2021年湖南省長沙市崔坪聯(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）關(guān)于物理學(xué)史，下列說法正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，并測出了萬有引力常量B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，卡文迪許測出了萬有引力常量C．卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬有引力，牛頓測出了萬有引力常量D．卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬有引力，并測出了萬有引力常量參考答案：B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但引力常量G無法測出，英國人卡文迪許利用扭秤，才巧妙地測出了這個常量．故B正確。故選B。2.（單選）隨著“神舟6號”的發(fā)射成功，中國航天員在軌道艙內(nèi)停留的時間將增加，體育鍛煉成了一個必不可少的環(huán)節(jié)，下列在地面上正常使用的未經(jīng)改裝的器材最適宜航天員在軌道艙中進(jìn)行鍛煉的是（）A．啞鈴B．彈簧拉力器C．單杠D．徒手跑步機(jī)參考答案：考點：超重和失重．分析：想弄清楚在超重和失重的狀態(tài)下哪些器材可以用，必須清楚各個器材的物理原理，看看有沒有與重力有關(guān)的原因，如果有那么，哪些器材就不能使用．解答：解：A、用啞鈴鍛煉身體主要就是利用啞鈴的重力，在軌道艙中啞鈴處于完全失重狀態(tài)，它對人的胳膊沒有壓力的作用；故A錯誤；B、彈簧拉力器鍛煉的是人肌肉的伸縮和舒張力，與重力無關(guān)．故B正確；C、利用單杠鍛煉身體需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降．在完全失重狀態(tài)下已沒有重力可用；故C錯誤；D、在軌道艙中人處于失重狀態(tài)，就算人站在跑步機(jī)上，但是腳對跑步機(jī)一點壓力也沒有．根據(jù)壓力與摩擦力成正比，那么這時腳與跑步機(jī)之間沒有一點摩擦力．沒有摩擦力人將寸步難行．故D錯誤．故選：B點評：本題的關(guān)鍵是明白各種器材的物理原理．在完全失重的情況下器材的作用還能否發(fā)揮，這是一道基礎(chǔ)題．3.某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為44：3，原線圈a.b間所接電原電壓按圖所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載電阻，電流表的示數(shù)為2.2A，則下列判斷正確的是

A.副線圈兩端編出的電壓為15V

B.原線圈中的電流為0.15AC變壓器的輸入、輸出功率之比為44：3D、原線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝220sin100t（V）參考答案：B4.（單選）一質(zhì)量為m的小球A用輕繩系于O點，如果給小球一個初速度使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，某時刻小球A運(yùn)動的圓軌道的水平直徑的右端點時，如圖所示位置，其加速度大小為，則它運(yùn)動到最低點時，繩對球的拉力大小為（）A．B．3mg

C．

D．4mg參考答案：D解析：設(shè)小球在水平直徑右端時的速度為V1，由已知條件：a水平=，而a合=，設(shè)小球在最低點時的速度為v2，則由機(jī)械能守恒得：mv12+mgr=mv22，

在最低點：F-mg=，由以上兩式可解得：F=４mg，故Ｄ正確．A、Ｂ、C錯誤．故選D．5.風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力。實驗室中有兩個質(zhì)量不等的球A、B，用一輕質(zhì)繩連接。把A球套在水平細(xì)桿上如圖所示，對B球施加水平風(fēng)力作用，使A球與B球一起向右勻加速運(yùn)動。若把A、B兩球位置互換，重復(fù)實驗，讓兩球仍一起向右做勻加速運(yùn)動，已知兩次實驗過程中球的加速度相同，A、B兩球與細(xì)桿的動摩擦因數(shù)相同。則兩次運(yùn)動過程中，下列物理量一定不變的是(

)

A．細(xì)繩與豎直方向的夾角

B．輕繩拉力的大小

C．細(xì)桿對球的支持力

D．風(fēng)給小球的水平力參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一個鈾核()放出一個α粒子后衰變成釷核()，其衰變方程為

；已知靜止的鈾核、釷核和α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中的光速為c，上述衰變過程中釋放出的核能為

