云南省昆明市冠益中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

云南省昆明市冠益中學(xué)2021年高三物理下學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖7所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平．用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過程中()．圖7A．物塊的機(jī)械能逐漸增加B．軟繩重力勢(shì)能共減少了mglC．物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D．軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和參考答案：由于繩子拉力對(duì)物體做負(fù)功，物塊的機(jī)械能逐漸減小，選項(xiàng)A錯(cuò)；選斜面頂端為零勢(shì)能點(diǎn)，則軟繩在斜面上的重力勢(shì)能為－mgl，軟繩在剛離開斜面時(shí)的重力勢(shì)能為－mgl，因此軟繩重力勢(shì)能共減少了mgl，選項(xiàng)B對(duì)；由于物塊所受重力與軟繩所受摩擦力大小不等，因此兩力做功大小不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)；以軟繩為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理有WG＋WF－Wf＝ΔEk，得WG＝ΔEk＋Wf－WF，由功能關(guān)系知選項(xiàng)D對(duì)．BD2.如圖所示為學(xué)員駕駛汽車在水平面上繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的俯視示意圖．已知質(zhì)量為60kg的學(xué)員在A點(diǎn)位置，質(zhì)量為70kg的教練員在B點(diǎn)位置，A點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為5.0m，B點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為4.0m，學(xué)員和教練員均可視為質(zhì)點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)（）A．周期之比為5：4B．線速度大小之比為1：1C．向心加速度大小之比為4：5D．受到的合力大小之比為15：14參考答案：D【考點(diǎn)】向心力；向心加速度．【分析】A、B兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)半徑之比，結(jié)合v=rω、a=rω2得出線速度和向心加速度之比，從而根據(jù)牛頓第二定律得出合力大小之比．【解答】解：A、A、B兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)T=知，周期相等，故A錯(cuò)誤．B、根據(jù)v=rω知，半徑之比為5：4，則線速度之比為5：4，故B錯(cuò)誤．C、根據(jù)a=rω2知，半徑之比為5：4，則向心加速度大小之比為5：4，故C錯(cuò)誤．D、根據(jù)F=ma知，向心加速度之比為5：4，質(zhì)量之比為6：7，則合力大小之比為15：14，故D正確．故選：D．3.（多選題）如圖所示，M為定滑輪，一根細(xì)繩跨過M，一端系著物體C，另一端系著一動(dòng)滑輪N，動(dòng)滑輪N兩側(cè)分別懸掛著A、B兩物體，已知B物體的質(zhì)量為3kg，不計(jì)滑輪和繩的質(zhì)量以及一切摩擦，若C物體的質(zhì)量為9kg，則關(guān)于C物體的狀態(tài)下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)A的質(zhì)量取值合適，C物體有可能處于平衡狀態(tài)B．無(wú)論A物體的質(zhì)量是多大，C物體不可能平衡C．當(dāng)A的質(zhì)量足夠大時(shí)，C物體不可能向上加速運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)A的質(zhì)量取值合適，C物體可以向上加速也可以向下加速運(yùn)動(dòng)參考答案：AD【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；牛頓第二定律．【分析】要使C物體保持平衡，必須使N平衡，則A與B也可能平衡．列出平衡方程；若A與B的質(zhì)量不同，則分兩種情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程討論．【解答】解：A、首先取AB連接體為研究對(duì)象，當(dāng)A的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于B的質(zhì)量，則B以接近重力加速度做向下的加速運(yùn)動(dòng)，B處于失重狀態(tài)，細(xì)繩的最小拉力接近為零；當(dāng)A的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B的質(zhì)量時(shí)，則B以接近重力加速度向上做加速運(yùn)動(dòng)，B處于超重狀態(tài)，細(xì)繩的最大拉力接近B的重力的兩倍，故此時(shí)細(xì)繩拉C的最大拉力為B的重力的4倍，故當(dāng)A的質(zhì)量取值合適，C的質(zhì)量在大于零小于12kg之間都有可能處于平衡，故A正確，B錯(cuò)誤；C、結(jié)合以上的分析，當(dāng)細(xì)繩對(duì)C拉力小于C的重力時(shí)C產(chǎn)生向下的加速度，當(dāng)細(xì)繩對(duì)C的拉力大于C的重力時(shí)C產(chǎn)生向上的加速度，故C錯(cuò)誤、D正確．故選：AD4.天文學(xué)家如果觀察到一個(gè)星球獨(dú)自做圓周運(yùn)動(dòng),那么就想到在這個(gè)星球附近存在著一個(gè)看不見的星體黑洞。星球與黑洞由萬(wàn)有引力的作用組成雙星,以兩者連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么（）A．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與其質(zhì)量成反比 B．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與其質(zhì)量成反比C．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與其質(zhì)量成反比 D．它們所受的向心力與其質(zhì)量成反比參考答案：C5.如圖甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造的示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)電阻為l．0，外接燈泡的電阻為9．0。則 A．在t=O．Ols的時(shí)刻，穿過線圈磁通量為零

B．瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為 C．電壓表的示數(shù)為6V D．通過燈泡的電流為0．6A參考答案：D在t=0.01s的時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)為0，則線圈位置為中性面，穿過線圈磁通量最大，故A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=6V，周期為0.02S，則瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=Emsin()（V），即e=6sin100πt(V)，故B錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為外電阻的電壓：E=6×=5.4V，故C錯(cuò)誤；通過燈泡的電流為I==0.6A，故D正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長(zhǎng)0.40m，在磁感強(qiáng)度是0.60T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向跟ab導(dǎo)線垂直．這時(shí)直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是_______V，直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導(dǎo)線ab電阻r=1Ω，則ab兩端的電勢(shì)差大小為_______V。參考答案：1.2V，b→a；1.0V7.圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)閃光照片的一部分，圖中背景是邊長(zhǎng)5cm的小方格。問閃光的頻率是

