2021年湖南省常德市石板灘中學高三物理下學期期末試題含解析

2021年湖南省常德市石板灘中學高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示是“跑步機”示意圖，質(zhì)量為m的運動員踩在與水平面成a角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f．在皮帶以速度v勻速向后運動的過程中，下列說法中正確的是

A．人腳對皮帶的摩擦力平行于皮帶斜向上

B．人對皮帶不做功

C．人對皮帶做功的功率為fv

D．人對皮帶做功的功率為mgv參考答案：C2.關于物理學研究方法，下列敘述中正確的是A．伽利略在研究自由落體運動時采用了微量放大的方法B．用點電荷來代替實際帶電體是采用了理想模型的方法C．在探究求合力方法的實驗中使用了控制變量的方法D．法拉第在研究電磁感應現(xiàn)象時利用了理想實驗的方法參考答案：B3.如圖所示，匝數(shù)為100匝的矩形線圈abcd處于磁感應強度B=T的水平勻強磁場中，線圈面積S=0.5m2，內(nèi)阻不計．線圈繞垂直于磁場的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動。線圈通過金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連，變壓器的副線圈接入一只“12V，12W”燈泡，燈泡正常發(fā)光，下列說法中正確的是A．通過燈泡的交變電流的頻率是50HzB．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為l0∶1C．矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120VD．若將燈泡更換為“12V．24W”且保證其正常發(fā)光，需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速參考答案：B解析：由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是5Hz，選項A錯誤；矩形線圈在水平勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應電動勢最大值為NBSω=100××0.5×10πV=120V，變壓器輸入電壓為120V，由變壓器變壓公式可知，變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為l0∶1，選項B正確C錯誤；若將燈泡更換為“12V．24W”且保證其正常發(fā)光，不需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速，選項D錯誤。4.(單選)一定質(zhì)量的理想氣體，在某一狀態(tài)變化過程中，氣體對外界做功8J，氣體內(nèi)能減少12J，則在該過程中

A．氣體吸熱4J

B．氣體放熱4J

C．氣體吸熱20J

D．氣體放熱20J參考答案：B5.（多選）水平地面上有兩個固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，底邊長分別為L1、L2，且L1＜L2，如圖所示。兩個完全相同的小滑塊A、B（可視為質(zhì)點）與兩個斜面間的動摩擦因數(shù)相同，將小滑塊A、B分別從甲、乙兩個斜面的頂端同時由靜止開始釋放，取地面所在的水平面為參考平面，則A．從頂端到底端的運動過程中，由于克服摩擦而產(chǎn)生的熱量一定相同B．滑塊A到達底端時的動能一定比滑塊Ｂ到達底端時的動能大C．兩個滑塊從頂端運動到底端的過程中，重力對滑塊A做功的平均功率比滑塊B的大D．兩個滑塊加速下滑的過程中，到達同一高度時，機械能可能相同參考答案：【知識點】

功能關系；電功、電功率．J3E6【答案解析】BC

解析：A、A、B滑塊從斜面頂端分別運動到底端的過程中，摩擦力做功不同，所以克服摩擦而產(chǎn)生的熱量一定不同，故A錯誤；B、由于B物塊受到的摩擦力f=μmgcosθ大，且通過的位移大，則克服摩擦力做功多，滑塊A克服摩擦力做功少，損失的機械能少，根據(jù)動能定理，可知

滑塊A到達底端時的動能一定比B到達底端時的動能大，故B正確；C、整個過程中，兩物塊所受重力做功相同，但由于A先到達低端，故重力對滑塊A做功的平均功率比滑塊B的大，故C正確；D、兩個滑塊在斜面上加速下滑的過程中，到達同一高度時，重力做功相同，由于乙的斜面傾角大，所以在斜面上滑行的距離不等，即摩擦力做功不等，所以機械能不同，故D錯誤．故選：BC．【思路點撥】重力做功只與始末位置有關，據(jù)此確定重力做功情況，由于重力做功相同，故重力的平均功率與物體下滑時間有關，根據(jù)下滑時間確定重力做功功率，同時求得摩擦力做功情況，由動能定理確定物體獲得的動能及動能的變化量，根據(jù)摩擦力做功情況判斷產(chǎn)生的熱量是否相同．本題主要考查動能定理和功能關系．關鍵要明確研究的過程列出等式表示出需要比較的物理量．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行線速度之比是v1:v2=1:2，它們運行的軌道半徑之比為__________；所在位置的重力加速度之比為__________。參考答案：_4:1___；__

1:16___。7.在河面上方20m的岸上有人用長繩栓住一條小船，開始時繩與水面的夾角為．人以恒定的速率v＝3m/s拉繩，使小船靠岸，那么s后小船前進了_________m，此時小船的速率為_____m/s．參考答案：19.6；5

