湖南省怀化市溆浦县第五中学2021年高三物理期末试题含解析

湖南省怀化市溆浦县第五中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.（多选题）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：5，b是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S为单刀双掷开关，负载电阻R=25Ω，电表均为理想电表，在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（）A．当S与a连接，t=1×10﹣2s时，电流表的示数为0B．当S与a连接，t=1.5×10﹣2s时，电压表示数为50VC．将S由a拨到b时，电阻R消耗的功率为100WD．将S由b拨到a时，1s内电阻R上电流方向改变100次参考答案：CD【分析】根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论【解答】解：由图象可知，电压的最大值为V，交流电的周期为2×10﹣2s，所以交流电的频率为f=50Hz，A、交流电的有效值为220V，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为25V，根据欧姆定律知I=，根据电流与匝数成反比知原线圈电流为I1=，故A错误．B、当单刀双掷开关与a连接时，副线圈电压为25V，电压表示数为有效值为25v，不随时间的变化而变化，故B错误；C、S与b连接时，副线圈两端的电压，电阻R消耗的功率为===100W，则C正确D、变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50Hz，1s电流方向改变100次，所以D正确．故选：CD【点评】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题2.（08年合肥168中学联考）如图所示，质量为M的楔形物块静置于水平地面上，倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物体，在沿斜面向上的恒力F作用下静止，则地面对楔形木块的摩擦力为(

)A.Fsinθ

B.FcosθC.0

D.方向向左参考答案：

B3.一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t＝0开始沿y轴负方向起振，如图所示是t＝0.2s末x＝0至4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是（

）（A）这列波的周期为0.2s，振幅为10cm（B）这列波的波长为8m，波速为40m/s（C）t＝0.7s末，x＝10m处质点的位置坐标为（10m，10cm）（D）t＝0.7s末，x＝24m处的质点加速度最大且沿y轴负方向参考答案：AB4.如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动时A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。下列说法正确的是：A.A环与滑竿之间没有摩擦力B.B环与滑竿之间没有摩擦力C.A环做的是匀加速直线运动D.B环做的是匀加速直线运动参考答案：AC5.下列现象中，与原子核内部变化有关的是

（A）粒子散射（B）光电效应

（C）天然放射现象

（D）原子发光现象参考答案：答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干。并将小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶。

（1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m。让沙桶带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2。

①本实验装置图（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？

③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？

。

（2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如下图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对小车所做的功W=____；该小车动能改变量的表达式为△EK=

（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足

．则动能定理得证。参考答案：7.某同学做“探究合力的功与动能改变关系”的实验，装置如图甲所示，将光电门固定在水平轨道上的β点，用重物通过细线拉小车，保持小车质量不变，改变所挂重物质量多次进行实验，每次小车都从同一位置4静止释放.（g取1Om/s2)①用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d

=______cm；②认为小车所受拉力与重物重力大小相等.测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v,作出v2-m图象如图丙所示，由图象可知小车受到的摩擦力为______N；③重物质量较大时，v2-m图线的AB段明显弯曲，产生误差.为消除此误差，下列措施可行的是______A.

调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B.

重物质量增加后，可以改变小车释放的初始位置C.

在重物与细绳之间接一力传感器，用力传感器读数代替重物的重力参考答案：8.（4分）如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是α，球的质量都是m，球都是用轻绳系住处于平衡状态，则球对斜面压力最大的是

图情况；球对斜面压力最小的是

图情况。参考答案：乙、丙9.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为，式中C为真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为_________m/s。参考答案：答案：30解析：根据题意有，解得v＝30m/s。10.如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同。一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度

了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量

上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。

参考答案：升高

；等于11.在“验证牛顿运动定律”的实验中，作出了如图9所示的(a)、(b)图象，图(a)中三线表示实验中小车的______________不同；图(b)中图线不过原点的原因是________________________________．参考答案：12.如图所示，一定质量理想气体经过三个不同的过程a、b、c后又回到初始状态．在过程a中，若系统对外界做功400J，在过程c中，若外界对系统做功200J，则b过程外界对气体做功___▲_____J，全过程中系统▲

