2021年湖南省岳陽市臨湘市黃蓋鎮(zhèn)學(xué)區(qū)聯(lián)校高三物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，氣缸的內(nèi)壁光滑。現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說法正確的是

（填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分） A．每個(gè)氣體分子的速率都不變 B．氣體分子平均動(dòng)能不變 C．水平外力F逐漸變大

D．氣體內(nèi)能減少

E．氣體放出熱量F．氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)G．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律參考答案：BCG2.如圖虛線上方空間有勻強(qiáng)磁場，扇形導(dǎo)線框繞垂直于框面的軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針為正，則能正確表明線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周感應(yīng)電流變化情況的是（

）參考答案：A3.(單選)如圖，用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間，開始時(shí)OB繩水平?，F(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變，改變OB繩長使繩末端由B點(diǎn)緩慢上移至B′點(diǎn)，此時(shí)OB′與OA之間的夾角θ<90°。設(shè)此過程中OA、OB的拉力分別為FOA、FOB，下列說法正確的是A．FOA逐漸增大

B．FOA逐漸減小

C．FOB逐漸增大

D．FOB逐漸減小參考答案：B4.用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud。下列判斷正確的是

A．

B.

C.

D.參考答案：答案：B解析：線框進(jìn)入磁場后切割磁感線，a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是c、d電動(dòng)勢的一半。而不同的線框的電阻不同。設(shè)a線框電阻為，b、c、d線框的電阻分別為、、則，，，，。所以B正確。5.如圖所示,細(xì)線的一端固定于O點(diǎn),另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是(A)逐漸增大(B)逐漸減小(C)先增大,后減小(D)先減小,后增大參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、木塊、紙帶、米尺、8個(gè)質(zhì)量均為20g的鉤碼以及細(xì)線等。實(shí)驗(yàn)操作過程如下：A．長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與木塊相連，細(xì)線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上；B．使木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，釋放木塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，記下懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)n；C．將木塊上的鉤碼逐個(gè)移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B；D．測出每條紙帶對(duì)應(yīng)木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須調(diào)節(jié)滑輪高度，保證________________________(2)根據(jù)表乙數(shù)據(jù)，作出a-n圖象如圖丙；由圖線得到μ=____________(g=9.8m/s2)，還可求出的物理量是________________(只需填寫物理量名稱)。

n

4

5

6

7

8a/(m/s2)0.501.302.203.003.90

參考答案：（1）細(xì)線與木板表面平行

（2分）（2）0.29～0.31

（4分）

木塊的質(zhì)量

7.

真空中波長為３×１０-7米的紫外線的頻率是

_赫。這種紫外線的光子打到金屬鈉的表面時(shí)

（填“能”或“不能”）發(fā)生光電效應(yīng)（已知鈉的極限頻率是6.0×1014赫，真空中光速為３×１０8米/秒）。參考答案：答案：1.0×1015、能8.牛頓第一定律表明，力是物體

發(fā)生變化的原因;該定律引出的一個(gè)重要概念是

。參考答案：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；慣性力的作用效果是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體產(chǎn)生形變；牛頓第一定律通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；從而引出一切物體都有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性，即慣性?！究键c(diǎn)】牛頓第一定律

9.如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，（直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5）。由圖可知普朗克常量為___________Js，金屬的極限頻率為

Hz（均保留兩位有效數(shù)字）參考答案：10.一定質(zhì)量的理想氣體，等壓膨脹，壓強(qiáng)恒為2×105帕，體積增大0.2升，內(nèi)能增大了10焦耳，則該氣體

（吸收、放出）

焦耳的熱量。參考答案：

答案：吸收，50

11.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DIS實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖甲所示。在小車上固定擋光片（寬度為Δs），在傾斜導(dǎo)軌的A處放置光電門。讓小車從P點(diǎn)靜止下滑，再利用光電門記錄下?lián)豕馄?jīng)過A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間Δt。接下來，改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，最后運(yùn)用公式計(jì)算出不同寬度的擋光片從A點(diǎn)開始在各自Δs區(qū)域內(nèi)的，并作出圖像。

（1）當(dāng)光電門傳感器A、B之間無擋光物體時(shí)，電路

；當(dāng)A、B之間有物體擋光時(shí)，電路

。（填“斷開”或“接通”）（2）（多選）該同學(xué)測出4組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏差，如圖乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小車從圖甲中P點(diǎn)上方靜止下滑

B.小車從圖甲中P點(diǎn)下方靜止下滑C.小車從圖甲中P點(diǎn)靜止下滑

D.小車從圖丙中P點(diǎn)靜止下滑（3）另一位同學(xué)測出如下圖所示的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)圖線，可知小車的加速度大小約為

m/s2，擋光片經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的瞬間速度大小約為

m/s。參考答案：（1）斷開，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

12.（00年吉、蘇、浙）（16分）如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A/之間會(huì)產(chǎn)生電熱差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場不太強(qiáng)時(shí)，電熱差U、電流I和B的關(guān)系為：，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)。霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場的洛侖茲力運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對(duì)電子施加與洛倉茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛侖茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢差。設(shè)電流I是由電子和定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e回答下列問題：（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢_____下側(cè)面A的電勢（填高于、低于或等于）（2）電子所受的洛侖茲力的大小為______。（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電差為U時(shí)，電子所受靜電力的大小為_____。（4）由靜電力和洛侖茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為其中h代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù)。參考答案：答案：（1）低于；（2）；（3）（4）電子受到橫向靜電力與洛侖茲力的作用，兩力平衡，有得：U=hvB

