2021年湖南省常德市乡庵中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年湖南省常德市乡庵中学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.如图所示，倾角为θ＝30°的斜面上，一质量为6m的物块经跨过定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，现将小球从水平位置静止释放，小球由水平位置运动到最低点的过程中，物块和斜面始终静止。运动过程中小球和物块始终在同一竖直平面内，则在此过程中（

）A.细绳的拉力先增大后减小B.物块所受摩擦力逐渐减小C.地而对斜面的支持力逐渐增大D.地面对斜面摩擦力先减小后增大参考答案：B【详解】A、小球向下摆动过程中，细线对小球的拉力与重力沿径向的分力的合力提供向心力，小球速度变大，所需向心力变大，所以细线对小球拉力一直增大，A错误；B、开始摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件可得摩擦力大小f＝6mgsin30°＝3mg；设滑轮到小球的距离为R，当物块在最低点时，根据动能定理可得mgR＝mv2，根据牛顿第二定律可得F﹣mg＝m，解得最低点绳子拉力为F＝3mg，此时物块的摩擦力大小为0，而绳子中的拉力一直增大，所以斜面对物块的摩擦力一直减小，故B正确；CD、对物块和斜面组成的整体分析可知，拉物体的绳子拉力在竖直方向的分力一直增大，在水平方向的分力一直增大，地面对斜面的支持力一直减小，摩擦力一直增大，故CD错误。2.（多选）如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点．下列说法中正确的是A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化率相等D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等参考答案：BCD3.（多选）如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2。则A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．滑块开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动D．最终木板做加速度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动参考答案：BD4.一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，此时质元恰在波峰，质元恰在平衡位置且向上振动。再过0.2s，质元第一次到达波峰，则A．波沿轴负方向传播B．波的传播速度为30m／sC．末质元的位移为零D．质元的振动位移随时间变化的关系式为参考答案：

答案：BC5.据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星．假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍．那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少（地球表面重力加速度g=10m/s2）（）A．40kgB．50kgC．60kgND．30kg参考答案：A：解：根据万有引力等于重力得：g=，因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍．而人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为：m=故A正确，BCD错误．故选：A【点评】：关键是知道忽略星球自转的情况下万有引力等于物体所受的重力，并能灵活运用，此外在不同环境中，举力不变．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：qEdsinα；-qEdcosα解析：由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为qEdsinα；两电荷具有的电势能为-qEdcosα。7.（5分）地核的体积约为整个球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34％。经估算，地核的地平均密度为_______________kg/m3。(结果取两位有效数字)参考答案：答案：1.2×1048.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R（R视为质点），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．（1）同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R的速度大小为5cm/s，R的加速度大小为2cm/s2．（2）（单选）R在上升过程中运动轨迹的示意图是如图的D参考答案：考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动．知道了位置坐标，由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度、求vx，再由速度合成求此时的速度大小．由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨迹．解答：解：（1）小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有：y=v0t，则有：t==s=2s，在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：x=at2，解得：a===2cm/s2，则R的速度大小：v===5cm/s；（2）因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．故答案为：（1）5，2；（2）D．点评：分析好小圆柱体的两个分运动，由运动的合成与分解求其合速度；讨论两个分运动的合运动的性质，要看两个分运动的合加速度与两个分运动的合速度是否在一条直线上，如果在一条直线上，则合运动是直线运动，否则为曲线运动，由合外力的方向判断曲线弯曲的方向．9.如图所示的电路中，电源电动势V，内电阻Ω，当滑动变阻器R1的阻值调为Ω后，电键S断开时，R2的功率为W，电源的输出功率为W，则通过R2的电流是A．接通电键S后，A、B间电路消耗的电功率仍为W．则Ω．参考答案：0.5；10.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，11.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_____________.参考答案：C12.如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器．(1)请将下列实验步骤按先后排序：________A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。(2)要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．A．秒表

B．毫米刻度尺

C．圆规

D．量角器(3)写出角速度ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义。参考答案：(1)ACBD

(2)D

(3)θ为n个点对应的圆心角，T为时间间隔13.（4分）图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于

。如图乙所示，将这个电灯与20的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为

W。（不计电流表电阻和电源内阻）参考答案：答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大；0．6三、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.(6分)如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为.入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）

参考答案：解析：作出光路如图

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由图知

则AB—AC=d·tan30°=d

出射光线与入射光线间的距离是d（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个做匀加速直线运动的物体，在最初连续相等的两个时间间隔内，通过的位移分别是24m和64m，每一个时间间隔为4s，求物体运动的初速度和加速度．参考答案：解：由题，物体做匀加速直线运动，时间间隔T=4s，第1个4s位移x1=24m，第2个4s的位移x2=64m根据推论△x=aT2得：x2﹣x1=aT2得到：a=m/s2=2.5m/s2又x1=v0T+aT2得到：=代入解得：v0=1m/s答：初速度v0为1m/s，加速度a为2.5m/s2．【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】物体做匀加速直线运动，在连续两个4s的时间间隔内所通过的位移分别为24m和64m，根据推论△x=aT2求出加速度，再由位移公式求出这个物体的初速度．17.已知地球到太阳的距离约为1.5×1011m，万有引力常量为G=6.67×10-11N、m2/kg2。试由常识通过计算求：（1）太阳的质量M（保留一位有效数字）;（2）已知火星绕太阳做圆周运动的周期为1.9地球年，求地球与火星相邻两次距离最近时的时间间隔t。参考答案：18.有一个导热性能良好的圆柱形容器，顶部由一活塞密封，容器内盛有一定量的水，通过一根细管（体积可忽略）与外界相通，如图所示。当温度为t℃时，细管中水面与容器中水面相平，被封闭空气柱的高度为H，此时水面