湖南省衡阳市常宁第四中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

1、湖南省衡阳市常宁第四中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(     ).伽利略发现了行星运动的规律  .卡文迪许通过实验测出了引力常量.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因.亚里士多德对牛顿第一定律的建立做出了贡献参考答案：b2. （单选）某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石块并开始计时，经2 s听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g

2、取10 m/s2)(  )a10 m    b20 m      c30 m            d40 m参考答案：b根据自由落体的运动公式 ，所以选项b正确。3. 甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=1：2，它们圆周运动的轨道半径之比为r1：r2=1：2，下列关于卫星的说法中正确的是a它们的线速度之比v1：v2=    b它们

3、的运行周期之比t1：t2=c它们的向心加速度比a1：a2= 4：1   d它们的向心力之比f1：f2= 4：1参考答案：c4. 如图所示，一铜制均匀圆环用丝线悬挂于o点，将圆环拉至位置a后无初速度释放。已知磁场垂直于纸面向里，磁感应强度在水平方向均匀分布、竖直方向非均匀分布，沿着竖直向下的方向磁感应强度逐渐增大。则圆环绕o点摆动在a到b之间做往复运动的过程中    a圆环将不受安培力作用    b圆环所受安培力一定沿水平方向    c圆环所受安培力一定沿竖直方向  

4、  d圆环所受安培力一定沿圆环运动的反方向参考答案：c5. 三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500n/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是: （     ）             a4cm      &

5、#160;                          b6cm      c8cm                   &

6、#160;              d10cm   参考答案：c二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （4分）如图，在场强为e的匀强电场中有相距为的a、b两点，边线ab与电场线的夹角为，将一电量为q的正电荷从a点移到b点，若沿直线ab移动该电荷，电场力做的功          ；若沿路径acb移动该电荷，电场力做的功 

7、           ；若沿曲线adb移动该电荷，电场力做的功             ，由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是：                    

8、                                     。        参考答案：答案：，电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关。7. （4分）

9、放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔。是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成，半衰期为8天。福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有，当地政府在某次检测中发现空气样品的放射性活度为本国安全标准值的4倍。 则一个核中有_个中子、衰变成时放出的粒子为_粒子。至少经过_天，该空气样品中的放射性活度才会达到本国安全标准值。参考答案：78、?、168. 为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：a.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为m的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直

10、到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示.b.第二步:保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和钩码，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示.v打出的纸带如下图：试回答下列问题：已知o、a、b、c、d、e、f相邻计数的时间间隔为t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打a点时滑块速度va=_,打点计时器打b点时滑块速度vb=_.已知重锤质量m，当地的重加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_(写出物理名称及符号,只写一个物理量)，合外力对滑块做功的表达式w合=_.测出滑

11、块运动oa段、ob段、oc段、od段、oe段合外力对滑块所做的功，wa、wb、wc、wd、we，以v2为纵轴,以w为横轴建坐标系,描点作出v2-w图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k，则滑块质量m=_.参考答案：由时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度va=ob/2t=x1/2t   vb=(x3- x1)/2t    整个系统按图甲运动，撤去重锤后，滑块下滑时所受合外力就是重锤的重力，由动能定理，只要知道滑块下滑的位移x，就可得到合力所做的功，合力功为mgx.由动能定理可得w=mv2/2,若描点作出v2-w图像,是一条过坐

12、标原点的倾斜直线,直线斜率为k,滑块质量m=2/k.9. 已知地球自转周期为t，同步卫星离地心的高度为r，万有引力恒量为g，则同步卫星绕地球运动的线速度为_    _，地球的质量为_  _。 参考答案：， ，10. 11某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为o，另选连续的三个点a、b、c进行测量，图中给出了这三个点到o点的距离ha、hb和hc的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效

13、数字）（1）打点计时器打b点时，重物速度的大小vb=      m/s; 3.90（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。   参考答案：（1）vb2/2=7.61(m/s)2   （2）因为mvb2/2mghb，近似验证机械能守恒定律11. 在河面上方20 m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为人以恒定的速率v3m/s拉绳，使小船靠岸，那么s后小船前进了_m，此时小船的速率为_m/s参考答案：19.6 ；5  12. 某气体的摩尔质量

14、为m，摩尔体积为v，密度为p，每个分子的质量和体积分别为m 和v。则阿伏加徳罗常数na可表示为_或_。参考答案：    (1).     (2). 解：阿伏加徳罗常数na；v为气体的摩尔质量m，再除以每个分子的质量m为na，即13. 某探究性小组用如图所示的装置研究弹簧的弹性势能ep跟弹簧的形变量x之间的关系：在实验桌的边缘固定一光滑凹槽（如图），凹槽中放一轻质弹簧，弹簧的左端固定，右端与小球接触当弹簧处于自然长度时，小球恰好在凹槽的边缘让小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出凹槽，小球在空中飞行后落到水平地面 （

