2021届湖南省长沙市长郡中学高三下学期5月保温卷物理试题（一）

这是一份2021届湖南省长沙市长郡中学高三下学期5月保温卷物理试题（一），共9页。试卷主要包含了 图， 4250等内容，欢迎下载使用。

选择题：本题共4小题，
1. 小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（ ）
A. 都接直流电源 B. A两端的电压相等
C. A损耗的功率相等 D. 图1中A的电流较大
2. 如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（ ）
a点与b点的磁感应强度相同
B. a点与c点的磁感应强度相同
C.. a点与d点磁感应强度相同
D. a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同
3. 如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为，AC与AB的夹角也为。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，拉力大小为（ ）
B.
C. D.
4. 螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为。现用一个倾角为的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（ ）
实现摩擦自锁的条件为
B. 下落过程中重物对螺杆的压力等于mg
C.从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh
D. 从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh
多选题：本题共2小题，
5. 嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中轨道I是月地转移轨道，在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的机械能比在P点的机械能大
B. 嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长
C. 嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等
D. 嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点速度大小相等
6. 图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴OO′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有（ ）
A. 增大石子的质量，同时减小配重的质量 B. 减小投石机到靶的距离，同时增大θ角
C. 增大投石机到靶的距离，同时减小θ角 D. 减小投石机到靶的距离，同时增大配重的质量
三、非选择题：
（一）必考题：
7. 为了测试某精密元件在204μA特定电流值时的工作性能，一实验小组利用微安表监测该元件在电路中的电流，电路如图（a）所示。所用器材：微安表（量程为250μA，内阻约为1000Ω），稳压电源E（电动势为2.0V），定值电阻R0（阻值为4000.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω，额定电流为0.3A），电阻箱R2（阻值范围0~9999.9Ω），开关S。将电阻箱R2置于图（b）所示的阻值，滑动变阻器R1置于最大值；闭合开关S，移动R1的滑片，使微安表读数为204μA。
(1)图（b）中R2的阻值为___________Ω；
(2)在图（c）中标出微安表读数为204μA时的指针位置___________。为了提高监测精度，该小组尝试用标准电池EN（电动势为1.0186V）和灵敏电流计（量程范围300μA）替代微安表，设计了图（d）所示电路。要将元件的工作电流调到204μA，需先将R2的阻值设置为某个特定值，再闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1，使灵敏电流计指针指在零点，此时元件中的电流即为204μA。
(3)电阻箱R2的阻值应设置为___________Ω。
8. 如图所示，M、N两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；边长为2L的立方体区域内有竖直向上的匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，以初速度v0水平进入圆筒M左侧的小孔。粒子在每个筒内均做匀速直线运动，在两筒间做匀加速直线运动。粒子自圆筒N出来后，从正方形的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形中心垂直飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求：
(1)粒子进入磁场区域时的速率；
(2)磁感应强度的大小。
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
[物理选修3-3]
9.(1) 某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A. 在状态a和c时的内能可能相等
B. 在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C. b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
D. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
15. (2)“天问1号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”型管带往火星表面。“U”型管分别在地球和火星表面某时某地竖直放置时的相关参数如表所示。
求：（结果保留2位有效数字）
