湖北省武汉市英格实验中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省武汉市英格实验中学2021年高三物理上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.（多选）某研究性小组利用速度传感器研究质量为5kg的物体由静止开始做直线运动的规律，并在计算机上得到了前4s内物体速度随时间变化的关系图象，如图所示，则下列说法正确的是(

)A．物体在第1s末离出发点最远B．物体先向正方向运动，后向负方向运动C．物体所受外力前1s内做的功和后3s内做的功相同D．第1s内物体所受外力做功的平均功率为7.5W参考答案：BD2.如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=T的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是A．通过灯泡的交变电流的频率是50HzB．变压器原、副线圈匝数之比为l0∶1C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD．若将灯泡更换为“12V．24W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速参考答案：B解析：由ω=2πf可得通过灯泡的交变电流的频率是5Hz，选项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为NBSω=100××0.5×10πV=120V，变压器输入电压为120V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为l0∶1，选项B正确C错误；若将灯泡更换为“12V．24W”且保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项D错误。3.参考答案：D4.（多选）质量为2kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是．

A．质点的初速度为5m/s

B．质点所受的合外力为3N

C．质点初速度的方向与合外力方向垂直

D．2s末质点速度大小为6m/s参考答案：AB5.(多选)如下图所示，现有甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源．用这三个电源分别给定值电阻R供电，已知它们的阻值大小关系为R>r甲>r乙>r丙，则将R先后接在这三个电源上时的情况相比较，下列说法正确的是()、A．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B．接在乙电源上时，电源的总功率最大C．接在丙电源上时，电源的输出功率最大D．接在甲电源上时，电源的输出功率最大参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m1的滑块置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑圆弧。现将质量为m2的物体从圆弧的最高点自由释放，在物体下滑过程中m1和m2的总机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），二者分离时m1、m2的速度大小之比为___________。参考答案：守恒，7.如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。（1）若已知开关K反向后，冲击电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ＝__________（用已知量的符号表示）。（2）待测处的磁感应强度的大小为B＝__________。参考答案：8.（6分）两颗人造地球卫星分别绕地球作匀速圆周运动，卫星质量，轨道半径，则它们的角速度之比∶，周期之比T1∶T2=

，线速度之比

。参考答案：

8:1

8:1

2:19.（填空）（2013?杭州模拟）某同学拉着纸带运动，得到一条点迹清晰的纸带．他确定好起点之后，作了s﹣t图象如图所示．则在0﹣2.0s内的平均速度大小为

m/s，在

s时的瞬时速度大小等于它在0.6﹣2.0s内的平均速度．参考答案：0.8；1.0或1.4解：由图可知在0﹣2.0s内的位移x=1.60﹣0=1.60m，则平均速度，由图知0.6s时物体的位置在x=0.1m处，0.6﹣2.0s内的平均速度m/s，图象的斜率表示瞬时速度，由图可知，当曲线的斜率等于1.07时，瞬时速度与0.6﹣2.0s内的平均速度相同，此时曲线的倾斜角约为45°．做出曲线的切线可得，当时刻：t=1.0s或t=1.4s时，瞬时速度大小等于它在0.6﹣2.0s内的平均速度．故答案为：0.8；1.0或1.410.如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想表，输入端a、b接正弦交流电源时，原、副线圈中电压表的示数分别为U1和U2，则原线圈与副线圈的匝数之比等于________；当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数I1变化情况是________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）参考答案：答案：U1︰U2；变大11.质量为1kg的甲物体以5m/s的速度去撞击静止在水平桌面上质量为2kg的乙物体，碰撞后甲以1m/s的速度反向弹回，此时乙的速度大小为__________m/s，碰撞过程中系统损失的机械能为__________J。参考答案：3，312.08年福州八中质检）（6分）在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电.则B点的电场强度的大小为__________V/m,点电荷Q的位置坐标为___________m。参考答案：

2.5

2.613.利用如图所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数。在倾角为的斜面上安装有两个光电门，其中光电门甲固定在斜面上，光电门乙的位置可以变化。当一个带有遮光片的滑块自斜面上匀加速滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t，改变光电门乙的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始滑下，并用米尺测量甲、乙光电门之间的距离x，记下相应的x和t值，所得数据见下表。(l)滑块每次都从同一点由静止开始下滑，设经过光电门甲处的速度为，下滑的加速度为a。则、a、x、t四个物理量之间满足的关系式是________________________。(2)根据表中给出的数据，在下面给出的坐标纸上画出图线。

