2021-2022学年湖南省益阳市第四中学高三物理下学期期末试卷含解析

1、2021-2022学年湖南省益阳市第四中学高三物理下学期期末试卷含解析一、 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. 如图所示叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法中不正确的是AB对A的摩擦力一定为3mgBC与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C转台的角速度一定满足：D转台的角速度一定满足：参考答案：ADB2. 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变

2、阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、 V2、 V3示数变化量的绝对值分别为V1、V2、V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则(A) A的示数增大(B) V2的示数增大(C) V3与I的比值大于r(D) V1大于V2参考答案：ACD此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大；电流表的示数增大，A项正确；电源的内阻分压增大，所以路端电压减小，即V2的示数减小，B项错误；电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，由于电流增大，定值电阻的分压增大，滑动变阻器两端的电压减小，所以V1的示数变化大于V2，D项正确；将定值电阻等效为电源的内阻，C项正确。【考点】动态电路问题、串联电路的

3、规律3. 在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示。已知变压器原、副线圈的匝数比，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1A，下列说法正确的是：A变压器输出端交流电的频率为5Hz B电流表A2的示数为0.1AC电压表V的示数为220V D变压器的输出功率为220W参考答案：D由图乙可知，交流电的周期为0.02s，由可知其频率为50Hz，A错误；原副线圈的电流跟线圈匝数成反比，故电流表A2的示数为10A，B错误；由图乙可知交流电的最大值是V，故其有效值为220V，即电压表V的示数为220V，C错误；由P=UI可知变压器的输出功率为220W，D正确。4. 如图所示，质

4、量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A物体在传送带上的划痕长B传送带克服摩擦力做的功为C电动机多做的功为D电动机增加的功率为mgv参考答案：D5. 如图所示，实线是一族未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|?|q|)，由a运动到b，电场力做正功.已知在a、b两点粒子所受电场力大小分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是()A.若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB.若Q为正电荷，则q带正电，FaFbC.若Q为负电

5、荷，则q带正电，FaFbD.若Q为负电荷，则q带正电，FaFb参考答案：A二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA=27，则在状态B的温度为33气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为300J（取1atm=1.0105Pa）参考答案：考点：理想气体的状态方程专题：理想气体状态方程专题分析：由图象可知A和B状态的各个状态参量，根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度，在等压变化的过程中，封闭气体的压力不变，根据功的公式W=FL可以求得气体对外做功的大小解答：解：由图可知，对于一定质量的理

6、想气体，在A状态时，PA=2.5atm，VA=3L，TA=27+273=300K在B状态时，PB=1atm，VB=6L，TB=？根据理想气体的状态方程可得=代入数据解得 TB=240k=33C 气体从状态A等容变化到状态M的过程中，气体的体积不变，所以此过程中不对外部做功，从状态M等压变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，压力的大小为F=PS，气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=PV=1.0105Pa（63）103=300J故答案为：33C，300J点评：根据图象，找出气体在不同的状态下的状态参量，根据理想气体状态方程计算即可，在计算做功的大小的时候，要注意A到M的过程，气体的体积不

7、变，气体对外不做功只在M到B的等压的过程中对外做功7. 如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45（相应的折射角为24），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15，如图中虚线所示，则光束2转过的角度等于_ 参考答案：答案： 98. 物理实验小组利用如圈所示的自制实验装置进行探究实验.沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合;在墙上，距离地面L的P点词定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体A、B.开始时，将两物体处于相等高

8、度位置，丝线绷直；通过刻度尺，记录A、B两物体距离地面的高度为h；然后，同时由静止释放A、B物体，较重的A物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的B物体仍向上运动，观察B物体所能到达的最大高度为2.5h，并记录下来 根据上述测量的物理量可计算A、B两物体质量之比 ; 用天平测量两物体质量，所得A、B两物体质量之比，与上述所得数据略有差距，试分析造成误差的原因 参考答案：3：1（4分）存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差（回答出任一个均给分）（2分）设物体A落地时的速度为v,则此时B物体的速度大小也是v，选地面为零势能面，由机械能守恒得，A落地后，对B物体，由机械能守恒可得，由动能定理可得0

