒力解答：解：（1）B物體最初的動能夠?yàn)榱?，重力勢能為Ep=﹣，故B物體的機(jī)械能為上升后由圖象可求B物體的機(jī)械能為（2）F為恒力，AB組成的系統(tǒng)以恒定的加速度運(yùn)動，當(dāng)B運(yùn)動時(shí)機(jī)械能為零，可得解得v=由運(yùn)動學(xué)公式求的a=對AB組成的系統(tǒng)由牛頓第二定律得F+m1gsinθ﹣m2g=（m1+m2）aF=答：（1）B質(zhì)點(diǎn)最初的機(jī)械能E1和上升x0時(shí)的機(jī)械能E2為（2）恒力F的大小為．點(diǎn)評：本題主要考查了動能定理與運(yùn)動學(xué)及牛頓第二定律的綜合運(yùn)用，利用好圖象是關(guān)鍵17.如圖所示，在質(zhì)量為m=1kg的重物上系著一條長30cm的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端連著一個(gè)輕質(zhì)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(shù)μ為0.75，另有一條細(xì)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(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重物G，而圓環(huán)將要開始滑動時(shí)，（g取10/ms2）試問：（1）角多大？（2）長為30cm的細(xì)繩的張力是多少：（3）圓環(huán)將要開始滑動時(shí)，重物G的質(zhì)量是多少？參考答案：（2）如圖所示選取坐標(biāo)軸，根據(jù)物體m處于平衡狀態(tài)，則有：18.如圖甲，水平地面上有一個(gè)輕質(zhì)彈簧自然伸長，左端固定在墻面上，右端位于O點(diǎn)。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(nèi)，將小物塊P1往左壓縮彈簧到壓縮量為x時(shí)釋放，P1滑至M點(diǎn)時(shí)靜止，其速度圖像如圖乙所示（虛線0q為圖線在原點(diǎn)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(zhì)量均為m，與傳送裝置、水平地面的動摩擦因數(shù)均為，M、N距離為，重力加速度為g。（1）求彈簧的勁度系數(shù)k以及O、M的距離s。（2）要使P1、P2碰撞后的結(jié)合體P能回到O點(diǎn)，求l的取值范圍以及P回到O點(diǎn)時(shí)的速度大小v與l的關(guān)系表達(dá)式。參考答案：解：（1）由圖乙知，剛釋放彈簧時(shí)，P1具有的加速度為