2021年湖南省湘潭市县响水中学高三物理期末试卷含解析

2021年湖南省湘潭市县响水中学高三物理期末试卷含解析一、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.（多选）下图(1)所示是示波管的原理图，它是由电子枪，竖直偏转电极YY′、水平偏转电极ＸＸ′和荧光屏组成。电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心。若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏看到一条亮线。现在加上频率较高的偏转电压，则（

）A．如果只在偏转电极ＸＸ′上加上如图（2）所示的电压，应观察到一条水平亮线B．如果只在偏转电极ＹＹ′上加上如图（3）所示Ｕ=Umsinωt的电压，应观察到一条正弦曲线如图（4）C．如果在偏转电极ＹＹ′上加上如图（3）所示Ｕ=Umsinωt，同时在偏转电极ＸＸ′上加上图（2）所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图（5）D．如果在偏转电极ＹＹ′上加上如图（3）所示Ｕ=Umsinωt，同时在偏转电极ＸＸ′上加上图（2）所示的电压，应观察到一条正弦曲线如图（4）参考答案：AD2.如图所示，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动小车质量是M，木块质量是m，力大小是F．加速度大小是a，木块和小车之间动摩擦因数是，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是（

）A．

B．

C．

D．参考答案：BD3.如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的最底端，利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面），木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是：A．F1增大、F2减小

B．F1增大、F2增大C．F1减小、F2减小

D．F1减小、F2增大参考答案：B4.短跑运动员在100m竞赛中，测得7s末的速度是9m/s，10s末到达终点时的速度是10.2m/s，则运动员在全程的平均速度是(

)A．9m/s

B．9.6m/s

C．10m/s

D．10.2m/s参考答案：C5.如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。则下列说法中正确的是

A．A环与滑杆无摩擦力B．B环与滑杆无摩擦力C．A环做的是匀速运动D．B环做的是匀加速运动参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）。（2）打a段纸带时，小车的加速度大小是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间。（3）若g取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M之比为m：M=

。参考答案：（1）5.0（3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：17.（2008?上海模拟）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为

，单位体积的分子数为

．参考答案：；NA解：每个分子的质量m=．单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数n=NA；8.法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________；

。参考答案：光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可9.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；10.如图所示，测定气体分子速率的部分装置放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25r/s匀速转动．两盘相距L＝20cm，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成6°的夹角，圆盘转一周的时间为_________s；如果某气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，则气体分子的最大速率为________m/s．参考答案：0.04；

30011.如图所示，位于竖直平面内的固定半径为R的光滑圆环轨道，圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600，C是圆环轨道的圆心，D是圆环上与M靠得很近的一点（DM远小于CM）．已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点；d球从D点静止出发沿圆环运动到M点．则a、b、c、d四个小球最先到达M点的球是_______球。重力加速度取为g，d球到达M点的时间为____________。参考答案：c球；tD=。

12.一定质量的理想气体经历了如图所示A到B状态变化的过程,已知气体状态A参量为pA、VA、tA,状态B参量为pB、VB、tB,则有pA____(填“>”“=”或“<”)pB.若A到B过程气体内能变化为ΔE,则气体吸收的热量Q=____.参考答案：

(1).=

(2).pA(VB-VA)+ΔE解：热力学温度：T=273+t，由图示图象可知，V与T成正比，因此，从A到B过程是等压变化，有：pA=pB，在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W=Fl=pSl=p△V=pA（VB-VA），由热力学第一定律可知：Q=△U+W=△E+pA（VB-VA）；【点睛】本题考查了判断气体压强间的关系、求气体吸收的热量，由图象判断出气体状态变化的性质是正确解题的关键，应用热力学第一定律即可正确解题．13.如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为

W，此时电压表读数为

V。参考答案：3

5解析：棒达到稳定速度1.5m/s时，金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv=3V，灯泡中电流I=1A，金属棒MN下半段所受安培力BId=2N，水平外力的功率为P=Fv=2×1.5W=3W。金属棒MN下半段两端点电压为2V，电压表读数为3V+2V=5V。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz．（1）实验中木板略微倾斜，这样做CD．A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第4次实验的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为2m/s．（3）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是AB．A．W∝

