湖南省常德市白鹤山中学2021年高三物理期末试卷含解析

湖南省常德市白鹤山中学2021年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）图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U1表示原线圈两端电压，U2表示灯泡两端的电压，假设在此过程中灯泡的电阻不变，则在下图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（）A．B．C．D．参考答案：【考点】：变压器的构造和原理．【专题】：常规题型；交流电专题．【分析】：根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．：解：A、副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比得灯泡两端的电压均匀增大（k为单位时间增加的匝数），原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流一定增大，故A错误，D正确；B、灯泡的电阻随着温度的增加而变大，所以电压和电流不是正比例的关系，故B错误；C、变压器的电压与匝数成正比，原线圈和副线圈的总的匝数是不变的，输入的电压也不变，所以副线圈的总电压的大小也不变，故C错误；故选：D．2.若一个做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则

A．根据公式v=r，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B．根据公式F=，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的D．根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的参考答案：C3.如图3所示，一质量为M的斜面体放在水平面上，在其斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速下滑，在A下滑的过程中，斜面体静止不动，则地面对斜面体的摩擦力f及支持力N是A．f=0，N=Mg+mg

B．f向左，N<Mg+mgC．f向右，N<Mg+mg

D．f向左，N=Mg+mg参考答案：B4.某同学在学习了动力学知识后，绘出了一个沿直线运动的物体，其加速度a、速度v、位移s随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度均为零，则A、B、C、D四个选项中表示该物体沿单一方向运动的图象是

（

）参考答案：C5.在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态。已知A、B两物体的质量分别为M和m，则下列说法正确的是A.A物体对地面的压力大小为Mg

B.A物体对地面的压力大小为（M+m)gC.B物体对A物体的压力小于mg

D.A物体对地面的摩擦力可能大于mg参考答案：BD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”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和重物的总重力。利用纸带及已知数据结合匀变速直线运动的推论△x=aT2求加速度。7.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F﹣x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为200N/m，图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力．参考答案：解：当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0.05m当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：图线的斜率即为弹簧的劲度系数．k==200N/m图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离．故答案为：200，弹簧本身有重力．8.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，下图是打出纸带的一段。①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=____________。②为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式是为f=_______________。参考答案：（1）①4.00m/s2 （2分，3.90～4.10m/s2之间都正确） ②小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。（2分）9.如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现

分布规律；T1温度下气体分子的平均动能

（选填“大于”、“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。参考答案：中间多、两头少；小于试题分析：由图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较低的气体分子占比例较大，则说明温度下气体分子的平均动能小于温度下气体分子的平均动能．考点：考查了分子平均动能【名师点睛】要注意明确分子平均动能为统计规律，温度升高时并不是所有分子的速率均增大，同时注意图象的性质，能明确如何判断分子平均速率的变化和温度的变化．10.如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为

s，x=1.0m处质点的振动方向沿

(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为

cm．参考答案：11.图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度，沿与等势面平行的方向由A点进入该电场，从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________，电势能改变量之比是_____________。参考答案：1：1：2

2：1：212.一定质量的理想气体状态变化如图。其中a→b是等温过程，气体对外界做功100J；b→c是绝热过程，外界时气体做功150J；c→a是等容过程。则b→c的过程中气体温度_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)，a-→b→c→a的过程中气体放出的热量为_______J。参考答案：

(1).升高

(2).50【分析】因为是一定质量的理想气体，所以温度怎么变化内能就怎么变化，利用热力学第一定律结合气体定律逐项分析，即可判断做功和吸放热情况；【详解】过程，因为体积减小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有：，又因为绝热过程故，故，内能增加，温度升高；a→b是等温过程，则，气体对外界做功100J，则，则根据热力学第一定律有：；b→c是绝热过程，则，外界对气体做功150J，则，则根据热力学第一定律有：；由于c→a是等容过程，外界对气体不做功，压强减小，则温度降低，放出热量，由于a→b是等温过程，所以放出的热量等于b→c增加的内能，即，则根据热力学第一定律有：；综上所述，a→b→c→a的过程中气体放出的热量为。【点睛】本题考查气体定律与热力学第一定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负。13.地球的半径约为R=6400km，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为hA=3600km，hB=1700km，那末A、B两颗卫星的运行速率之比vA:vB=

，运行周期之比TA：TB=

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（填空）据某一科普杂志介绍，在含有某些金属矿物的矿区，其重力加速度稍有偏大，几位同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为92.00cm，用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图所示，摆球的直径为

cm．他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“1”，直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数为56s，则单摆的周期为

s，该实验测得当地的重力加速度为

m/s2．（以上结果均保留3位有效数字）参考答案：2.02，1.93，9.85考点：用单摆测定重力加速度解：主尺读数为20mm．10分度的游标卡尺每一分度表示的长度为0.1mm，游标尺第2条刻度线与主尺对齐，则游标尺读数为0.2mm，摆球的直径为20mm+0.2mm=20.2mm=2.02cm．由秒表读出单摆做30次全振动所用的时间t=56.0s，单摆的周期T==s=1.93s．单摆的摆长l=摆线的长度+摆球的半径=800.0mm+10.1mm=810.1mm．由单摆的周期公式T=2π得，重力加速度g=，代入解得，g==9.85m/s2故答案为：2.02，1.93，9.8515.用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如下图所示，则测量结果应该读作________mm。用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如下图所示，此示数为________mm。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设三颗星质量相等,每个星体的质量均为m。（已知万有引力常量G）（1）试求第一种情况下，星体运动的线速度和周期（2)假设第二种情况下星体之间的距离为R，求星体运动的线速度和周期参考答案：解：（1）第一种形式下，星体A受星体B和星体C两个万有引力的合力充当向心力，则：解得，线速度，周期（2）第二种情形下，星体之间的距离为R，那么圆周运动的半径星体A受的合力故有联立解得，

17.如图所示，A是地球的同步卫星。另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.己知地球半径为R，地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为g，0为地球中心.求:(1)卫星B的运行周期;(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线)，则至少经过多长时间，它