热量（填“吸收”或“放出”），其热量是

▲J．参考答案：13.一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是

m，振动周期为

s，图乙表示质点

(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象．该波的波速为

m／s．参考答案：0.8

4

L

0.5由甲图知，质点N的振幅是A=0.8m．由甲图得到波长为2m，由乙图得到周期为4s，故波速；由乙图判断可知t=0时刻质点处于平衡位置且向上振动，在甲图上，由于波沿x轴正方向传播，运用波形平移法可知L点处于平衡位置且向上振动，所以乙图是L的振动图象。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h．某小组同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．

A．用刻度尺测出物体下落高度h，用打点间隔数测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v．

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v．

C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v．

（1）以上方案中只有一种正确，正确的是

。（填入相应的字母）

（2）在该实验中，有几个注意点，以下描述正确的是

。

A．为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上

B．可以选用质量很大的重锤，先用手托住，等计时器通电后再释放重锤

C．只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零

D．实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减小量参考答案：（1）D（2）AC（1）物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v=gt，v=，都是自由落体运动的公式．故A、B错误．物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，故C错误．D为验证机械能守恒定律的实验测量方案，故D正确．（2）选项B中重锤质量并不是越大越好，选项D中由于摩擦不可能完全消除，实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略小于重力势能的减小量，AC符合实验要求。15.游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺，游标尺刻度的总长为9mm，游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm。有一把这样的游标卡尺，由于长期使用，测量爪磨损严重，当左、右测量爪合在一起时，游标尺的零线与主尺的零线不重合，出现如图所示的情况，此时两零刻线间的距离为____________mm参考答案：0.4

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）物理课上，老师将两本相同的物理课本逐页插在一起放在水平桌面上，设每本无理数的页数为，质量为，且每页的质量相等，书页之间的动摩擦因数为μ1，书本和桌面之间的动摩擦因数为μ2，两个同学要水平抽出这两本书，至少需要多大的拉力？参考答案：解析：每页书的质量m0=m/s，甲书受摩擦力：f甲=μ1[m0g+2m0g+3m0g+……(2n-1)m0g]=nμ1(2n-1)m0g=μ1(2n-1)mg乙书受摩擦力：f乙=μ1[m0g+2m0g+3m0g+……(2n-1)m0g]+2μ2mg=nμ1(2n-1)m0g+2μ2mg=μ1(2n-1)mg+2μ2mg故甲同学需要的拉力最小为T甲=f甲=μ1(2n-1)mg故乙同学需要的拉力最小为T乙=f乙=μ1(2n-1)mg+2μ2mg17.如图所示，是一种电子扩束装置的原理示意图。直角坐标系原点O处有一电子发生器，朝xOy平面内x≥0区域任意方向发射电子，电子的速率均为，已知电子的电荷量为e、质量为m。在0≤x≤d的区域内分布着沿x轴负方向的匀强电场，场强大小,在x>d区域内分布着足够大且垂直于xOy平面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度。ab为一块很大的平面感光板，在磁场内平行于y轴放置，电子打到板上时会在板上形成一条亮线。不计电子的重力和电子之间的相互作用。(1)求电子进入磁场时速度的大小；(2)当感光板ab沿x轴方向移到某一位置时，恰好没有电子打到板上，求感光板到y轴的距离(3)保持(2)中感光板位置不动，若使所有电子恰好都能打到感光板上，求磁感应强度的大小以及电子打到板上形成亮线的长度。参考答案：见解析(1)根据动能定理：

(3分)得

(1分)(2)由v0＝知，对于沿y轴负方向射出的电子进入磁场时与边界线夹角θ＝60°

若此电子不能打到ab板上，则所有电子均不能打到ab板上。当此电子轨迹与ab板相切时，根据洛伦兹力提供向心力有

(2分)又

得

(1分)由几何知识

(1分)解得

(1分)（3）易知沿y轴正方向射出的电子若能打到ab板上，则所有电子均能打到板上。其临界情况就是此电子轨迹恰好与ab板相切

此时

(1分)故

(1分)由

解得

(2分)此时，所有