B．W∝

C．W∝v2

D．W∝v3（4）如果W∝v2的猜想是正确的，则画出的W﹣v2图象应是过原点的一条直线．参考答案：考点：探究功与速度变化的关系．专题：实验题；动能定理的应用专题．分析：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动．（2）明确实验原理以及实验目的即可知了解具体的实验操作；纸带上点距均匀时，表示小车已经做匀速直线运动，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小；（3）根据图象特点，利用数学知识可正确得出结论；（4）如果W∝v2的猜想是正确的，则W与v2成正比例关系．解答：解：（1）A、B：该实验中要使橡皮筋对小车所做功等于合外力对小车做的功，应当进行平衡摩擦力的操作，所以要将斜面倾斜，目的不是释放小车后，使小车能够匀加速下滑，也不是增大加速度，而是为了平衡摩擦力，故AB错误；C、实验中木板略微倾斜，来平衡摩擦力，使橡皮筋对小车所做的功等于合外力对小车做的功，方便研究，故C正确；D、小车先在橡皮条的拉力作用下做加速运动，当橡皮条松弛以后，小车受到的合外力为0，由于惯性，会继续匀速前进．故D正确．故选：CD．（2）由纸带后半部分两点间距离相同，可知小车开始做匀速运动，可求得：

v==m/s=2m/s故答案为：2．（3）根据图象结合数学知识可知，该图象应是y=xn（n=2，3，4）函数形式，故AB错误，CD正确．本题选不正确的，故选AB．（4）如果W∝v2的猜想是正确的，根据图象结合数学知识可知，画出的W﹣v2图象应是过原点的一条直线．故答案为：（1）CD；（2）2；（3）AB；（4）过原点的一条直线点评：本题关键要明确该实验的实验原理、实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题．15.（12分）同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1，2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图丙所示．

①读出滑块的宽度d=

cm．

②滑块通过光电门1的速度

m/s．滑块通过光电门2的速度

m/s．(保留两位有效数字)

③若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1m，则滑块运动的加速度为

．参考答案：答案：①5.015

②1.0，2.5③2.625四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖，放置在直角坐标系xOy中，圆心与坐标系原点O重合。在第二象限中坐标为（－1.5R，）的点A处，放置一个激光器（图中未画出），发出的两束细激光束a和b，其中，激光束a平行于x轴射向玻璃砖，激光束b沿AO方向射向玻璃砖。已知激光在玻璃砖中的折射率为。①作出光束a和b通过玻璃砖的光路图，并证明a和b射出玻璃砖后是否相交；②求出激光束a射出玻璃砖后与x轴交点的坐标。参考答案：①激光束a、b经过玻璃砖的折射光路图如图所示：如图，

得激光束b，在O点有：

得又

得激光束a，在C点有：

得在E点

得

由′，两束光射出后平行，故不相交。②在△CDO中，在△CDE中，在△EFO中，所以，光束a射出玻璃砖后与x轴交点的坐标为（，0）17.（12分）如图所示，在xoy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图，y轴上一点P的坐标为（0，a），x轴上一点A的坐标为（b，0）。有一电子以垂直于x轴大小为v0的初速度从P点垂直射入电场中，恰好从A点射出，已知电子的电量为e，质量为m，不计电子的重力。

（1）求匀强电场的场强；（2）若在IV象限加上垂直坐标平面的匀强磁场，结果电子恰好垂直打在Y轴上，磁场的方向向里还是向外，磁感应强度多大？参考答案：解析：（1）设电场强度为E

①

②

由①②两式解得

③

（2）设离开电场的速度为v

④

电子在磁场中的运动轨迹如图中圆弧，电子垂直打在Y轴上，则圆周运动的圆心Q必在Y轴上，由几何关系

⑤

又

⑥

由④⑤⑥三式得⑦

磁场方向垂直坐标平面向里

评分标准：满分12分，①③和⑥⑦每式1分，其余每式2分，磁场方向2分18.半径R=0.4m的光滑绝缘轨道固定于竖直于平面内，加上某一方向的匀强电场时，带电小球沿轨道内侧做圆周运动，小球动能最大位置在A点，圆心O与A点的连线与竖直线成一角度θ，如图所示，在A点时小球对轨道压力N=108N，若小球的最大动能比最小动能多14.