通過導(dǎo)體的電流密度I=nev·d·h

由

，有

得

13.有一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的氣缸，用輕質(zhì)活塞密封了一定質(zhì)量的氣體，活塞用輕繩懸掛在天花板上，如圖所示．氣缸的質(zhì)量為M，活塞可以在缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，活塞的面積為S，活塞與缸底距離為h，大氣壓強(qiáng)恒為p0，此時(shí)環(huán)境溫度為T．若已知?dú)飧椎娜莘e為1L，氣缸內(nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol．阿伏加德羅常數(shù)，估算氣缸內(nèi)氣體分子數(shù)為_____________個(gè)，氣體分子間平均距離d=___________m（得出的結(jié)果均取一位有效數(shù)字）．參考答案：1.6×1022

(2分)

d=4×10-9m三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m／s2，那么(1)同學(xué)甲想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度a=

m／s2，從而計(jì)算出阻力f

=

N．(2)若同學(xué)乙不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的?

(填“能”或“不能”)．參考答案：9.50m/s2；0.06N；可以15.某同學(xué)用圖甲所示的電路測繪額定電壓為3.0V的小燈泡伏安特性曲線，并研究小燈泡實(shí)際功率及燈絲溫度等問題根據(jù)電路圖，將圖乙中的實(shí)驗(yàn)儀器連成完整的實(shí)驗(yàn)電路。②該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的小燈泡I—U圖線如圖。形成圖中小燈泡伏安特性圖線是曲線的原因?yàn)開_______．③根據(jù)I—U圖線，可確定小燈泡在電壓為2．0V時(shí)實(shí)際功率為________．（保留兩位有效數(shù)字）④已知小燈泡燈絲在t=27oC時(shí)電阻是1.5Ω，并且小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關(guān)系為R=k(273+t)，k為比例常數(shù)。根據(jù)I—U圖線，估算該燈泡正常工作時(shí)燈絲的溫度約為

℃.參考答案：①如右圖所示②隨著燈兩端電壓升高，電流增大，燈絲溫度甚高，電阻率增大，電阻變大③（2分）0.68W

④（2分）約1031℃四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，半徑R=0.9m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長為L=1m的水平面相切于B點(diǎn)，BC離地面高h(yuǎn)=0.45m，C點(diǎn)與一傾角為°的光滑斜面連接，質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m／s2．求：（1）小滑塊剛到達(dá)圓弧的B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力：（2）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小：（3）小滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間．參考答案：⑴設(shè)滑塊到B點(diǎn)速度為VB,由機(jī)械能守恒

在B點(diǎn)：

得N=3mg=30N

由牛頓第三定律，滑塊在B點(diǎn)對(duì)圓弧的壓力大小為30N

⑵由動(dòng)能定理，

⑶滑塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其下落h的時(shí)間為t，則由

得t=0.3st=0.3s內(nèi)滑塊的水平位移x=vct=1.2m

而斜面的水平長度，所以小滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間為0．3s

17.

（8分）某網(wǎng)站報(bào)道：最近南亞某國發(fā)射了一顆人造環(huán)月衛(wèi)星，衛(wèi)星的質(zhì)量為100kg，環(huán)繞周期為1小時(shí)……。一位同學(xué)對(duì)該新聞的真實(shí)性產(chǎn)生懷疑，他認(rèn)為：一是該國的航天技術(shù)比起我國還有差距，近期不可能發(fā)射出環(huán)月衛(wèi)星；二是該網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)似乎也有問題。該同學(xué)準(zhǔn)備對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。他記不清引力恒量的數(shù)值且手邊沒有可查找的資料，但他記得月球半徑約為地球半徑的，地球半徑為6400km，月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度，地球表面重力加速度約為10m/s2。他由上述數(shù)據(jù)經(jīng)過推導(dǎo)分析，進(jìn)一步認(rèn)定這是一則假新聞。請依上述數(shù)據(jù)寫出他的論證過程及結(jié)論。參考答案：解析：設(shè)為近月衛(wèi)星，月球M對(duì)衛(wèi)星m的萬有引力是衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力，則有

①

（2分）

在月球表面：

②

（2分）

由①②可得：

③

（2分）

代入數(shù)據(jù)：

即繞月運(yùn)行的衛(wèi)星的最小周期為102.6min，遠(yuǎn)大于報(bào)導(dǎo)中的60min（1小時(shí)），故可判斷其為假新聞。

（2分）18.如圖所示的直角坐標(biāo)系第、象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T，處于坐標(biāo)原點(diǎn)O的放射源不斷地放射出比C/kg的正離子，不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用。（1）求離子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)周期；（2）若某時(shí)刻一群離子自原點(diǎn)O以不同速率沿x軸正方向射出，求經(jīng)過s時(shí)間這些離子所在位置構(gòu)成的函數(shù)方程；（3）若離子自原點(diǎn)O以相同的速率v0=2.0×106m/s沿不同方向射入第象限，要求這些離子穿過磁場區(qū)域后都能沿平行于y軸且指向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，則題干中的勻強(qiáng)磁場區(qū)域應(yīng)怎樣調(diào)整（畫圖說明即可），并求出調(diào)整后磁場區(qū)域的最小面積。參考答案：（1）根據(jù)牛頓第二定律有

（２分）離子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 （1分）（2）離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間

（1分）根據(jù)左手定則，離子沿逆時(shí)針方向做半徑不同的圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過的角度均為

（１分）這些離子所處位置均在過坐標(biāo)原點(diǎn)的同一條直線上，該直線方程

（