2021年湖南省湘潭市县响塘乡仙女中学高三物理期末试题含解析

2021年湖南省湘潭市县响塘乡仙女中学高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。（1）该循环过程中，下列说法正确的是___▲____。（A）过程中，外界对气体做功（B）过程中，气体分子的平均动能增大（C）过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多（D）过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是___▲____（选填“”、“”、“”或“”）。若气体在过程中吸收63kJ的热量，在过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为___▲____kJ。（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的。求气体在B状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数，计算结果保留一位有效数字）参考答案：答案：(1)C

(2)

25(3)解析：(1)过程中，气体体积增大，气体对外界做功，故A错；过程中，PV乘积减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错；过程中，为等温过程，体积减小，压强增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C对；为绝热压缩过程，据热力学第一定律可知温度增高，气体分子的速率分布曲线发生变化，正态曲线向温度高端移动，故D错。(2)据热力学第一定律可知可知是内能减小的过程；一次循环中内能变化为零，即,解之的W=25kJ。(3)等温过程,单位体积内的分子数.解得,代入数据得2.奥运会上，跳水项目是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（

BD

）A．他的动能减少了Fh

B．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了（F-mg)h

D．他的机械能减少了Fh参考答案：3.(多选)汽车由静止开始从A点沿直线ABC作匀变速直线运动，第4s末通过B点时关闭发动机，再经6s到达C点时停止。已知AC的长度为30m，则下列说法正确的是A.通过B点时速度的3m/sB.通过B点时速度是6m/s C.AB的长度为12mD.汽车在AB段和BC段的平均速度相同参考答案：BCD4.（多选）如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始A、B静止．现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时B受力个数可能是A．3个

B．4个C．5个

D．6个参考答案：BC5.2018年11月1日，我国第41颗北斗导航卫星“吉星”成功发射，该卫星工作在地球静止同步轨道上，可以对地面上的物体实现厘米级的定位服务。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，该卫星绕地球做圆周运动的周期为T。则下列说法正确的是：A.该卫星的发射速度小于第一宇宙速度B.该卫星运行的加速度大小为C.该卫星运行的线速度大小为D.该卫星做圆周运动的轨道半径为参考答案：C【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小的发射速度。所以该卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故A错误。BCD．设卫星的质量为m，地球的质量为M，运行的加速度大小为a，线速度大小为v。卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得；在地球表面上，物体的重力等于万有引力，有；联立解得；该卫星运行的加速度大小为；卫星运行的线速度大小为，故BD错误，C正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小________kJ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总热量为________kJ。参考答案：(1)交流(2)(3)1.37.（4分）有一束射线进入匀强磁场中，a、b、c分别表示组成射线的三种粒子流在磁场里的轨迹，如图所示．已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些粒子流的偏转情况可知，可能是粒子的轨迹是_______；可能是光子的轨迹是______。参考答案：

a；b8.图是某地区1、7月份气温与气压的对照表，7月份与1月份相比较，从平均气温和平均大气压的角度来说正确的是A．空气分子无规则热运动的激烈情况几乎相同B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数减少了参考答案：D9.如图所示，带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C（图上未画），带电体A、B和C均可视为点电荷。则小环C的平衡位置为

；将小环拉离平衡位置一小位移x(x小于d)后静止释放，则小环C

回到平衡位置。(选填“能”“不能”或“不一定”)参考答案：在AB连线的延长线上距离B为d处，不一定10.电梯内的水平地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定质量为m的物体。当电梯沿竖直方向匀速运动时，弹簧被压缩了x；当电梯接着做减速运动时，弹簧又被继续压缩了0.1x。重力加速度大小为g。则弹簧的劲度系数k=________；该电梯做匀速运动时的速度方向为_________，电梯做减速运动时的加速度大小是________。参考答案：，向下，0.1g匀速运动物体处于平衡状态，。减速运动时又被继续压缩0.1，则此时弹力，物体加速度，方向向上。物体匀减速运动，加速度向上，说明速度方向向下。11.某同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、……；c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……；d．用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；e．求出B、C、D、……各点的速度大小，分别记为υ1、υ2、υ3、……，再求出它们的平方υ12、υ22、υ32、……；f．用纵坐标表示速度的平方υ2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出υ2－W图象，并在图象中描出（Wi，υi2）坐标点，再连成图线；(重力加速度g=9.80m/s2，以下计算保留到小数点后两位）①

该同学得到的υ2－W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度υ0=_________m/s；②

小车的质量M=

kg。参考答案：12.某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．

（1）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为

；（2）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d=

cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间?t，则小车经过光电门时的速度为

（用字母表示）；（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2—m线性图象(如图丙所示)，从图线得到的结论是：在小车质量一定时，_________________________________。（4）某同学在作出的v2—m线性图象不通过坐标原点,开始实验前他应采取的做法是(

)A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动参考答案：（1）m＜＜M（2）1.050

（3）加速度与合外力成正比（4）C

13.如图，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I'附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是

A.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B.只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零C.ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同D.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力为零参考答案：A三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某班同学在做“练习使用多用电表，，的实验。

①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图1所示，此被测电阻的阻值约为_______Ω。②某同学按如图2所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮。该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障。检查前，应将开关S______。(选填“闭合，或“断开”)③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定

(

)A.灯A断路

B.灯B断路C.灯A、B都断路

D.d、e间导线断路参考答案：15.为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，用如图所示装置实验：一端装有定滑轮的木板放在水平桌面上，木板上有一小车，其一端与打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与砝码连接。进行实验时，小车做匀加速运动，在纸带上打出一系列的点迹。（1）利用图中所示装置开始实验，其中有一个错误：________。（2）纸带记录了小车的匀变速运动，如图所示，图中两计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a＝________m/s2(保留2位有效数字)。（3）如果实验操作过程没有错误，但在绝大多数情况下，根据公式a＝计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大。其原因：__________________________。参考答案：(1)没有将长木板左端垫高，平衡摩擦力(2)0.80(3)绳的拉力小于砝码的重力四、计算题：本题共3小题，共计47分16.A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s，B车在后,速度vB=30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车s=75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停下来(1)B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?(2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过Δt=4s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?参考答案：第一问6分，第二问8分(1)B车刹车至停下来的过程中,由 (1分)解得 (1分)画出A、B两列火车的v-t图象如图所示, 根据图象计算出两列火车的位移分别为:sA=10×8m=80m (1分) (1分)因sB＞s0+sA=155m (1分)

故两车会相撞. (1分)(2)设A车加速度为aA时两车不相撞,则两车速度相等时,有:vB+aBt=vA+aA(t-Δt) (2分)此时B车的位移 (2分)A车的位移 (2分)为使两车不相撞,两车的位移关系满足sB′≤s0+sA′ (1分)联立以上各式解得aA≥0.83m/s2 (1分)即A车的加速度至少为0.83m/s2 答案:(1)两车会相撞 (2)0.83m/s217.如图所示，一密闭容器内贮有一定质量的气体，不导热的光滑活塞将容器分隔成左右两部分。开始时，两部分气体的体积、温度和压强都相同，均为V0=15L，T0=300K和p0=Pa。将右侧气体加热，而左侧仍保持原来温度，平衡时测得左侧气体的压强为p=Pa，求：①左侧气体的体积；②右侧气体的温度。参考答案：①对左侧气体，由玻意耳定律得：

所以左侧气体体积

②对右侧气体，体积为

压强与左侧相同，均为p，

由理想气体状态方程，得：