湖南省长沙市宁乡县第一中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

湖南省长沙市宁乡县第一中学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.（多选）如图所示，斜劈形物体的质量M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而斜劈始终保持静止，在物块m上、下滑动的过程中(

)Ａ．地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右Ｂ．地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变Ｃ．地面对斜劈M的支持力始终小于（M＋m）gＤ．物块m向上、向下滑动时加速度大小相同参考答案：BC解析：AB、物体先减速上滑，后加速下滑，加速度一直沿斜面向下，对整体受力分析，受到总重力、支持力和向左的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

x轴方向分析：f=masinθ…①y轴方向分析：（M+m）g-N=（M+m）acosθ…②

物体上滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1…③物体下滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有：

mgsinθ-μmgcosθ=ma2…④

由①式，地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变，一直向左，故A错误，B正确；C、由②式，地面对物体M的支持力总小于（M+m）g，故C正确；D、由③④两式，物体沿斜面向上滑动时，加速度较大，故D错误；故选：BC．2.（单选）关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（） A．物体做曲线运动，其加速度一定改变 B．物体做曲线运动，其加速度可能不变 C．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变 D．物体在变力作用下运动，其速度大小一定改变参考答案：专题： 物体做曲线运动条件专题．分析： 做曲线运动的条件是物体受合外力的方向与速度方向不在一条直线上，合外力不为零但不要求不变，所以加速度也可以不变．解答： 解：A、平抛运动是曲线运动，加速度不变，故A错误，B正确；C、平抛运动只受重力作用，速度方向时刻改变，故C错误；D、匀速圆周运动的物体受变力作用，其速度大小不变，故D错误．故选B点评： 本题考查了做曲线运动物体的受力、加速度、运动方向的物体，注意两个特例，一个是匀速圆周运动，一个是平抛运动，此类题目不难．3.如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针

运行。将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热参考答案：C4.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体A.B的速度图象如图所示。在0—t0时间内，下列说法中正确的是(

) A.A.B两个物体的加速度大小都在不断减小 B.A物体的加速度不断增大，B物体的加速度不断减小 C. A.B物体的位移都不断增大 D.A.B两个物体的平均速度大小都大于参考答案：AC5.如图所示，倾角为的斜面上放有一通电的矩形线圈，电流方向沿adcba，线圈的ad边和bc边处于水平方向，若整个装置放在一个磁感强度方向竖直向上的匀强磁场之中，线圈处于平衡状态，那么下列说法中正确的有

（

）

A．线圈ad边所受斜面支持力比bc边大

B．线圈的ab边和cd边不受磁场力作用

C．若以ad边为转动轴，线圈受到的磁场力的力矩为零

D．线圈所受斜面摩擦力的合力沿斜面向上参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.后，该矿石中的铀、钍质量之比为___________．参考答案：39：1157.氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下：①这个核反应称为_______________.②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中_____________（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量____________（选填“增加”或“减少”）了__________kg.参考答案：8.如图所示，AB为匀质杆，其重为G，它与竖直墙面成角；BC为支撑AB的水平轻杆，A、B、C三处均用铰链连接且位于同一竖直平面内。则BC杆对B端铰链的作用力大小为_______,AB杆对A端铰链的作用力与竖直方向夹角_______角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。参考答案：、小于9.（1）完成核反应方程：Th→Pa+．（2）Th衰变为Pa的半衰期是1.2min，则64gTh经过6min还有2g尚未衰变．参考答案：解：根据质量数和电荷数守恒可知90234Th衰变为91234Pa时，放出的是电子；剩余质量为：M剩=M×（）n，经过6分钟，即经过了5个半衰期，即n=5，代入数据得：还有2克没有发生衰变．故答案为：，210.一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到

挡。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是

，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是

Ω。

参考答案：×100，欧姆调零,2.2×103（或2.2kΩ）11.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体

(填“吸收”或“放出”)的热量等于

J．参考答案：放出；

5×104；12.V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA＝______，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d＝_____.参考答案：

13.将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，如图所示是打出的纸带的一段．当电源频率为50Hz时，每隔0.1s取一个计数点，它们是图中a、b、c、d、e、f等点，这段时间内加速度的平均值是____________(取两位有效数字)．若电源频率高于50Hz，但计算仍按50Hz计算，其加速度数值将____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图（a）是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表_____________，原因是：________________________________，从而影响测量值的精确性．为了较精确地测量一节新干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R0（R0＝1.5Ω），滑动变阻器R1（0~10Ω），滑动变阻器R2（0~200Ω），开关S．（1）实验电路原理图如图（b），加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是