Hz；小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是

m/s。（重力加速度g取10m/s2）參考答案：10；2.5

8.如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)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(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度TA=300K，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度TB=400K，則C點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的溫度TC=

K。參考答案：

等壓、533.39.一飛船在某星球表面附近，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質(zhì)量表達(dá)式為

。參考答案：10.某三相交流發(fā)電機(jī)的相電壓為380V，給負(fù)載供電的電路如圖所示（圖中R表示負(fù)載，L表示發(fā)電機(jī)線圈），此發(fā)電機(jī)繞組是

連接，負(fù)載是

連接，每相負(fù)載的工作電壓是

V.參考答案：11.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時(shí)速度為u，求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無(wú)初速下落的v–t圖線，其中_________對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出雨滴無(wú)初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡(jiǎn)化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理解得：雨滴下落h的過程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時(shí)速度最大解答；(3)由動(dòng)量定理證明【詳解】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對(duì)應(yīng)半徑為的雨滴，不計(jì)空氣阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，圖線如圖：；(3)設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設(shè)空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個(gè)數(shù)為：，其質(zhì)量為設(shè)向下為正方向，對(duì)圓盤下方空氣分子由動(dòng)量定理有：對(duì)圓盤上方空氣分子由動(dòng)量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。12.（4分）在光滑的水平面上有甲、乙兩個(gè)物體發(fā)生正碰，已知甲的質(zhì)量為1kg，乙的質(zhì)量為3kg，碰前碰后的位移時(shí)間圖像如圖所示，碰后乙的圖像沒畫，則碰后乙的速度大小為

m/s，碰撞前后乙的速度方向

（填“變”、“不變”）參考答案：

0.1

不變13.下表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的UC和v的的幾組數(shù)據(jù)。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請(qǐng)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數(shù)據(jù)結(jié)合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）小明測(cè)得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g。通過計(jì)算并對(duì)照?qǐng)D像（如圖)說(shuō)明利用這種高壓鍋燒水時(shí)，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？參考答案：大約為115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃．若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大，應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力，并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量。15.（8分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。（2）說(shuō)明BC過程壓強(qiáng)變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體

放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說(shuō)明原因。參考答案：解析：（1）設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，，代入數(shù)據(jù)得。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。(3)大于；因?yàn)門A=TB，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對(duì)外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知大于?？键c(diǎn)：壓強(qiáng)的微觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（9分）有一玻璃球冠，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對(duì)稱軸上，如圖所示．從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃球冠內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回．若球面半徑為R，玻璃折射率為，求光源S與球冠頂點(diǎn)M之間的距離SM為多大？參考答案：如圖n= （3分）

θ3=θ1 θ3+θ2=90°得θ1=60°，θ2=30°

β=θ2=30°，α=θ1－β=30° （3分）SO=R

SM=SO－R=(－1)R （3分）17.如圖甲所示，物體A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)）用繞過光滑定滑輪的輕繩連接，A、B離水平地面的高度H=1m．A的質(zhì)量m0=0.4kg．如果B的質(zhì)量m可以連續(xù)變化，得到A的加速度隨m的變化圖線如圖乙所示，圖中虛線為漸近線，設(shè)豎直向上為加速度的正方向，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g取10m/s2．求：（1）圖乙中a0值；（2）若m=1.2kg，由靜止同時(shí)釋放A、B后，A距離水平地面的最大高度（設(shè)B著地后不反彈，A不與天花板碰撞）參考答案：解：（1）分別選擇B、A進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得：mg﹣T=maT﹣m0g=m0a解得；a=當(dāng)m→∞時(shí)，a0=g（2）若m=1.2kg時(shí)AB的加速度大?。篴==5m/s2B著地時(shí)的速度為v：2aH=v2接著A做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到速度為零時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律可得：A距離水平地面的最大高度：hm=2H+h=2.5m答：（1）圖乙中a0值是重力加速度g；（2）若m=1.2kg，由靜止同時(shí)釋放A、B后，A上升離水平地面的最大高度是2.5m．【考點(diǎn)】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力．【分析】（1）對(duì)A和B分別進(jìn)行受力分析，得出a的表達(dá)式，然后看當(dāng)m無(wú)窮大加速度對(duì)應(yīng)的數(shù)值；（2）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒求出A物塊到達(dá)地面時(shí)的二者的速度大?。鶕?jù)A物塊到達(dá)地面時(shí)的速度，結(jié)合速度位移公式求出B繼續(xù)上升的高度，從而得出B離地面的最大高度．18.（10分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B＝0.8T，豎直向下穿過水平放置的矩形線框MNPQ，MN＝PQ＝2m，MP＝NQ＝1m，ab是用與線框相同的導(dǎo)線制成，它們單位長(zhǎng)度的電阻R0＝0.1/m，不計(jì)摩擦。ab桿從MP處開始以v＝5m/s的速度向右勻速滑動(dòng)。

（1）關(guān)于ab桿兩端的電勢(shì)差的討論：某同學(xué)認(rèn)為：ab桿兩端的電勢(shì)差Uab就是路端電壓，ab桿勻速切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，且內(nèi)電阻ｒ大小不變。當(dāng)ab桿滑至線框正中間時(shí)，外電路電阻最大，此時(shí)，Uab有最大值，