。參考答案：（2分）

(m1-m2-m3)c2（2分）7.一位同學(xué)受到“研究平拋運(yùn)動”昀實驗啟示，他想用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律：一光滑水平臺上，等大的甲、乙兩小球間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，彈簧的原長較短。當(dāng)彈簧突然釋放后，兩個小球被彈簧彈射，分別落在水平地面上的P、Q兩點，然后該同學(xué)進(jìn)行了下列物理量的測量：A．用天平測出甲、乙兩個小球的質(zhì)量分別是m1、m2B．用米尺測出甲、乙兩個小球的落地點與平臺邊緣的水平距離分別為s1、s2C．用米尺測出平臺離地面的高度h(1)上面的三個步驟中，你認(rèn)為不必要的步驟有____（填序號）。(2)根據(jù)需要選用上面A、B、C三個步驟中的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式_________,則說明彈簧彈射小球的過程中動量守恒。參考答案：

(1).C

(2).m1s1?m2s2【詳解】（1）兩球均做平拋運(yùn)動，因高度相同，則時間相同；要驗證的表達(dá)式：m1v1-m2v2=0，即，即m1s1?m2s2，故不需要測量平臺離地面的高度h，即不必要的步驟有C；（2）只要滿足關(guān)系式m1s1?m2s2，則說明彈簧彈射小球的過程中動量守恒。8.生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收這而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)。圖中的測速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波。由于車輛的運(yùn)動，接收的無線電波頻率與發(fā)出時不同。利用頻率差就能計算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中C為真空中的光速，若，，可知被測車輛的速度大小為_________m/s。參考答案：答案：30解析：根據(jù)題意有，解得v＝30m/s。9.如圖所示為ABC是三角形玻璃磚的橫截面，∠ABC=90°，∠BAC=30°，一束平行于AB的光束從AC邊射入玻璃磚，EF是玻璃磚中的部分光路，且EF與AC平行，則玻璃磚的折射率為

，光束

（填“能”或“不能”）從E點射出玻璃磚。參考答案：由題意做出光路圖可知折射率，臨界角滿足，可知臨界角C大于30°小于45°，由于光線在E點的入射角等于30°，小于臨界角，故能從E點射出玻璃磚。

10.（６分）磁感線是在磁場中畫出的一些有方向的曲線。其特點是：①磁感線是為了形象描述磁場而假設(shè)的曲線；②磁感線的疏密表示磁場的_______，磁感線上某點切線方向表示該點的磁場方向；③磁感線不相交、不中斷、是閉合曲線，在磁體內(nèi)部從

極指向

極。參考答案：

答案：強(qiáng)弱（大?。?；

ＳＮ（每空2分）11.一定質(zhì)量的理想氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下時體積為V0，分別經(jīng)過如下兩個不同的過程使體積都增大到2V0：①等溫膨脹變?yōu)?V0，再等容升壓使其恢復(fù)成一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，總共吸收的熱量為Q1，內(nèi)能的變化為；②等壓膨脹到2V0，吸收的熱量為Q2，內(nèi)能的變化為．則Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）參考答案：小于

等于

12.如圖甲所示是用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度的游標(biāo)卡尺測量一工件的內(nèi)徑的實物圖，圖乙是游標(biāo)部分放大后的示意圖．則該工件的內(nèi)徑為

cm．用螺旋測微器測一金屬桿的直徑，結(jié)果如圖丙所示，則桿的直徑是

mm．參考答案：2.280；2.697；【考點】刻度尺、游標(biāo)卡尺的使用；螺旋測微器的使用．【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．【解答】解：20分度的游標(biāo)卡尺，精確度是0.05mm，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22mm，游標(biāo)尺上第16個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為16×0.05mm=0.80mm，所以最終讀數(shù)為：22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm．螺旋測微器的固定刻度為2.5mm，可動刻度為19.7×0.01mm=0.197mm，所以最終讀數(shù)為2.5mm+0.197mm=2.697mm．故答案為：2.280；2.697；13.某校游泳池長25m，寬15m，池深2.0m，水深1.8m，如圖所示。如用水泵將池中的水全部抽到地面的排水管中去，抽水速度為4m/s，抽水管的截面積為0.025m2，則抽水所需的時間為________s；忽略抽水管半徑的影響，抽水過程中水泵的平均輸出功率為________W。（水的密度r＝1×103kg/m3）參考答案：6750

；

1.9×103三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

（12分）檢測一個標(biāo)稱值為5Ω的滑動變阻器。

（1）用伏安法測定Rx的全電阻值，可供選用的器材如下：A．待測滑動變阻器Rx，全電阻約5Ω（電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù)）B．電流表A，有兩個量程：

