2021年湖南省长沙市第四十二中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年湖南省长沙市第四十二中学高三物理上学期期末试题含解析一、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.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为25V，d点的电势、c点的电势可能为为

（

）

A．4V、9V

B．8V、12V

C．12V、15V

D．24V、29V参考答案：AD2.（单选题）已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流。规定磁场垂直纸面向里为正方向，在0-R区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是

（

）参考答案：C根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零。由于规定B的正方向垂直纸面向里，故C正确。高考资源网故选C。3.仅仅16岁零9个月15天，杭州女孩叶诗文的成就已“前无古人”.2012年12月16日凌晨，她以破赛会纪录的成绩勇夺短池世锦赛女子200米混合泳冠军，仅仅两年时间，她便成为中国游泳史上第一位集奥运会、世锦赛、短池世锦赛和亚运会冠军于一身的全满贯．叶诗文夺得冠军说明她在这次比赛中下列的哪一个物理量比其他运动员的大()A．跳入泳池的速度

B．终点撞线时的速度C．全程的平均速率

D．掉头的速度参考答案：C4.已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度。实验方法：1先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针,N极指向北方；2给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向（由东向西看）与线圈中央的合磁感应强度分别为

A顺时针

B

顺时针

C

逆时针

D

逆时针

参考答案：D5.（单选）如图所示，在一辆上表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1＞m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球()A．一定相碰

B．一定不相碰

C．不一定相碰D．难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物体以一定的初速度从一光滑斜面底端A点上滑，最高可滑至C点，B是AC的中点，如图所示，已知物块从A至B所需时间t0,问它从B经C再回到B，需要的时间

。参考答案：

7.(3-4模块)(3分)一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x=0.96m。波源O点刚开始振动时的振动方向__▲___(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，波的周期为___▲___s。从图中状态为开始时刻，质点P经过__▲__s时间第二次达到波峰。

参考答案：答案:y的负方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)8.某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。实验次数1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐标纸上作出图象。②上述图象不过坐标原点的原因是：

。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？

。④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：

（选填“是”或“否”）。参考答案：9.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3×105J，则此过程中气体

（填“吸收”或“放出”）的热量是

J。此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了

J。参考答案：10.我国交流电的周期为________，频率为________，1min内电流方向改变了___次。参考答案：0.02s

50Hz

6000次。11.如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点。若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为____________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为____________J。参考答案：60；28

12.半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连结在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳。开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F=mg，两圆盘转过的角度θ=

时，质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度θ=，则此时恒力F=

。参考答案：答案：，mg解析：速度最大的位置就是力矩平衡的位置，则有Fr=mg2rsin，解得θ=。若圆盘转过的最大角度θ=，则质点m速度最大时θ=，故可求得F=mg。13.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和重物的总重力。利用纸带及已知数据结合匀变速直线运动的推论△x=aT2求加速度。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些，理由是___________。自由落体实验斜面小车实验验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律

(2)如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的，简要写出判断依据________________________。

图丙

图丁(3)如图丁是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()

A．vN＝gnT

B．vN＝

C．vN＝

D．vN＝g(n－1)T参考答案：(1)甲

该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便(2)4.83m/s2

乙

因为物体的加速度比g小得多

(3)BC15.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω．参考答案：(1)

50.15(2分)

(2)4.700(2分)

(3)

220

(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在空间有一坐标系xOy中，直线OP与x轴正方向的夹角为300，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II，直线OP是他们的边界，OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域I，质子先后通过磁场区域I和II后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），试求：（1）区域II中磁场的磁感应强度大小；（2）粒子在第一象限中的运动时间；（3）Q点到O的距离．参考答案：（1）设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域II中磁感应强度为B/，由牛顿第二定律qvB=m

……①1分qvB=m

……②1分粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为300，故质子在磁场I中轨迹的圆心角为θ=600

……2分则△O1OA为等边三角形OA=r1……③1分r2=OAsin300……④1分由①②③④解得区域II中磁感应强度为B/=2B……1分(2)粒子在I区中的运动时间t1=T1/6==……2分粒子在Ⅱ区中的运动时间t1=T2/4==……2分粒子在第一象限中运动的时间为：t=t1+t2=……1分(3)Q点坐标x=OAcos300+r2=r1cos300+r2

……2分得x=·…2分17.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM＝ON，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为。若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷，g取10m/s2.（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化，电场力共做多少功？（2）N点的高度h为多少？（3）若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。参考答案：(1)电势能先减少后增加（2分）电场力做功为零（2分）(2)（2分）（2分）解得：（３分）(３)Ｍ到Ｄ（2分）N到D：（2分）解得：（2分）（3分）18.（计算）（2014秋?广饶县月考）如图所示，水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小．传送带的运行速度为V0=6m/s，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A端，长度为L=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圆弧半径为R=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3，重力加速度g=10m/s2，试求：（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向（3）若滑块从“9”形规道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ=60°的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h（保留两位有效数字）参考答案：（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间为3s；（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小为90N，方向竖直向上．（3）P、D两点间的竖直高度为0.47m．解：（1）在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律μmg=ma，得a=μg=0.3×10m/s2=3m/s2．加速到与传送带达到同速所需要的时间，位移，之后滑块做匀速运动的位移s2=L﹣s1=6m，所