湖南省长沙市宁乡县第四高级中学2021年高三物理期末试卷含解析

湖南省长沙市宁乡县第四高级中学2021年高三物理期末试卷含解析一、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1.一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，相邻两次闪光的时间间隔为1s．分析照片发现，质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m．由此，算不出来的物理量是：(A)第1次闪光时质点的速度．(B)质点运动的加速度．(C)从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点通过的位移．(D)质点运动的初速度．参考答案：D2.（多选）如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻，电容器C的击穿电压为22V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是A．电压表的示数为220VB．原副线圈的匝数比为10：1C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u=311sin100tV参考答案：AD3.（多选）如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩勾住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计．静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°．下列判断正确的有（）A．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mgB．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为gC．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mgD．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g参考答案：解：A、原来p、q对球的拉力大小均为mg．p和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法向和切线正交分解（见图1），得F﹣mgcos60°=，即，合力为mgsin60°=ma，A错误，B正确；C、q和球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg（见图2），球的加速度为大小为g．故C错误，D正确；故选：BD．4.（多选）如图所示，a、b间接入电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(当温度升高时，其阻值将减小)，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是()A．A1的示数增大，A2的示数增大B．V1的示数不变，V2的示数减小C．A1的示数增大，A2的示数减小D．V1的示数减小，V2的示数减小参考答案：BC解：当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，所以D正确．选：BC．5.下列关于匀强电场中电势差和场强的关系，正确的有A.任意两点的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B.电势降低的方向就是场强的方向C.电势差越大，场强一定越大D.沿着电场线方向，距离相同的两点之间电势差相同参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体

▲

（填“吸收”或“放出”）

▲

J热量。参考答案：吸收

260J；7.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：0.5

0.28.(4分)在一个小电灯和光屏之间，放一个带圆孔的遮光板，在圆孔直径从1cm左右逐渐减小直到闭合的整个过程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________几种现象（选择下列现象，将序号填入空中）①完全黑暗

②小孔成像

③衍射光环

④圆形亮斑参考答案：

④②③①9.一个同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为s，测得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为_______m/s2，图中x2约为________cm。（结果保留3位有效数字）参考答案：9.72,

9.84(填对1个空3分,2个空5分)由，可得答案。

10.一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E为

??

V；内电阻r为

??

Ω。参考答案：答案：3，211.若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是

(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能

(填“增加”、“减少”或“不变”)．参考答案：C

增加

12.一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1。已知地球与月球的质量之比约为81∶1，则该处到地心与到月心的距离之比约为

。参考答案：答案：9:2解析：由万有引力定律，卫星受到地球和月球的万有引力分别为F地=G，F月=G，代入题目给定的数据可得R地:R月=9:2。13.（5分）从地面上以初速度竖直上抛一物体，相隔时间后又以初速度从地面上竖直上抛另一物体，要使、能在空中相遇，则应满足的条件是

。参考答案：解析：在同一坐标系中作两物体做竖直上抛运动的图像，如图所示。要A、B在空中相遇，必须使两者相对于抛出点的位移相等，即要求图线必须相交，据此可从图中很快看出：物体最早抛出时的临界情形是物体落地时恰好与相遇；物体最迟抛出时的临界情形是物体抛出时恰好与相遇。故要使能在空中相遇，应满足的条件为：。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化关系”的实验如图所示．当图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2条、第3条…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则关于是否完全平衡掉摩擦力，下面操作正确的是：D（填所选答案的字母序号）A．放开小车，小车能够自由下滑即可B．放开小车，小车能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可（2）设第1次小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功为W．若在某次操作时用4根同样的橡皮筋并在一起进行，并使小车从同样的位置被弹出，则该次橡皮筋对小车做的功是4W．（3）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的相邻点的间隔大致相同部分进行测量．参考答案：解：实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确．故选：D．（2）橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处．故第二次将4条橡皮筋并在一起，并且与第一次拉伸的长度一样，小车在橡皮筋的作用下从静止弹出，沿木板滑行，橡皮筋对小车所做的功是W的4倍，（3）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分故答案为：（1）D；（2）4W；（3）相邻点的间隔大致相同15.（13分）如图甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用新电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表______________________，原因是：___________________________________________，从而影响测量值的精确性．为了较精确地测量一节新电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R0（R0＝1.50Ω），滑动变阻器R1（0~10Ω），滑动变阻器R2（0~200Ω），开关S．（1）实验电路原理图如图乙，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是______________________________________________________________．（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

（填R1或R2）．（3）用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图．（4）实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池内阻的表达式r=

．（用I1、I2、U1、U2和R0表示）

（5）处理实验数据时，测出两组U、I值，便可计算出电池的电动势和内阻，这样做虽然简单，但误差可能较大．处理数据时如何减少实验误差，请你提出一个处理方法：参考答案：答案：电压表读数变化很小（1分），新电池的内阻很小，内电路的电压降很小．（2分）

（1）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏（或限制电流，防止电源短路）.（2分）

（2）R1（2分）

（3）如图所示，有一处画错不给分（2分）

（4）

（2分）

（5）尽可能多测几组U、I值，分别求出每组

的E、r值，最后求平均值（或作U-I图像利用图线在坐标轴上截距求出E、r）.（2分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为30°，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴．斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为；现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动．当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；（2）恒力F的大小．参考答案：考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）物体具有的机械能等于物体的动能加势能，利用图象关系即可求得（2）以AB组成的系统，当物体B运动到，利用动能定理球的速度，再利用牛顿第二定律与运动学公式即可求得恒力解答：解：（1）B物体最初的动能够为零，重力势能为Ep=﹣，故B物体的机械能为上升后由图象可求B物体的机械能为（2）F为恒力，AB组成的系统以恒定的加速度运动，当B运动时机械能为零，可得解得v=由运动学公式求的a=对AB组成的系统由牛顿第二定律得F+m1gsinθ﹣m2g=（m1+m2）aF=答：（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2为（2）恒力F的大小为．点评：本题主要考查了动能定理与运动学及牛顿第二定律的综合运用，利用好图象是关键17.如图所示，在质量为m=1kg的重物上系着一条长30cm的细绳，细绳的另一端连着一个轻质圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数μ为0.75，另有一条细绳，在其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50cm的地方，当细绳的端点挂上重物G，而圆环将要开始滑动时，（g取10/ms2）试问：（1）角多大？（2）长为30cm的细绳的张力是多少：（3）圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？参考答案：（2）如图所示选取坐标轴，根据物体m处于平衡状态，则有：18.如图甲，水平地面上有一个轻质弹簧自然伸长，左端固定在墙面上，右端位于O点。地面右端M紧靠传送装置，其上表面与地面在同一水平面。传送装置在半径为r、角速度为的轮A带动下沿图示方向传动。在弹性限度范围内，将小物块P1往左压缩弹簧到压缩量为x时释放，P1滑至M点时静止，其速度图像如图乙所示（虚线0q为图线在原点的切线，bc段为直线）。之后，物块P2在传送装置上与M距离为l的位置静止释放，P1、P2碰撞后粘在一起。已知P1、P2质量均为m，与传送装置、水平地面的动摩擦因数均为，M、N距离为，重力加速度为g。（1）求弹簧的劲度系数k以及O、M的距离s。（2）要使P1、P2碰撞后的结合体P能回到O点，求l的取值范围以及P回到O点时的速度大小v与l的关系表达式。参考答案：解：（1）由图乙知，刚释放弹簧时，P1具有的加速度为