2021年湖南省衡陽市常寧培元中學高三物理期末試卷含解析

2021年湖南省衡陽市常寧培元中學高三物理期末試卷含解析一、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.如圖所示，AB兩物體疊放在一起，在粗糙水平面上一起向左做勻減速運動，運動過程中B受到的摩擦力：

A．方向向左，保持不變

B．方向向右，保持不變

C．方向向左，逐漸減小

D．方向向右，逐漸減??；參考答案：B2.如圖（a）是用電流傳感器（相當于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R．圖（b）是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像．關于這些圖像，下列說法中正確的是A．圖（b）中甲是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況B．圖（b）中乙是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況C．圖（b）中丙是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況D．圖（b）中丁是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況參考答案：C3.如圖所示，A、B為相同的兩個燈泡，均發(fā)光，當變阻器的滑片P向下端滑動時，則A．A燈變亮，B燈變暗B．A燈變暗，B燈變亮C．A、B燈均變暗D．A、B燈均變亮參考答案：

答案：C4.（多選）開口向上的半球形曲面的截面如圖所示，直徑AB水平。一小物塊在曲面內A點以某一速率開始下滑，曲面內各處動摩擦因數(shù)不同，因摩擦作用物塊下滑時速率不變，則下列說法正確的是（

）A．物塊運動過程中加速度始終為零B．物塊所受合外力大小不變，方向時刻在變化C．在滑到最低點C以前，物塊所受摩擦力大小逐漸變小

D．滑到最低點C時，物塊所受重力的瞬時功率達到最大參考答案：BCA、B、物體做的是勻速圓周運動，受到的合力作為物體的向心力，產生加速度，所以物體的加速度大小不變，方向時刻在變化，所以A錯誤，B正確；C、物塊在下滑的過程中，速度的大小不變，所以沿切線方向上合力為零，重力在切線方向上的分力與摩擦力大小相等，重力在切線方向上的分力減小，摩擦力減小，所以C正確；D、物塊在下滑的過程中，速度的方向和重力方向的夾角不斷的變大，所以物塊所受重力的瞬時功率越來越小，所以D錯誤。5.（多選）A、B兩質點在同一直線上運動，t=0時刻，兩質點從同一地點運動的x﹣t圖象如上圖所示，則下列說法正確的是（）A．A質點以20m/s的速度勻速運動B．B質點先沿正方向做直線運動，后沿負方向做直線運動C．經(jīng)過4s，B質點的速度小于于A質點的速度D．在圖示的運動過程中，A、B兩質點之間的距離在0～4s內某一時刻達到最大參考答案：：解：A、位移時間圖象斜率表示該時刻的速度，則A質點的速度為v===10m/s，故A錯誤．B、圖象的斜率表示該時刻的速度，由圖象可知，B的速度先為正，后為負，所以B質點先沿正方向做直線運動，后沿負方向做直線運動，故B正確．C、經(jīng)過4s時，B質點的速度為0，小于A的速度，故C正確；D、由圖可知，0﹣4s內運動方向相同，4﹣8s內運動方向相反，所以在圖示的運動過程中，A、B兩質點之間的距離在8s末達到最大，故D錯誤．故選：BC．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，輕繩一端系在質量為m的物體A上，另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接．現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A及圓環(huán)B靜止在圖中虛線所在的位置．現(xiàn)稍微增加力F使O點緩慢地移到實線所示的位置，這一過程中圓環(huán)B仍保持在原來位置不動．則此過程中，圓環(huán)對桿摩擦力F1___

_____(填增大、不變、減小)，圓環(huán)對桿的彈力F2___

_____(填增大、不變、減小)。參考答案：.F1保持不變，F(xiàn)2逐漸增大7.如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D，吸熱

8.一物塊靜置于水平面上，現(xiàn)用一與水平方向成37°角的拉力F使物體開始運動，如圖（a）所示．其后一段時間內拉力F隨時間變化和物體運動速度隨時間變化的圖象如圖（b）所示，已知物塊的質量為0.9kg，g=10m/s2．根據(jù)圖象可求得，物體與地面間的動摩擦系數(shù)為，0～1s內拉力的大小為6.6N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的速度與時間的關系．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：由速度時間圖象抓住1～t1時間內做勻速直線運動，根據(jù)共點力平衡求出動摩擦因數(shù)，從圖象中求出物體運動的加速度，由牛頓第二定律可求得物體受到的拉力的大?。獯穑航猓何矬w在0～1s內做勻加速直線運動，在1～t1時間內做勻速直線運動，最好做勻減速直線運動．對于勻速直線運動階段，有：Fcos37°=f，f=μ（mg﹣Fsin37°）解得：．在0～1s內，做勻加速直線運動，加速度a=4m/s2．F1cos37°﹣μ（mg﹣F1sin37°）=ma解得F1=6.6N．故答案為：，6.6點評：解決本題的關鍵理清物體的運動規(guī)律，結合牛頓第二定律進行求解．9.一木塊靜止于光滑水平面上，一顆子彈沿水平方向飛來射入木塊中，當子彈進入木塊深度最大值為2厘米時，木塊沿水平面恰好移動距離1厘米。在上述過程中系統(tǒng)損失的機械能與子彈損失的動能之比為