(3)由(2)中所画出的图线，得出滑块加速度大小为a=_________，滑块与斜面间的动摩擦因数__________。(g取l0，两空结果保留3位有效数字)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学要测量一导体的电阻，步骤如下：(1)先用欧姆表粗测该导体的电阻值，选择“×1”档，进行欧姆调零后，测量时表盘示数如图，该电阻阻值R=________Ω；(2)现用伏安法更精确地测量其电阻R，要求测量数据尽量精确，可供该同学选用的器材除开关、导线、待测电阻R外还有：A.电压表V(量程0～15V,内阻未知)B.电流表A1(量程0～200mA，内阻r1=6Ω)C.电流表A2(量程0～3A，内阻r2=0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2A)E.滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流0.5A)F.定值电阻R3(阻值等于2Ω)G.电源E(E＝12V，内阻不计)①实验中除了选择器材A、F、G外，还应选择_______（填写器材前面的字母）；②请在方框中画出实验电路图_______：③某次测量中，所选择的电流表和电压表的读数为I、U，该电阻R=________（用题中物理量的字母表示）；参考答案：

(1).15Ω

(2).BD

(3).

(4).【详解】（1）根据欧姆表读法，电阻=示数×倍率，所以为15Ω；（2）①选器材就是选择电流表和滑动变阻器，由电动势12V除以待测电阻大约15Ω，得到通过待测电阻的最大电流为0.8A，所以A2表3A的量程过大，因此选A1表，即B项；滑动变阻器阻值1kΩ过大，阻值利用效率过低，所以选择小滑动变阻器D。②控制部分：使用分压式接法；待测部分：由于A1表量程不足0.8A，故需要改表，需要并联一个阻值为R3=2Ω的定值电阻，为了精确测量，需要使用电流表内接法。电路如图；③根据电路连接，通过R的电流为：，则电阻R大小为15.某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究物体的加速度与所受重力的关系，图乙是根据实验中得到的数据描出的点迹，结果跟教材中的结论不完全一致．该实验小组在对这种结果的原因分析如下．（1）当F=0时，小车的加速度不为0的可能原因是A．小车的质量远大于砂桶和砂的质量B．在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高C．没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时讲木板右端垫得过低（2）当F较大时，轨迹变弯曲，a﹣F图形不再是线性关系的可能原因是A．砂桶和砂的质量过大，不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件B．小车与轨道之间存在摩擦C．测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大．参考答案：（1）B；（2）A【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】探究物体的加速度与所受合力的关系的实验，运用控制变量法探究加速度与力和力的关系．根据牛顿第二定律分析“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件．根据原理分析图线不经过原点和曲线上部出现弯曲现象的原因．【解答】解：根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹，（1）、图线不经过原点，当拉力为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高了．故B正确（2）、曲线上部出现弯曲现象，随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象．故A正确故选：（1）B；（2）A四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(12分)(1)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体

。（双选，填正确答案标号）a．内能增加

b．对外做功c．压强增大

d．分子间的引力和斥力都增大⑵一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量、体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离，筒内气体体积。在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为时，拉力减为零，此时气体体积为，随后浮筒和重物自动上浮。求和。已知大气压强，水的密度，重力加速度的大小。不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。参考答案：（1）ab（2）h2=10m解析：（1）当环境温度升高时，压强不变，缸内气体膨胀对外做功，理想气体不考虑分子力，内能仅由物质的量和温度决定，温度升高，气体的内能增加，正确选项ab。（2）解：当F=0时，由平衡条件得

①代入数据得 ②设筒内气体初态、末态的压强分别为P1、P2，由题意得

③

④在此过程中筒内气体的温度和质量不变，由玻意耳定律得

⑤联立②③④⑤式代入数据得h2=10m

⑥

17.如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求：（1）5s末的感应电动势大小；（2）5s末通过R电流的大小和方向；（3）5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。参考答案：解：（1）由于导体棒ab做匀加速直线运动，设它在第5s末速度为v，所以根据法拉第电磁感应定律：

（2分）

（2）根据闭合电路欧姆定律：

方向

（3分）（3）因为金属直导线ab做匀加速直线运动，故

其中：

（3分）

18.如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ=37°,半径r=2.5m,CD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求弹簧枪对小物体所做的功;(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求CP的长度。参考答案：(1)设弹簧枪对小物体做的功为W,由动能定理得W-mgr(1-cosθ)=m

①(2分)代入数据得W=0.475J

②(1分)(2)取沿平直斜轨向上为正方向。设