9、-，以上三式联立可得.由于有空气阻力和尼龙丝线与滑轮间的摩擦的影响，还有H或h的测量值不准确都会造成实验误差。9. A质量为M的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度2v0/3射出。则物块的速度为，此过程中损失的机械能为。参考答案： m v02-m2 v02。由动量守恒定律，m v0=m2v0/3+Mv，解得v=.由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为E= m v02-m(2v0/3)2+Mv2= m v02-m2 v02。10. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用t表示。在小车质量未知的情况

10、下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_的点。按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤。在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，。求出与不同m相对应的加速度a。以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。若加速度与

11、小车和砝码的总质量成反比，则1/a与m处应成_关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_。（）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和t表示为a=_。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_mm，s3=_。由此求得加速度的大小a=_m/s2。（）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_。参考答案：（2(23.924.5)47.2(47.047

12、.6)1.16(1.131.19)；11. 在某些恒星内部，3个粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.9930210-26kg，粒子的质量为6.6467210-27kg，真空中光速c=3108m/s，这个核反应方程是 ，这个反应中释放的核能为 （结果保留一位有效数字）。参考答案：3He C (2分) 910-13 J12. 如图所示，三棱镜截面是边长为L=2cm的等边三角形，一束单色光与AB边成30角斜射到AB边中点上，光束进入三棱镜后与三棱镜的底边平行，再经过三棱镜折射后离开三棱镜。光束离开三棱镜时相对于入射光线偏转的角度为=_；棱镜对这束单色光的折射率n=_；这束光通过三棱镜的时间t

13、=_。(已知真空中的光速c=3108m/s)参考答案： (1). 60 (2). (3). ,110-10s【详解】解：如图所示，由于光束进入三棱镜后与三棱镜的底边平行，可知，折射率：；根据可得：，这束光通过三棱镜的时间：13. 在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池； F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板其中多余的器材是_，缺少的器材是_测量时间的工具是_；测量质量的工具是_如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带要测量的数据已用字母表示在图中，打点计时

14、器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式_参考答案：）C、E 毫米刻度尺A B能从A到B的过程中，恒力做的功为WABFsAB物体动能的变化量为EkBEkAmvmvm()2m()2m只要验证FsABm即可优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星人类为了探测距离地球大约3.0105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器它能够在自动导航系统的控制下

15、行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作下表为控制中心的显示屏上的数据：已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a1m/s2，便可使探测

16、器不与障碍物相碰15. （选修模块34）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。 参考答案：解析：由得（1分）由得，（1分）由，可知C45（1分）而光线在BC面的入射角C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. （10分）如图，在一端开口、一端封闭、粗细均匀的玻璃管内,一段长为h=25cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，管内封闭的气柱长度为L1=20cm（

17、如图a），这时的大气压强P0=75cmHg，室温是t1=27。将玻璃管缓慢地转过90o,使它开口向上，并竖直浸入热水中（如图b），待稳定后，测得玻璃管内气柱的长度L2=17.5cm。（1）求此时管内气体的温度t2（2）保持管内气体的温度t2不变，往玻璃管内缓慢加入水银，当封闭的气柱长度L3=14cm时，加入的水银柱长度是多少？（玻璃管足够长）。 参考答案：解析：（1） (3分)代入数值解得： t2=77 (2分) （2） (3分) 代入数值解得： (2分) 17. （12分）一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）。管中有一个质量不计

18、的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度t1=7,外界大气压取P0=1.0105Pa（相当于75cm汞柱高的压强）。（1）在活塞上放一个质量m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，平衡后气柱为多长？此时管内外水银面的高度差为多少（g=10m/s2）？（2）保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77,此时气柱为多长？参考答案：解析：（1）被封闭气体的初状态为 P1=P0=1.0105Pa=75cmHg， V1=LS=21S，T1=280K 末态为 V2=L2S，T2= T1=280K 根据玻意耳定律，有 ，即 得 由于 所以管内外水银面的高度差为h=3.75cm。 （2）对气体加热后，气体的状态变为 P3= P2，V3=L3S，T