①0-0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω

②0-3A，內(nèi)阻約0.12ΩC．電壓表V，有兩個量程：

①0-15V，內(nèi)阻約15KΩ

②0-3V，內(nèi)阻約3KΩD．滑動變阻器R，全電阻約20Ω

E．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻不計F．電鍵S導(dǎo)線若干電流表應(yīng)選擇量程_________，電壓表量程應(yīng)選擇_________(填①或②)。

（2）根據(jù)實驗要求將圖中實物連接成測量電路。

（3）為了進(jìn)一步測量待測滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度。用游標(biāo)卡尺測電阻絲直徑，從圖中可讀出其直徑為__________mm。參考答案：

答案：(1)①、②（每空2分）(2)安培表外接，圖略（4分）(3)1.198~1.201均給分（4分）15.有一約7V數(shù)碼電池，無法從標(biāo)簽上看清其電動勢等數(shù)據(jù)．現(xiàn)要更加準(zhǔn)確測量其電動勢E和內(nèi)電阻r，實驗室備有下列器材：A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻為3Ω）

B．電壓表（量程3V，內(nèi)阻為3kΩ）C．電壓表（量程30V，內(nèi)阻為30kΩ）

D．定值電阻R1=500ΩE．定值電阻R2=5000Ω

F．滑動變阻器（阻值范圍0～30Ω）G．開關(guān)及導(dǎo)線（1）該實驗中電壓表應(yīng)選

，定值電阻應(yīng)選

．（均選填選項前的字母序號）（2）電路圖如圖1所示，將實物連線圖補(bǔ)充完整．（3）若將滑動變阻器滑片滑到某一位置，讀出此時電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電源電動勢和內(nèi)阻間的關(guān)系式為

．參考答案：解：（1）因電源的電壓約為7V，如果采用30V的電壓表，則量程過大，誤差太大，因此電壓表量程只能選擇3V，由于小于電動勢，故應(yīng)串聯(lián)阻值較大的定值電阻擴(kuò)大量程，并且至少應(yīng)擴(kuò)大到7V，則根據(jù)改裝原理可知：7=3+，解得R至少為4000Ω，故定值電阻應(yīng)選擇E；（2）由原理圖可得出對應(yīng)的實物圖如圖所示；（3）根據(jù)改裝原理可知，路端電壓為：U=U=；總電流為：I總=+I；由閉合電路歐姆定律可得：E=U+（I+）r故答案為：（1）B

E

（2）如圖所示；（3）E=U+（I+）r【考點】測定電源的電動勢和內(nèi)阻．【分析】（1）根據(jù)電壓表量程可明確能否滿足實驗要求，再根據(jù)改裝原理選擇電阻；（2）根據(jù)給出的原理圖連接實物圖；（3）根據(jù)改裝原理可明確路端電壓以及電流表達(dá)式，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對應(yīng)的表達(dá)式．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在以坐標(biāo)原點O為圓心，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動，經(jīng)t0時間從P點射出。（1）求電場強(qiáng)度的大小和方向.（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出，求粒子運(yùn)動加速度大??；（3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入但速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運(yùn)動的時間。參考答案：解:(1)設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,初速度為v,電場強(qiáng)度為E.可判斷出粒子受到的洛倫磁力沿x軸負(fù)方向,于是可知電場強(qiáng)度沿x軸正方向且有qE=qvB

（2分）又R=vt0

（1分）則

（1分）(2)僅有電場時,帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動在y方向位移

（1分）得

（1分）設(shè)在水平方向位移為x,因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上,于是

（2分）又有

（2分）得

（1分）(3)僅有磁場時,入射速度,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)軌道半徑為r,由牛頓第二定律有

（1分）又qE=ma得

（1分）由幾何關(guān)系

（1分）即

（1分）帶電粒子在磁場中運(yùn)動周期

（1分）則帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間

（1分）所以

（1分）17.宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用，設(shè)每個星體的質(zhì)量均為m，四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上，已知這四顆星均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運(yùn)動，引力常量為G，試求：（1）求星體做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑；（2）若實驗觀測得到星體的半徑為R，求星體表面的重力加速度；（3）求星體做勻速圓周運(yùn)動的周期。參考答案：答案：（1）

（2）

（3）

（或）解析：（1）由星體均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運(yùn)動可知，星體做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑。（2）由萬有引力定律可知，則星體表面的重力加速度。（3）星體在其他三個星體的萬有引力作用下圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力定律和向心力公式得