湖南省娄底市涟源石陶中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

湖南省娄底市涟源石陶中学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.下列实验现象中，哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难

A．光电效应

B．光的衍射

C．多普勒效应

D．光的干涉参考答案：A2.（单选）分子甲和乙距离较远，设甲固定不动，乙逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中

A．分子力总是对乙做正功

B．乙总是克服分子力做功

C．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功

D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功参考答案：D3.如图所示，把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是A．若A、B带同种电荷，B球一定做速度增大的曲线运动B．若A、B带同种电荷，B球一定做加速度增大的曲线运动C．若A、B带同种电荷，B球一定向电势较低处运动D．若A、B带异种电荷，B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动参考答案：AD解析：若A、B带同种电荷，B球受到库仑斥力作用，一定做速度增大加速度减小的曲线运动，选项A正确B错误；若B球带正电，则B球向电势较高处运动，选项C错误；若A、B带异种电荷，B球可能绕A球做匀速圆周运动，即做速度和加速度大小都不变的曲线运动，选项D正确。4.我国已先后成功发射了飞行器“天宫一号”和飞船“神舟九号”，并成功地进行了对接，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，下列说法中正确的是A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度B．对接时，“神舟九号”与“天宫一号”的加速度大小相等C．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度D．对接前，“神舟九号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速参考答案：BC发射绕地球飞行的航天器其发射速度应该大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A错误；对接时，“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道运动，根据卫星的加速度公式a=，加速度相同，故B正确；第一宇宙速度是卫星环绕地球运行的最大速度，所以C对；两飞行器处于同一轨道，若后者加速，那么后一飞行器在短时间内速度就会增加，后一飞行器所需要的向心力也会增加，而此时受到的万有引力大小几乎不变，也就小于所需要的向心力．那么后一飞行器就会做离心运动，偏离原来的轨道，两飞行器就不能实现对接，故D错误。5.如图小丽同学用两根一样长的绳子拴住一只钩码，拉住绳子两头使钩码悬停在空中，保持两手处于同一高度，慢慢增大两绳的夹角，则A.两绳拉力将减小B.两绳拉力将增大C.两绳拉力的合力将减小D.两绳拉力的合力将增大参考答案：B解：以绳子的中点为研究对象,分析受力：两侧绳子的拉力F1、F2和重物的拉力T.重物的拉力T等于重物的重力G。根据平衡条件得知，F1、F2的合力与T大小相等，方向相反，则F1、F2的合力大小等于重物的重力，保持不变。设重物的重力为G.根据动滑动轮的特点可知，F1=F2.设两绳之间的夹角为2α，则由平衡条件得，2F1cosα=G，得到F1=，增大两绳子之间的夹角α时，cosα减小，F1增大，则F2也增大。故选：B【点睛】以绳子的中点为研究对象，分析受力．绳子的中点两侧绳子拉力大小相等，方向关于竖直方向对称．根据平衡条件得到绳子拉力与两绳夹角的关系，再由数学知识分析绳子拉力的变化．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐波波源的振动图象如图所示，则波源的振动方程y=

cm；已知这列波的传播速度为1.5m/s，则该简谐波的波长为

m。参考答案：；3试题分析：从振动图象可知，，角速度，振幅A=20cm振动方程，根据考点：考查了横波图像，波长、波速及频率的关系【名师点睛】解决本题的关键是可以由振动图象获取相应信息，以及熟练掌握公式、，难度不大，属于基础题．7.如图所示，一竖直轻杆上端可以绕水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球，力F=mg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆由静止开始转动，若转动过程保持力F始终与轻杆垂直，当轻杆转过的角度θ=30°时，小球的速度最大；若轻杆转动过程中，力F的方向始终保持水平方向，其他条件不变，则轻杆能转过的最大角度θm=53°．参考答案：【考点】：动能定理的应用；向心力．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）由题意可知：F始终对杆做正功，重力始终做负功，随着角度的增加重力做的负功运来越多，当重力力矩等于F力矩时速度达到最大值，此后重力做的负功比F做的正功多，速度减小；（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于轻杆的中点，当轻杆转过的角度θ时，重力力矩等于F力矩，此时速度最大，则有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案为：30°；53°【点评】：本题主要考查了力矩和动能定理得直接应用，受力分析是解题的关键，难度适中．8.（4分）如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。参考答案：或，或解析：题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。9.（1）为研究某一电学元件的导电规律，将该元件两端的电压、元件中的电流及通电时间记录在下表中，通过分析表中数据可以判断出该元件所用的材料是

（填“金属”或“半导体”）。通电时间t/s51015202530电压

u/v0.400.621.021.261.521.64电流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的

侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t＝

。参考答案：①,由表中数据U、I比值随温度升高而明显减小，可知元件所用材料为半导体。②温度t1<t2金属温度升高电阻增大，电流计电流值减小，可知t1刻度应在t2的右侧。③由甲可知

由电路图闭合电路欧姆定律得：整理得

t=10.卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：_____________参考答案：11.一列沿着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。12.已知地球质量为M，万有引力恒量为G，地球半径为R，人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r，则其绕地球运行的环绕速度V=

，在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1=

。参考答案：，13.如图，由a、b、c三个粗细不同的部分连接而成的圆筒固定在水平面上，截面积分别为2S、S和S．已知大气压强为p0，温度为T0．两活塞A和B用一根长为4L的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置静止在图中位置．则此时轻线的拉力为0．现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T时两活塞之间气体的压强可能为p0或（忽略活塞与圆筒壁之间的摩擦）．参考答案：考点：理想气体的状态方程；封闭气体压强．专题：理想气体状态方程专题．分析：加热前，AB活塞处于平衡状态，由平衡方程可得内部气体压强和轻绳的张力．加热后由于没有摩擦，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，此时B被挡住，活塞不能继续移动；根据盖?吕萨克定律可得此时被封闭气体的温度，以此温度为分界，做讨论可得结果．解答：解：设加热前，被密封气体的压强为p1，轻线的张力为f，根据平衡条件可得：对活塞A：2p0S﹣2p1S+f=0，对活塞B：p1S﹣p0S﹣f=0，解得：p1=p0，f=0；即被密封气体的压强与大气压强相等，轻线处在拉直的松弛状态，这时气体的体积为：V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl，对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持p1不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止，这时气体的体积为：V2=4Sl+Sl=5Sl，由盖?吕萨克定律得：=，解得：T2=T0，由此可知，当T≤T2=T0，时，气体的压强为：p2=p0当T＞T2时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持V2不变，由查理定律得：=，解得：p=，即当T＞T2=T0时，气体的压强为：p=；故答案为：0；p0或．点评：本题重点在于对被封闭气体状态变化的讨论，依据给定的情形，气体会做两种变化：1、等压变化．2、等容变化．能讨论出来这两点是本题的关键．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则：_____弹簧的原长更长，_____弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，PO为橡皮筋，OA、OB为带有绳套的两细绳。①对下列操作和实验现象的叙述正确的是________A．两细绳的夹角要尽可能地大B．必须测出两细绳的长度，以便画出力的图示C．有可能两弹簧测力计的拉力都比橡皮筋的拉力大

D．换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同长度即可②在某次实验中，用两弹簧秤拉绳使橡皮筋的一端拉伸到O点，在保持O点位置不变的情况下，下列操作可能实现的有_______A．保持OA、OB两细线的方向不变，改变两弹簧秤拉力的大小

B．保持OA的方向及A弹簧秤的示数不变，改变B弹簧秤的拉力大小及方向

C．保持弹簧秤A的示数不变，使弹簧秤B的示数减小

D．保持OB细线的方向不变，使弹簧秤A的示数减小参考答案：（1）b；a

（2）①C

②CD15.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些，理由是___________。自由落体实验斜面小车实验验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律

(2)如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的，简要写出判断依据________________________。

图丙

图丁(3)如图丁是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()

A．vN＝gnT

B．vN＝

C．vN＝

D．vN＝g(n－1)T参考答案：(1)甲

该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便(2)4.83m/s2

乙

因为物体的加速度比g小得多

(3)BC四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一根跨越一固定的水平光滑细杆的柔软、不可伸长的轻绳，绳子总长为3L,细杆O点离地高为2L,两端各系一个质量不等的小球A和B，已知球B的质量为m0.球A置于地面上，球B被拉到与细杆同样的高度的水平位置，在绳恰被拉直时从静止释放小球B。假设小球A始终未离开地面，空气阻力不计，重力加速度大小为g.（1）小球B下落到最低点过程中重力的瞬时功率大小如何变化；（2）当B球下落到绳子与竖直方向成600角时重力的瞬时功率多大；（3）若小球B达到竖直位置时，A球与地面压力恰好为零，则小球A的质量是小球B质量的几倍.参考答案：（1）先变大后减小

（2）

（3）3倍考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律、瞬时功率【名师点睛】本题主要考查了机械能守恒定律、牛顿第二定律、瞬时功率。B球刚开始时速度为零，瞬时功率为零，到最低点时速度水平与重力垂直，瞬时功率也为零，故瞬时功率先变大后减小；由机械能守恒定律求出速度，即可得出瞬时功率；根据牛顿第二定律和机械能守恒定律得出两球质量间的关系。17.(10分)天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m．求：（1）该行星的质量M是多大?（2）如果该行星的半径是卫星运