湖南省常德市桃源縣三陽港鎮中學2021年高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（2005?西城區模擬）若已知行星繞太陽公轉的半徑為r，公轉的周期為T，萬有引力恒量為G，則由此可求出（）A． 某行星的質量 B． 太陽的質量 C． 某行星的密度 D． 太陽的密度參考答案：B解：A、根據題意不能求出行星的質量．故A錯誤；B、研究衛星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式：=m得：M=，所以能求出太陽的質量，故B正確；C、不清楚行星的質量和體積，所以不能求出行星的密度，故C錯誤；D、不知道太陽的體積，所以不能求出太陽的密度．故D錯誤．故選：B．2.如圖所示，質量為M的小車放在光滑的水平面上．小車上用細線懸吊一質量為m的小球，M＞m.現用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運動時，細線與豎直方向成α角，細線的拉力為T；若用一力F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加速度a′向左運動時，細線與豎直方向也成α角，細線的拉力為T′.則()A．a′＝a，T′＝TB．a′＞a，T′＝TC．a′＜a，T′＝T

D．a′＞a，T′＞T參考答案：B3.一物體自t=0時開始做直線運動，其速度圖線如圖所示。下列選項正確的是

A．在0—6s內，物體離出發點最遠為30m

B．在0—6s內，物體經過的路程為40m

C．在0—4s內，物體的平均速率為7．5m/s

D．在5—6s內，物體所受的合外力做負功參考答案：BC4.（單選）一架大型直升飛機在起飛時，主旋翼提供大小為2mg的向上的升力，該直升機有兩個螺旋槳，每個螺旋槳向后對空氣的作用力恒為mg，若不考慮空氣阻力的影響，下列說法正確的是（

）A．該直升機可能處于平衡狀態

B．該直升機起飛時以做勻加速直線運動C．空氣對直升機的作用力為mg

D．空氣對直升機的作用力為4mg參考答案：B5.（多選題）如圖甲所示，水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v﹣t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示．已知v2＞v1，錯誤的是（）A．t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C．0～t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用參考答案：ACD【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系．【分析】小物塊滑上傳送后在阻力作用下做勻減速直線運動，當速度減為0時，小物塊又反向勻加速運動最后與傳送帶一起向右運動．根據圖象分析有：0～t1時間內木塊向左勻減速直線運動，受到向右的摩擦力，t1﹣t2小物塊向右勻加速，t2﹣t3當速度增加到與皮帶相等時，一起向右勻速，摩擦力消失．【解答】解：A、在0﹣t1時間內小物塊向左減速，受向右的摩擦力作用，在t1﹣t2時間內小物塊向右加速運動，受到向右的摩擦力作用，t1時刻小物塊向左運動到速度為零，離A處的距離達到最大，故A錯誤；B、t2時刻前小物塊相對傳送帶向左運動，之后相對靜止，則知小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大，故B正確；C、0～t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向始終向右，且大小不變，故C錯誤；D、如圖知，t2﹣t3小物塊做勻速直線運動，此時受力平衡，小物塊不受摩擦力作用，故D錯誤；本題選錯誤的，故選：ACD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示為一定質量的理想氣體的狀態變化過程的圖線A→B→C→A，則B→C的變化是過程，若已知A點對應的溫度TA=300K，B點對應的溫度TB=400K，則C點的對應的溫度TC=

K。參考答案：

等壓、533.37.為了探究物體做功與物體速度變化的關系，現提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．請思考探究思路并回答下列問題(打點計時器交流電頻率為50Hz)．(1)為了消除摩擦力的影響應采取什么措施？答：將木板的一端用木塊墊起適當的高度，使小車能下滑即可．(2)當我們分別用相同的橡皮筋1條、2條、3條、……并起來進行第1次、第2次、第3次、……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都應保持一致，我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W.(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如下圖所示的是其中四次實驗打出的部分紙帶．

(4)試根據第(2)、(3)項中的信息，填寫下表：次數1234橡皮筋對小車做功W

小車速度v(m/s)

v2(m2/s2)

從表中數據可得出結論：____________________________________________________.

