广东省广州市第四中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

广东省广州市第四中学2021年高三物理下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.（单选）为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时(仅考虑乘客与水平面之间的作用)，则乘客（

）A．处于超重状态B．不受摩擦力的作用C．受到向后（水平向左）的摩擦力作用D．所受合力竖直向上参考答案：C解：A、当此车减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故A错误．

B、C、对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用．故B错误，C正确．

D、由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下．故D错误．故选：C．2.（多选）如图a所示，一轻质弹簧(不计重力)的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g取10m/s2)，则正确的是A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为5N/cmC.物体的质量为3kgD.物体的加速度大小为5m/s2参考答案：BD3.如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是A．B点电势高于A点电势B．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能C．A、B两点的电场强度大小相等D．q1的电荷量大于q2的电荷量参考答案：D4.

远距离输送交流电都采用高压输电。我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是

A．可节省输电组的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率

C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度

参考答案：

答案：AC5.如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是m的小车A和B，两车之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度向v0右运动，另有一质量为m的粘性物体，从高处自由落下，正好落在A车上，并与之粘合在一起，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为（

）A.mv02 B.mv02 C.mv02 D.mv02参考答案：C【详解】粘性物体和A相互作用，动量守恒，mv0＝2mv1∴v1＝v0，以后三个物体一起相互作用动量守恒，2mv0＝3mv2，∴v2＝v0，最大弹性势能EP＝mv02＋×2m(v0)2－×3m(v0)2＝mv02，∴正确答案选C。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学分别做“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）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）；（2）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

；（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?t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系.处理数据时应作出

(选填“v—m”或“v2—m”）图象；（4）该同学在③中作出的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）1．050（2分），（2分）（2）m＜＜M（2分）

（3）v2—m

（2分）

（4）C7.如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,电阻为r，线圈接在阻值为R的电阻两端，其余电阻不计，线圈绕OO轴以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，电阻R两端电压的有效值为________，在线圈从图示位置（线圈平面与磁场平行）转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为________参考答案：8.某压榨机的结构如图所示，其中B为固定绞链，C为质量可忽略不计的滑块，通过滑轮可沿光滑壁移动，D为被压榨的物体.当在铰链A处作用一垂直于壁的压力F时，物体D所受的压力等于________参考答案：5F9.(12分)飞船降落过程中，在离地面高度为h处速度为，此时开动反冲火箭，使船开始做减速运动，最后落地时的速度减为若把这一过程当为匀减速运动来计算，则其加速度的大小等于

。已知地球表面的重力加速度为g，航天员的质量为m，在这过程中对坐椅的压力等于

。参考答案：答案：

10.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB两点电势差为____．参考答案：11.如图所示,理想气体作图示的循环,其中2→3过程是绝热过程,3→1过程是等温过程,则2→3过程中气体内能____(填“增加”“减小”或“不变”),3→1过程中气体____(填“吸热”或“放热”).参考答案：

(1).减小

(2).放热2→3过程是绝热过程,体积增大，气体对外界做功,内能减小；3→1过程是等温过程,内能不变，体积减小，外界对气体做功,气体向外放热。12.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。13.某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。(1)(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是

▲

．

A．该密闭气体分子间的作用力增大

B．该密闭气体组成的系统熵增加

C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为

▲

；(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了

0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了

▲

J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度

▲

(填“升高”或“降低”)。参考答案：B0.3（2分）；降低三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.（选修3-3）（6分）如图所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞质量为m，在活塞上加一恒定压力F，使活塞下降的最大高度为?h，已知此过程中气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？

参考答案：解析：由热力学第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（9分）如图所示，质量M＝1kg的木块套在竖直杆上，并用轻绳与质量m＝2kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F＝20N拉着球，带动木块一起竖直向下匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g＝10m/s2，求：（1）运动过程中轻绳与竖直方向的夹角；（2）木块M与杆间的动摩擦因数。参考答案：

17.足够长光滑斜面Bc的倾角，小物块与水平面间的动摩擦因数为，水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接，一质量m=2kg的小物块静止于A点。现在AB段对小物块施加与水平方向成的恒力F作用，如图甲所示，小物块在AB段运动的v-t图象如图乙所示，到达B点迅速撤去恒力F。

（已知）。求：

(1)小物块所受到的恒力F．

(2)小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；(3)小物块能否返回到A点？若能，计算小物块通过A点时的速度；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离。参考答案：18.两根平行金属导轨固定倾斜放置，与水平面夹角为37°，相距d=0.5m，a、b间接一个电阻R，R=1.5Ω。在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒，bc长L=1m，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5Ω，金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑，如图1所示。在金属导轨区域加一个垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁场随时间的变化关系如图2所示。重力加速度g=10m/s2。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求：（1）t=0时刻，金属棒所受的安培力大小。（2）在磁场变化的全过程中，若金属棒始终没有离

开木桩而上升，图2中t0的最大值t0max是多大。（3）通过计算在图3中画出0～t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图像。参考答案：（1）读图（2）可知：T/s=0.8T/s，

V=0.4V。

A=0.2A，

N=0.02N。

（2）