湖南省常德市桃源县三阳港镇中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

湖南省常德市桃源县三阳港镇中学2021年高三物理下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.（2005?西城区模拟）若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量为G，则由此可求出（）A． 某行星的质量 B． 太阳的质量 C． 某行星的密度 D． 太阳的密度参考答案：B解：A、根据题意不能求出行星的质量．故A错误；B、研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：=m得：M=，所以能求出太阳的质量，故B正确；C、不清楚行星的质量和体积，所以不能求出行星的密度，故C错误；D、不知道太阳的体积，所以不能求出太阳的密度．故D错误．故选：B．2.如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上．小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M＞m.现用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T；若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′.则()A．a′＝a，T′＝TB．a′＞a，T′＝TC．a′＜a，T′＝T

D．a′＞a，T′＞T参考答案：B3.一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是

A．在0—6s内，物体离出发点最远为30m

B．在0—6s内，物体经过的路程为40m

C．在0—4s内，物体的平均速率为7．5m/s

D．在5—6s内，物体所受的合外力做负功参考答案：BC4.（单选）一架大型直升飞机在起飞时，主旋翼提供大小为2mg的向上的升力，该直升机有两个螺旋桨，每个螺旋桨向后对空气的作用力恒为mg，若不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（

）A．该直升机可能处于平衡状态

B．该直升机起飞时以做匀加速直线运动C．空气对直升机的作用力为mg

D．空气对直升机的作用力为4mg参考答案：B5.（多选题）如图甲所示，水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v﹣t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2＞v1，错误的是（）A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用参考答案：ACD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】小物块滑上传送后在阻力作用下做匀减速直线运动，当速度减为0时，小物块又反向匀加速运动最后与传送带一起向右运动．根据图象分析有：0～t1时间内木块向左匀减速直线运动，受到向右的摩擦力，t1﹣t2小物块向右匀加速，t2﹣t3当速度增加到与皮带相等时，一起向右匀速，摩擦力消失．【解答】解：A、在0﹣t1时间内小物块向左减速，受向右的摩擦力作用，在t1﹣t2时间内小物块向右加速运动，受到向右的摩擦力作用，t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故A错误；B、t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，则知小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；C、0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故C错误；D、如图知，t2﹣t3小物块做匀速直线运动，此时受力平衡，小物块不受摩擦力作用，故D错误；本题选错误的，故选：ACD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为一定质量的理想气体的状态变化过程的图线A→B→C→A，则B→C的变化是过程，若已知A点对应的温度TA=300K，B点对应的温度TB=400K，则C点的对应的温度TC=

K。参考答案：

等压、533.37.为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz)．(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？答：将木板的一端用木块垫起适当的高度，使小车能下滑即可．(2)当我们分别用相同的橡皮筋1条、2条、3条、……并起来进行第1次、第2次、第3次、……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如下图所示的是其中四次实验打出的部分纸带．

(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表：次数1234橡皮筋对小车做功W

小车速度v(m/s)

v2(m2/s2)

从表中数据可得出结论：____________________________________________________.

参考答案：固定打点计数器(1分)缓慢匀速(1分)次数1234

橡皮筋对小车做功W2W3W4W三行各1分，有错不得分小车速度v(m/s)1.01.4151.732.0v2(m2/s2)1.02.03.04.0结论：橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比8.质点在x轴上运动，其位置坐标x随时间t的变化关系为x=2t2+2t﹣4，则其加速度a=4m/s2．当t=0时，速度为2m/s（x的单位是m，t的单位是s）．参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根据x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．当t=0时，速度为2m/s．故本题答案为：4，2点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=．9.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s．请回答下列问题：①从图示时刻起再经过

s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为

cm．参考答案：①0.5（2分）②(cm)（2分）试题分析：①根据波的传播原理，是质点的振动形式在介质里匀速传播，x=0m，处的质点处于波峰位置，所以当它的振动形式传播到B点时，B点第一次出现在波峰，用时；②由图知质点A在t=o时刻处于平衡位置且向下振动，，，所以质点A的振动方程为(cm)。考点：本题考查机械波的传播10.作匀速圆周运动的飞机，运动半径为4000m，线速度为80m/s，则周期为

s，角速度为

rad/s。

参考答案：11.近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为

，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过

次衰变，

次衰变．（3）静止的氡核（）放出一个速度为v0的粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误

B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；

故选：BD．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为．

设经过了n次α衰变，m次β衰变．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．

则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由题意得，释放的核能E=+解得E=【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．

根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．

先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．12.在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大功率为0.9W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．解答：解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案为：5，0.9．点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．13.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为

，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为

。参考答案：感应电流产生的焦耳热，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：(1)计算的公式为=

；(2)根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，则物体的加速度a=

m/s2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比

（选填：偏大、偏小或不变）．参考答案：15.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，某同学选中一个标有“2.5V，0.6W”的小灯泡，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：电压表V1（量程6V，内阻约为6kΩ）;

电压表V2（量程3V，内阻约为3kΩ）;电流表（量程300mA，内阻约为1Ω）;电流表（量程150mA，内阻约为2Ω）滑动变阻器（最大阻值200Ω）;

滑动变阻器（最大阻值10Ω）直流电源（电动势4.5V，=0.8Ω）（1）实验中电压表应选________，电流表应选_______，滑动变阻器应选________；（填写器材代号）（2）以下的四个电路中应选用________电路图进行实验。（3）做完上述实验后，该同学接着用上述所选电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图甲所示，则三个元件中属于线性元件的是_______（填写曲线代号）。然后他用图乙所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图甲上，它们是点和点。已知，则该电源的电动势=_______V，内电阻=_______Ω。这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P=_______W。参考答案：（1）V2

A1

R2（2）A

（3）1;

3.0;

1.2;

0.2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部分射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图所示），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右