參考答案：固定打點計數器(1分)緩慢勻速(1分)次數1234

橡皮筋對小車做功W2W3W4W三行各1分，有錯不得分小車速度v(m/s)1.01.4151.732.0v2(m2/s2)1.02.03.04.0結論：橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方成正比8.質點在x軸上運動，其位置坐標x隨時間t的變化關系為x=2t2+2t﹣4，則其加速度a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s（x的單位是m，t的單位是s）．參考答案：考點：勻變速直線運動的位移與時間的關系．專題：直線運動規律專題．分析：根據勻變速直線運動的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根據x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s．故本題答案為：4，2點評：解決本題的關鍵掌握勻變速直線運動的位移時間公式x=．9.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t=0時刻波剛好傳播到x=6m處的質點A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s．請回答下列問題：①從圖示時刻起再經過

s，質點B第一次處于波峰；②寫出從圖示時刻起質點A的振動方程為

cm．參考答案：①0.5（2分）②(cm)（2分）試題分析：①根據波的傳播原理，是質點的振動形式在介質里勻速傳播，x=0m，處的質點處于波峰位置，所以當它的振動形式傳播到B點時，B點第一次出現在波峰，用時；②由圖知質點A在t=o時刻處于平衡位置且向下振動，，，所以質點A的振動方程為(cm)?？键c：本題考查機械波的傳播10.作勻速圓周運動的飛機，運動半徑為4000m，線速度為80m/s，則周期為

s，角速度為

rad/s。

參考答案：11.近年來裝修污染已經被列為“危害群眾最大的五種環境污染”之一.目前，在居室裝修中經常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據有關放射性知識回答下列問題：（1）下列說法正確的是

A．氡的半衰期為3.8天，則若在高溫下其半衰期必縮短B．衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子和電子所產生的C．射線一般伴隨著或射線產生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力也最強D．發生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數減少了2（2）氡核（）發生衰變后變為釙（），其衰變方程為

，若氡（）經過一系列衰變后的最終產物為鉛（），則共經過

次衰變，

次衰變．（3）靜止的氡核（）放出一個速度為v0的粒子，若衰變過程中釋放的核能全部轉化為粒子及反沖核的動能，已知原子質量單位為u，試求在衰變過程中釋放的核能．（不計相對論修正，在涉及動量問題時，虧損的質量可忽略不計．）參考答案：【知識點】原子核衰變及半衰期、衰變速度；愛因斯坦質能方程；裂變反應和聚變反應．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期與外界因素無關，故A錯誤

B、原子核內的中子轉化為質子時，放出一個電子，這個過程即β衰變，故B正確；

C、γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，故C錯誤；

D、發生α衰變時，生成的α粒子帶2個單位的正電荷和4個電位的質量數，即α粒子由2個中子和2個質子構成，故α衰變時成生的新核中子數減少2，質子數減少2，故D正確；

故選：BD．（2）根據電荷數守恒、質量數守恒，衰變方程為．

設經過了n次α衰變，m次β衰變．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）設α粒子的質量為m1，氡核的質量為m2，反沖核的速度大小為v．

則根據動量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由題意得，釋放的核能E=+解得E=【思路點撥】α衰變生成氦原子核，β衰變生成的電子是其中的中子轉化為質子同時生成的，半衰期是統計規律，與外界因素無關．