。參考答案：

答案：2:310.如圖所示，質點O從t=0時刻開始作簡諧振動，振動頻率為10Hz。圖中Ox代表一彈性繩，OA=7m，AB=BC=5m。已知形成的繩波在繩上的傳播速度為10m/s，則在第2s內A比B多振動_____次，B比C多振動_____次。參考答案：

２

次；

５

次。11.一條細線下面掛一小球，讓小角度自由擺動，它的振動圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為________m，擺動的最大偏角正弦值約為________。參考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.0412.水平面上質量為m的滑塊A以速度v撞質量為m的靜止滑塊B，碰撞后A、B的速度方向相同，它們的總動量為___________；如果碰撞后滑塊B獲得的速度為v0，則碰撞后滑塊A的速度為____________。參考答案：mv，v－v0 13.（5分）1999年11月20日，我國發(fā)射了“神舟號”載入飛船，次日載入艙著陸，實驗獲得成功。載人艙在將要著陸之前，由于空氣阻力作用有一段勻速下落過程，若空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)k，載人艙的質量為m，則此過程中載人艙的速度應為________________。參考答案：答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學用圖甲所示的電路探究電學元件的U-I關系，得到的數(shù)據(jù)描在圖乙所示的坐標紙上．

（1）觀察圖乙所描數(shù)據(jù)點的分布情況，畫出電學元件的U-I曲線；

（2）當電壓表示數(shù)U＝2.OV時，元件的電功率值為

▲

W（保留2位有效數(shù)字），此值與元件的實際功率值相比

▲

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；（3）如果把這個電學元件直接接在一個電動勢為1.5V、內阻為2.O的電池兩端，則電學元件兩端的電壓是

▲

V．

參考答案：（1）如右圖所示（2分）（2）1.0（2分）偏大（2分）（3）0.815.某電阻元件的阻值R隨溫度t變化的圖像如圖甲所示。一個同學進行了如下設計：將一電動勢E=1.5V（內阻不計）的電源、量程5mA內阻為100Ω的電流表、電阻箱R′以及用該電阻元件R，串聯(lián)成如圖乙所示的電路。如果把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”。①電流刻度較小處對應的溫度刻度

；（選填“較高”或“較低”）②若電阻箱阻值R′=2500Ω，圖丙中3mA刻度處對應的溫度數(shù)值為

℃。（3）某同學為了測量電流表A1的內阻精確值，有如下器材：電流表A1（量程300mA，內阻約為5Ω）；電流表A2（量程600mA，內阻約為1Ω）；電壓表V（量程15V，內阻約為3kΩ）；滑動變阻器R1（0～5Ω，額定電流為1A）；滑動變阻器R2（0～50Ω，額定電流為0.01A）；電源E（電動勢3V，內阻較小）；定值電阻R0

（5Ω）；

單刀單擲開關一個、導線若干。①

要求待測電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能的減少誤差，以上給定的器材中滑動變阻器應選

。在答題卡的方框內畫出測量用的電路原理圖，并在圖中標出所用儀器的代號。②若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A1的內阻r1，則r1的表達式為r1

=

；上式中各符號的物理意義是

______________________________

。參考答案：（2）較高；

50℃。

（3）①R1（1分）；原理圖見右圖。

②；

I2、I1分別為某次實驗時電流表A2、A1的示數(shù)，RO是定值電阻的電阻大?。?分）。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內，長邊MN長為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應強度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同，整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。設在短暫時間內，MN、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v(v<v0)。（1）簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理；（2）為使列車獲得最大驅動力，寫出MN、PQ邊應處于磁場中的什么位置及λ與d之間應滿足的關系式：（3）計算在滿足第（2）問的條件下列車速度為v時驅動力的大小。參考答案：解析：（1）由于列車速度與磁場平移速度不同，導致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應，金屬框中會產生感應電流，該電流受到的安培力即為驅動力。（2）為使列車獲得最大驅動力，MN、PQ應位于磁場中磁感應強度同為最大值且反向的地方，這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大，導致框中電流最強，也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大。因此，d應為的奇數(shù)倍，即

或

（）

①（3）由于滿足第（2）問條件：則MN、PQ邊所在處的磁感應強度大小均為B0且方向總相反，經(jīng)短暫的時間，磁場沿Ox方向平移的距離為，同時，金屬框沿Ox方向移動的距離為。

因為v0>V，所以在時間內MN邊掃過磁場的面積

在此時間內，MN邊左側穿過S的磁通移進金屬框而引起框內磁通量變化

②

同理，該時間內，PQ邊左側移出金屬框的磁通引起框內磁通量變化

③

故在內金屬框所圍面積的磁通量變化

④

根據(jù)法拉第電磁感應定律，金屬框中的感應電動勢大小

⑤

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

⑥

根據(jù)安培力公式，MN邊所受的安培力

PQ邊所受的安培力

根據(jù)左手定則，MN、PQ邊所受的安培力方向相同，此時列車驅動力的大小

⑦

聯(lián)立解得

⑧17.（16分）如圖，質量m=1kg的物體以的初速度從水平面的某點向右運動并沖上半徑的豎直光滑半圓環(huán)。物體與水平面間有摩擦。（1）物體能從M點飛出，落到水平面時落點到N點的距離的最小值為多大？（2）設出發(fā)點到N點的距離為，物體從M點飛出后，落到水平面時落點到N點的距離為，作出隨變化的關系如圖。求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。（3）要使物體從某點出發(fā)后的運動過程中