15、1）若用天平、刻度尺测量，计算出小球从凹槽射出瞬间的动能，则除了测量小球的质量外，还须测量的物理量有：                        .（2）因为小球从凹槽射出时，由于某些偶然因素的影响，即使将弹簧压缩同样的长度，小球射出的水平距离s也会稍有不同为了准确测出s，某同学欲用小球将弹簧10次压缩到同一个长度，记录下小球这10次抛出的落点的痕迹，则需使用 &

16、#160;         等实验器材才能完成相应的记录； 考查考生运用平抛、及动量守恒实验中所用的方法解决新的实际问题的创新实践能力。在高考中很有可能不会原原本本地考查动量守恒的实验，但该实验中所用的实验方法则有可能迁移到其他实验中，与其他实验揉合在一起来考查。参考答案：（1）凹槽出口处与水平面的高度，小球抛出的水平距离；（2）白纸、复写纸。三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点

17、加以解释如果在此过程中气体对外界做了900j的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900j（3分）15. 如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力f作用下，由静止开始从a点出发到b点，然后撤去f，小球冲上放置在竖直平面内半径为r的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低

18、点b与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端d，并从d点抛出落回到原出发点a处整个装置处于电场强度为e= 的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力求：ab之间的距离和力f的大小参考答案：ab之间的距离为r，力f的大小为 mg考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：小球在d点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出d点的速度，小球离开d时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从a运动到等效最高点d过程，由动能定理可求得小球受到的拉力解答：

19、解：电场力f电=eq=mg  电场力与重力的合力f合= mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到d点，有：f合= 解得：vd= 从d点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以d为原点沿do方向和与do垂直的方向建立坐标系（如图所示）小球沿x轴方向做匀速运动，x=vdt  沿y轴方向做匀加速运动，y=at2a= = 所形成的轨迹方程为y= 直线ba的方程为：y=x+（ +1）r解得轨迹与ba交点坐标为（ r，r）ab之间的距离lab=r从a点d点电场力做功：w1=（1 ）r?eq  重力做功w2=（1+ ）

20、r?mg；f所做的功w3=f?r有w1+w2+w3=mvd2，有f= mg答：ab之间的距离为r，力f的大小为 mg点评：本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键四、计算题：本题共3小题，共计47分16. （13分）如图所示，a、b、c三个小球位于同一水平面上，它们的大小相同，b、c两球质量相等，都是a球质量的一半，b、c两球开始静止，a球以速度v0向右运动，要使a球能分别将b、c两球撞上高度分别为h1=0.8m和h2=0.2m的平台（球上了平台后不再返回），已知a和b的碰撞没有机械能损失，a和c球碰后粘合在一起，不计一切阻力，求v0的取值范围。（g=10m/s2）参

21、考答案：设mb=mc=m，ma=2m 对a、b系统碰撞过程：p=c  e=c 2mv0=2mv1+mv2······················ ········· 解得：      &

22、#160;欲使b能到达h1的高度，则： ······················· 即v0=3m/s 欲使a与b碰后不能到达h1的高度，则： ···············&#

23、183;····· 即v0=12m/s a返回后与c碰并一起上升到h2的高度，则： 2mv1=3mv3························· ·········

24、;·········· 即v0=9m/s 故a球速度范围是9m/sv012m/s17. 如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102 m的水平跑道和长度为l2=20m的倾斜跑道两部分组成水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m一架质量为m=2.0×104kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为f=1.2×105n，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成

25、质点，取g=10m/s2（1）求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；（2）为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100m/s，外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力，求助推力f推的大小参考答案：解：（1）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，运动时间为t1，有f合=fff=ma1                    

26、60;         v12v02=2a1l1   v1=a1t1                                     

27、;  注意到v0=0，ff=0.1mg，代入已知数据可得a1=5.0 m/s2，v1=40 m/s，t1=8.0 s                                       

28、60;   飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用，设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有   f合=fffmgsin=ma2                               

29、0;             mgsin                                      &#

30、160;                                                  注

31、意到v1=40 m/s，代入已知数据可得a2=3.0 m/s2，                                         故飞机在水平跑道上运动的时间为8.0s，到达倾斜跑道末端时的速度大小为41.3m/s（2）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，有f合=f推+fff=ma1