8.超導磁懸浮列車（圖甲）推進原理可以簡化為圖乙所示的模型：在水平面上相距為L的兩根平行直導軌間有豎直方向等距離分布的勻強磁場B1和B2，且B1=B2=B，每個磁場的寬度都是l，相間排列。金屬框abcd（懸浮在導軌上方）跨在兩導軌間，其長和寬分別為L、l。當所有這些磁場都以速度v向右勻速運動時，金屬框abcd在磁場力作用下將向________（填“左”或“右”）運動。若金屬框電阻為R，運動中所受阻力恒為f，則金屬框的最大速度為_________________參考答案：右

磁場向右勻速運動，金屬框中產(chǎn)生的感應電流所受安培力向右，金屬框向右加速運動，當金屬框勻速運動時速度設為vm，感應電動勢為E=2BL（v-vm），感應電流為，安培力為F=2BLI，安培力與阻力平衡，F(xiàn)=f，解得vm=9.（6分）2004年7月25日，中國用長征運載火箭成功的發(fā)射了“探測二號”衛(wèi)星．圖是某監(jiān)測系統(tǒng)每隔2.5s拍攝的，關于起始勻加速階段火箭的一組照片。已知火箭的長度為40m，用刻度尺測量照片上的長度，結(jié)果如圖所示。火箭的加速度a=

m/s2，火箭在照片中第2個像所對應時刻的瞬時速度大小υ=

m/s。參考答案：答案：8

(3分)

42

（3分）10.如圖所示，A、B兩滑環(huán)分別套在間距為1m的光滑水平細桿上，A和B的質(zhì)量之比為1∶3，用一自然長度為1m的輕彈簧將兩環(huán)相連，在A環(huán)上作用一沿桿方向的、大小為20N的拉力F，當兩環(huán)都沿桿以相同的加速度a運動時，彈簧與桿夾角為53°。（cos53°=0.6）則彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬間，A的加速度為a′，a′與a大小之比為

。參考答案：100N/m。

3:111.如圖是用打點計時器（頻率為50Hz）測

定勻變速直線運動的加速度時得到的紙帶，從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，則相鄰的兩個計數(shù)點的時間間隔為___________s，測得OA=6.80cm，CD=3.20cm，DE=2.00cm，則物體運動加速度大小為_________m/s2，D點的速度大小為__________m/s。參考答案：12.如圖為氫原子的能級圖，一群氫原子在n=4的定態(tài)發(fā)生躍遷時，能產(chǎn)生

種不同頻率的光，其中產(chǎn)生的光子中能量最大是

ev參考答案：6、

12．75ev13.一質(zhì)量為M=1.2kg的物塊靜止在光滑水平桌面上，一質(zhì)量為m=20g的子彈以水平速度v0=100m/s射入物塊，在很短的時間內(nèi)以水平速度10m/s穿出．則子彈穿出木塊時，子彈動量改變量的大小為1.8kg?m/s，木塊獲得的水平初速度大小為1.5m/s．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：子彈穿過木塊的過程系統(tǒng)動量守恒，應用動量的計算公式與動量守恒定律可以求出動量的該變量與木塊的速度．解答：解：子彈動量的該變量：△p=mv﹣mv0=0.020×10﹣0.020×100=﹣1.8kg?m/s，負號表示方向；子彈穿過木塊過程系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0=mv+Mv′，代入數(shù)據(jù)解得：v′=1.5m/s；故答案為：1.8；1.5．點評：本題考查了求動量的變化量、求速度，應用動量的計算公式、動量守恒定律即可正確解題．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某小組用圖示器材測量重力加速度的大小。實驗器材由底座帶有標尺的豎直桿、光電計時器A和B、鋼制小球和網(wǎng)兜組成。通過測量小球在A、B間不同位移時的平均速度，求重力加速度?；卮鹣铝袉栴}：（1）實驗中保持A不動，沿桿向下移動B，測量A、B之間的距離h及鋼球經(jīng)過該距離所用時間t，經(jīng)多次實驗繪出h/t與t關系圖象如圖所示。由圖可知，重力加速度g與圖象的斜率k的關系為g＝