根據電荷數守恒、質量數守恒寫出衰變方程，通過一次α衰變電荷數少2，質量數少4，一次β衰變電荷數多1，質量數不變，求出衰變的次數．

先根據動量守恒定律列方程求解出α衰變后新核的速度；然后根據愛因斯坦質能方程求解質量虧損，從而求釋放的核能．12.在如圖（a）所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器．閉合開關S，將滑動變阻器的滑動觸頭P從最右端滑到最左端，兩個電壓表的示數隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖（b）所示．則電源內阻的阻值為5Ω，滑動變阻器R2的最大功率為0.9W．參考答案：考點：閉合電路的歐姆定律；電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：由圖可知兩電阻串聯，V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓；當滑片向左端滑動時，滑動變阻器接入電阻減小，則可知總電阻變化，由閉合電路歐姆定律可知電路中電流的變化，則可知內電壓的變化及路端電壓的變化，同時也可得出R1兩端的電壓變化，判斷兩圖象所對應的電壓表的示數變化；由圖可知當R2全部接入及只有R1接入時兩電表的示數，則由閉合電路的歐姆定律可得出電源的內阻；由功率公式可求得電源的最大輸出功率及滑動變阻器的最大功率．解答：解：當滑片左移時，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；而R1兩端的電壓增大，故乙表示是V1示數的變化；甲表示V2示數的變化；由圖可知，當只有R1接入電路時，電路中電流為0.6A，電壓為3V，則由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；當滑動變阻器全部接入時，兩電壓表示數之比為，故=；由閉合電路歐姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值為5Ω，R2電阻為20Ω；當R1等效為內阻，則當滑動變阻器的阻值等于R+r時，滑動變阻器消耗的功率最大，故當滑動變阻器阻值為10Ω時，滑動變阻器消耗的功率最大，由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流I==A=0.3A，則滑動變阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案為：5，0.9．點評：在求定值電阻的最大功率時，應是電流最大的時候；而求變值電阻的最大功率時，應根據電源的最大輸出功率求，必要時可將與電源串聯的定值電阻等效為內阻處理．13.如圖所示，AB是一根裸導線，單位長度的電阻為R0，一部分彎曲成半徑為r0的圓圈，圓圈導線相交處導電接觸良好。圓圈所在區域有與圓圈平面垂直的均勻磁場，磁感強度為B。導線一端B點固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右緩慢移動，從而使圓圈緩慢縮小。設在圓圈縮小過程中始終保持圓的形狀，導體回路是柔軟的，在此過程中F所作功全部變為

，此圓圈從初始的半徑r0到完全消失所需時間T為

。參考答案：感應電流產生的焦耳熱，三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7個計數點，每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中沒有畫出，打點計時器接周期為T=0.02s的交流電源．他經過測量并計算得到打點計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表：(1)計算的公式為=

；(2)根據（1）中得到的數據，以A點對應的時刻為t=0，則物體的加速度a=

m/s2;(3)如果當時電網中交變電流的頻率是f=51Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比

（選填：偏大、偏小或不變）．參考答案：15.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，某同學選中一個標有“2.5V，0.6W”的小燈泡，除了導線和開關外，還有下列器材可供選擇：電壓表V1（量程6V，內阻約為6kΩ）;

電壓表V2（量程3V，內阻約為3kΩ）;電流表（量程300mA，內阻約為1Ω）;電流表（量程150mA，內阻約為2Ω）滑動變阻器（最大阻值200Ω）;

滑動變阻器（最大阻值10Ω）直流電源（電動勢4.5V，=0.8Ω）（1）實驗中電壓表應選________，電流表應選_______，滑動變阻器應選________；（填寫器材代號）（2）以下的四個電路中應選用________電路圖進行實驗。（3）做完上述實驗后，該同學接著用上述所選電路分別描繪了三個電學元件的伏安特性曲線，如圖甲所示，則三個元件中屬于線性元件的是_______（填寫曲線代號）。然后他用圖乙所示的電路給三個元件分別供電，并測出給元件1和元件2供電時的電流和電壓值，分別標在圖甲上，它們是點和點。已知，則該電源的電動勢=_______V，內電阻=_______Ω。這個電源給元件3供電時，元件3的電功率P=_______W。參考答案：（1）V2

A1

R2（2）A

（3）1;

3.0;

1.2;

0.2四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一玻璃三棱鏡，其橫截面為等腰三角形，頂角θ為銳角，折射率為。現在橫截面內有一光線從其左側面上半部分射入棱鏡。不考慮棱鏡內部的反射。若保持入射線在過入射點的法線的下方一側（如圖所示），且要求入射角為任何值的光線都會從棱鏡的右