．（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

（填R1或R2）．（3）用笔画线代替导线在图（c）丙中完成实物连接图．（4）实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数在给出的U－I坐标系中画出U－I图线如图（d）所示，则新干电池的内阻r=_____Ω参考答案：电压表读数变化很小（1分），新电池的内阻很小，内电路的电压降很小．（1分）（1）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏（或限制电流，防止电源短路）.（2分）（2）R1（2分）（3）如图所示，有一处画错不给分（2分）（4）0.25~0.30（2分）15.（6分）某研究性学习小组在学习了摩擦力之后，通过观察沙堆的形成，测出了沙粒之间的动摩擦因数。研究的过程如下：研究小组通过观察沙堆的形成过程可以发现，由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，继续下落时，细沙沿圆锥体表面下滑，当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑，如此周而复始，使圆锥体状的沙堆不断增大，如上右图，由此研究小组得出结论，沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关。该小组只用一把皮卷尺就测定了沙粒之间的动摩擦因数（假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

①该小组必须测定的物理量是沙堆底面的周长S和

；②动摩擦因数与这些物理量之间的关系是

。参考答案：①沙堆的高度h；②四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0．5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0＝0．2T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝0.1Ω，质量分别为M1=0．3kg和M2＝0．5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0．8N的作用下，由静止开始运动。试求：(1)当电压表读数为U=0．2V时，棒L2的加速度为多大；(2)棒L2能达到的最大速度vm.参考答案：解析：(1)流过L2的电流………1分L2所受的安培力………1分对L2得………1分所以L2的加速度………1分（2）当安培力F安与恒力F平衡时，棒L2速度达到最大，此时电路电流为Im，则F安=BImd……2分Im=…2分F安=F……1分

……1分17.如图所示，在足够长的光滑水平轨道上有三个小木块A、B、C，质量分别为mA、mB、mC，且mA=mB=1.0kg，mC=2.0kg，其中B与C用一个轻弹簧拴接在一起，开始时整个装置处于静止状态．A和B之间有少许塑胶炸药．现在引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量中有E=9.0J转化为A和B的动能．求：（1）塑胶炸药爆炸后瞬间A与B的速度各为多大？（2）在A、B后，弹簧弹性势能的最大值．参考答案：解：（1）塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象，假设爆炸后瞬间A、B的速度大小分别为vA、vB，取向右为正方向，由动量守恒定律有：﹣mAvA+mBvB=0

爆炸产生的热量有9J转化为A、B的动能，由能量守恒定律有：E=+代入数据解得：vA=vB=3.0m/s

（2）由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长，则在A追上B之前弹簧已经有一次被压缩到最短（即弹性势能最大）．爆炸后取B、C和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时B、C达到共速vBC，此时弹簧的弹性势能最大，设为Ep1．由动量守恒定律得：mBvB=（mB+mC）vBC由机械能守恒得：=+EP1；

代入数据得：EP1=3.0J

答：（1）塑胶炸药爆炸后瞬间A与B的速度各为3.0m/s．（2）在A、B后，弹簧弹性势能的最大值是3.0J．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】（1）炸药爆炸时，A、B分离，该过程中A、B的动量守恒，能量也守恒，根据动量守恒定律和能量守恒定律结合求解．（2）爆炸后，以B、C弹簧组成的系统为研究对象，系统水平方向动量守恒，当弹簧压缩最短时弹性势能最大，根据系统的机械能守恒求解．18.（20分）曾经流行过一种向自行车车头供电的小型交流发电机，图1为其结构示意图。图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc的中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图2所示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动。设线框由N=800匝导线组成，每匝线圈的面积S=20cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感强度B=0.010T，自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm（见图2）。现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V？（假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动）

参考答案：解析：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值εm=NBS0

①

ω0为线框转动的角速度，即摩擦轮转动的角速度。

发电机两端电压的有效值

U=εm

②

设自行车车轮的角速度为ω1，由于自行车车轮摩擦小轮之间无相对滑动，有

R1ω1=R0ω0