，重力加速度的大小為

m/s2；（2）若另一小組用同樣的實驗裝置，保持B不動，沿桿向上移動A，則

(選填“能”或“不能”)通過上述方法測得重力加速度；（3）為減小重力加速度的測量誤差，可采用哪些方法？

(提出一條即可)。參考答案：⑴2k，9.60～9.80；

⑵能；⑶AB間距離盡可能大，鋼球體積盡可能小等。15.圖甲為歐姆表的電路原理圖，可將歐姆表內(nèi)部（圖中虛線框內(nèi)）等效為一電源。設計圖乙電路測量歐姆表某擋位的電動勢與內(nèi)阻，具體操作如下：A.將歐姆表的_______旋至某擋位，a、b兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進行_____；B.將毫安表與滑動變阻器R1按圖乙連接；C.調(diào)節(jié)消動變阻器R1滑片的位置，讀出亳安表的示數(shù)I和對應的歐姆表示數(shù)R，將多組數(shù)據(jù)填入表中。

123456R/kΩ0.51.01.52.02.53.0I/mA1.481.201.030.860.740.671/I/mA-10.680.830.971.161.351.49

完成下列內(nèi)容：（1）填寫操作A中橫線上的內(nèi)容：（2）圖甲中a為__________（選填“紅”、“黑”）表筆；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點（第四組數(shù)據(jù)）并畫出關系圖象__________；（4）由圖象可得歐姆表該檔位的電動勢為__________V，內(nèi)阻為__________kΩ。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

(1).（1）選擇開關；

(2).歐姆調(diào)零

(3).（2）紅

(4).（3）見解析；

(5).（4）3.0V；

(6).1.5kΩ【詳解】A、將歐姆表的選擇開關旋至某擋位，a、b兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進行歐姆調(diào)零；（2）圖甲中a為紅表筆；（3）畫出關系圖象如圖；（4）設等效電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則，即由圖像可知：；，解得E=3.0V；r=1.5kΩ四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）如圖所示，一個內(nèi)軌光滑外軌粗糙的圓形軌道豎直放置，圓心處有一個帶正電的點電荷（內(nèi)外軌相距很近，半徑均可視為R），在軌道最低點放一個帶負電的小球，質(zhì)量為m，直徑略小于內(nèi)外軌的距離，現(xiàn)給小球一個水平初速度，經(jīng)過一段時間后，小球在P、Q之間來回往復運動不止，OP、OQ與豎直方向的夾角為θ=37°．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）試求：（1）小球能否通過最高點？（2）小球與圓心點電荷的庫侖力；（3）整個過程中小球在最低點對外軌的最大壓力；（4）整個過程中小球克服摩擦所做的功Wf和庫侖力所做的功Wk．參考答案：見解析解：（1）假設沒有摩擦力，則過程中機械能守恒，因此由機械能守恒定律可知：解得：h=R，因此小球不可能到達最高點；（2）根據(jù)經(jīng)過一段時間后，小球在P、Q之間來回往復運動不止，則說明不再受到摩擦力作用，則有當小球運動到最低點時，恰好由庫侖力與重力提供向心力，根據(jù)機械能守恒定律可得：解得：v2=0.4gR再由牛頓第二定律可得：解得：F=1.4mg（3）整個過程中小球在最低點速度最大時，則球?qū)ν廛壍膲毫ψ畲?，因此根?jù)牛頓第二定律可得：解得：N=1.6mg（4）由于庫侖力與速度方向始終垂直，所以庫侖力不做功．即W庫=0再由動能定理對小球在整個過程中，則有=0.8mgR答：（1）小球不能否通過最高點；（2）小球與圓心點電荷的庫侖力為1.4mg；（3）整個過程中小球在最低點對外軌的最大壓力為1.6mg；（4）整個過程中小球克服摩擦所做的功Wf為0.8mgR和庫侖力所做的功Wk為零．17.如圖所示，質(zhì)量為3kg的木箱靜止在光滑的水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板正中央放著一個質(zhì)量為1kg的小木塊，小木塊可視為質(zhì)點．現(xiàn)使木箱和小木塊同時獲得大小為2m/s的方向相反的水平速度，小木塊與木箱每次碰撞過程中機械能損失0.4J，小木塊最終停在木箱正中央．已知小木塊與木箱底板間的動摩擦因數(shù)為0.3，木箱內(nèi)底板長為0.2m．求：①木箱的最終速度的大?。虎谛∧緣K與木箱碰撞的次數(shù)．參考答案：：解：①設最終速度為v，木箱與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，以木箱的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：Mv﹣mv=（M+m）v′，代入數(shù)據(jù)得：v′=1m/s；②對整個過程，由能量守恒定律可得：mv2+Mv2=△E+（M+m）v′2，設碰撞次數(shù)為n，木箱底板長度為L，則有：n（μmgL+0.4）=△E，代入數(shù)據(jù)得：n=6；答：①木箱的最終速度的大小為1m/s；②小木塊與木箱碰撞的次數(shù)為6次．18.如圖所示，光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓軌道，在離B距離為x的A點，用水平