湖南省株洲市醴陵青云中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

湖南省株洲市醴陵青云中学2021年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.如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重或失重的考验，下列说法正确的是()A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态

C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力小于其重力D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力也逐渐减小但仍大于其重力参考答案：D2.（单选）如图所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角为=37°的斜面B上静止不动。若用通过球心的水平推力F=10N作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2，则(

)A.物体A受到斜面B的摩擦力增加8NB.物体A对斜面B的作用力增加10NC.地面对斜面B的弹力增加6ND.地面对斜面B的摩擦力增加10N参考答案：D解析：A、没有施加力F时，对物体受力分析：根据平衡条件：f=mgsinθ=4×10×0.6=24N施加力F后，对物体受力分析，如图：根据平衡条件，在斜面方向：f′+Fcosθ=mgsinθ代入数据解得：f′=16N故物体受到斜面的摩擦力减少：△f=24N-16N=8N，故A错误；B、没有施加力F时根据平衡条件A受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40N，根据牛顿第三定律物体A对斜面的作用力为40N反向向下，

施加力F后物体A对斜面的作用力如图：F=可以看出物体对斜面的作用力不是增加10N，故B错误；C、以整体为研究对象，力F的是水平的，所以不影响竖直方向的受力，地面对斜面的弹力大小不变，故C错误；D、以整体为研究对象，水平方向增加了10N的力F，根据平衡条件得地面对斜面的摩擦力增加10N．故D正确．故选：D．3.如图所示，在斜面上O点先后以V0和2V0的速度水平抛出A、B两小球，则从抛出至第一次着地，两小球的水平位移大小之比可能为（

）

A．1：2

B．1：3

C．2：5

D．1：5参考答案：

ABC4.（单选）如右图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为/3.现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是下图中的

（

） ()参考答案：C5.（单选）图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给

“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。图

乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫

星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球

做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过

地心、轨道半径之比为1：4。若不考虑卫星与

“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7．9km／sB在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍c．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1．5h与同步卫星的距离最近D若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2013年3月14日，欧洲核子研究中心的物理学家宣布，他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子，它可用来解释粒子获得质量的机制.希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖.希格斯粒子的能量约为125GeV(1GeV=109eV)，与之对应的质量约为

kg(结果保留一位有效数字).若对撞机中高速运动的质子的速度为v，质量为m，普朗克常量为h，则该质子的物质波波长为

参考答案：7.某种单色光在真空中的波长为，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为_______，每个光子在水中的能量为______。参考答案：；光由真空射入水中，频率f=保持不变，每个光子在水中的能量为;光在水中的波长为.8.如图所示，A、B两滑环分别套在间距为1m的光滑水平细杆上，A和B的质量之比为1∶3，用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连，在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F，当两环都沿杆以相同的加速度a运动时，弹簧与杆夹角为53°。（cos53°=0.6）则弹簧的劲度系数为________N/m。若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间，A的加速度为a′，a′与a大小之比为

。参考答案：100N/m。

3:19.如图3－3－10所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．图3－3－10(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度．

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图3－3－11所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是

()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大参考答案：(1)小车的总质量(或：小车的质量)小车所受外力(或：外力、合外力)(2)①在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比②C10.如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，现使导线框绕a点在纸面内顺时针转动，经时间t转到图中虚线位置，则在时间t内导线框abcd中感应电流方向为__________方向（选填“顺时针”或“逆时针”），平均感应电动势大小等于__________。参考答案：顺时针， 11.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；12.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.4m，经过时间0.6s第一次出现如图（b）所示的波形．该列横波传播的速度为___________________；写出质点1的振动方程_______________．参考答案：

由图可知，在0.6s内波传播了1.2m，故波速为该波周期为T=0.4s，振动方程为，代入数据得13.（4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是

。已知的质量是m1，的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为

。参考答案：或者n或者中子（2分）（2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：a．______

_

___；b．

_

_

___。(2)如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）

；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有

．参考答案：2

a.平衡摩擦力

b.钩码质量远小于小车的质量

②

钩码的重力和小车的总质量15.某学生用多用电表测电阻．使用的实验器材有：多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线．（1）先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔

，调整

，使指针指向“0Ω”．（2）再将调节好的多用电表红表笔和

（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，欧姆表的读数如图乙所示，则被测电阻为

ΚΩ．（3）图甲中的电压表有两个量程：0～3V，内阻为R1；0～15V，内阻是R2，则R1

R2（选填“＞”，“=”或“＜”）．参考答案：（1）直接接触，欧姆调零旋钮；（2）1；2.5；（3）＜【考点】用多用电表测电阻．【分析】欧姆表使用前一定要欧姆调零；红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；欧姆表读数等于倍率乘以表盘读数，根据电压表改装特点分析即可．【解答】解：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔直接接触后，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”；（2）红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2，欧姆表读数=倍率×表盘读数=100×25Ω=2.5kΩ；（3）把电流表改装成电压表，应串联分压电阻，量程越大，串联的电阻越大，则R1＜R2．故答案为：（1）直接接触，欧姆调零旋钮；（2）1；2.5；（3）＜四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,AOB是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R的1/4圆周连接而成,它们的圆心O1、O2与两圆弧的连接点O在同一竖直线上.O2B沿水池的水面,O2和B两点位于同一水平面上.一个质量为m的小滑块可由弧AO的任意位置从静止开始滑下,不计一切摩擦.(1)假设小滑块由A点静止下滑,求小滑块滑到O点时对O点的压力;(2)凡能在O点脱离滑道的小滑块,其落水点到O2的距离在什么范围内;(3)若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在圆弧AO上的何处(用该处到O1点的连线与竖直线的夹角的三角函数值表示).参考答案：(1)3mg,方向竖直向下；(2)R≤x≤2R；(3)见解析试题分析：(1)mgR=mv2；FN-mg=mv2/R；联立得:FN=3mg由牛顿第三定律得:压力大小为3mg,方向竖直向下.(2)从A点下滑的滑块到O点的速度为,即最大速度v2=,设能脱离轨道的最小速度为v1则有:mg=,得:v1=由R=gt2；x=vt；解得xmin=R；xmax=2R所以所求距离:R≤x≤2R(3)如图所示,设滑块出发点为P1,离开点为P2,按题意要求O1P1、O2P2与竖直方向的夹角相等,设其为θ,若离开滑道时的速度为v,则滑块在P2处脱离滑道的条件是由机械能守恒2mgR(1-cosθ)=mv2联立解得cosθ=考点：功能关系；牛顿第二定律的应用17.一定质量理想气体的p-V图象如图所示，其中a-b为等容过程，b-c为等压过程，c-a为等温过程，已知气体在状态“时的温度，在状态b时的体积。求：

①气体在状态

c时的体积。

②试比较气体由状态b到状态c过程中从外界吸收的热量Q与对外界做功W的大小关系，并简要说明理由。参考答案：18.如图所示，电阻忽略不计的两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B、磁场区域的高度d＝0.5m。导体棒a的质量ma＝0.2kg，电阻Ra＝3Ω；导体棒b的质量mB＝0.1kg，电阻Rb＝6Ω。它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场