(1)火星表面高1m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强。已知水银=13.6×103kg/m3，水=1.0×103kg/m3；
(2)火星表面的大气压强p火。
[物理选修3-4]
10. (1)如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，某时刻a、d位于平衡位置且相距为9m，c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时a经平衡位置向上振动，则（ ）
A. 此波向右传播B. b点振动周期为3s
C. c点运动速度大小为2m/sD. 此波在a、d两点之间传播需3s
(2)如图，一潜水员在距海岸A点45m的B点竖直下潜，B点和灯塔之间停着一条长4m的皮划艇。皮划艇右端距B点4m，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为和（，），水的折射率为，皮划艇高度可忽略。
(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；
(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。
长郡中学2021届高三物理保温卷（一）参考答案
1【答案】D
【详解】A．由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A错误；
BCD．T2是降压变压器，根据
由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A的电流较小，加在图2中A两端的电压较低，图2中A消耗的功率较小，BC错误，D正确。
故选D
2【答案】B
【详解】通电直导线在周围形成的磁场，大小为，方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。
故选B。
3【答案】A
【详解】重力沿斜面的分力平行于CD向下，滑动摩擦力与运动方向相反，受力分析有
，
根据余弦定理得
故选A。
4【答案】D
【详解】A．实现自锁的条件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大静摩擦力，即
解得A错误；
B．重物从静止开始下落，落回到起点位置重物速度又减为0，所以重物在下落过程中先失重后超重，所以螺杆对重物的支持力先小于，后大于，根据牛顿第三定律可知重物对螺杆的作用力小于，后大于，B错误；
C．重物缓慢上升的过程中，对螺杆和重物为整体受力分析如图
则摩擦力做功为C错误；
D．从重物开始升起到最高点，即用于克服摩擦力做功，也转化为重物上升增加的重力势能，所以根据动能定理得解得D正确。
故选D。
5【答案】BC
【详解】A．在轨道Ⅱ运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，A错误；
B．根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，周期越长。轨道Ⅱ对应的半长轴长，所以嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，B正确；
C．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，向心加速度都是由万有引力提供。所以经过Q点的向心加速度大小相等，C正确；
D．嫦娥五号由轨道Ⅱ变向轨道Ⅲ运行时，需要减速才能实现，所以由轨道Ⅱ变向轨道Ⅲ，经Q点的速度要减小，D错误。
故选BC。
6【答案】AC
【详解】由图可知，要打中靶心“10”环处，则要增大竖直位移，则需要增大石子空中飞行时间，可以采取的方法是减小水平速度，或增大投石机到靶的距离，要减小石子抛出时的水平速度，可以减小配重对石子做的功，可以减小配重下降的高度也即减小θ角，或者减小配重的质量，减小其减少的重力势能，或者增大石子的质量，在获得相同动能的情况下，可以减小石子抛出的速度。故选AC。
7【答案】 (1). 4250.0 (2). (3). 4993.1
【详解】(1)[1]图（b）中R2的阻值为4250.0Ω；
(2) [2]微安表最小刻度为5μA，则读数为204μA时的指针位置如图；
(3)[3]由题意可知，当电阻R2两端电压等于电动势EN时，通过灵敏电流计的电流为零，则
UR=EN=1.0186V
电流IR=204μA
则
8【答案】（1） （2）
【详解】（1）粒子在电场中加速，有动能定理可知：
解得：
（2）根据题意从正方形的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形中心垂直飞出磁场区域，分析可得在磁场中运动的轨道半径
在磁场中运动时洛伦兹力提供了向心力
解得：
9(1)【答案】B
【详解】A．从c到d为绝热膨胀，则Q=0，W<0，则内能减小∆U<0，温度降低；从d到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则状态c的温度高于a态温度，选项A错误；
B．在a→b过程中为绝热压缩，外界对气体做功W>0，Q=0，则∆U=W，即外界对其做的功全部用于增加内能，选项B正确；
CD．从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据p-V图象下面积即为气体做功大小，可知c到d过程气体做功：图象中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外做的功，整个过程气体能内能变为为零，则即
即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故CD错误。
故选B。
9.(2)【答案】(1)5.2m；(2)
9.【详解】(1)根据液体压强公式 得
代入数据解得
(2)封闭气体地表，，
在火星表面，，
根据理想气体状态方程
联立解得
即火星表面的大气压强
10. (1)【答案】B
【详解】A．此时a经平衡位置向上振动，根据“上下坡法”可知，波是向左传播的，故A错误；
B．由图可知，这列波的波长为
波的周期为故B正确；
C．c点在波谷，所以此时c点运动速度大小为0，故C错误；
D．此波在a、d两点之间传播所需时间
故D错误；故选B。
(2)【答案】(1) ；(2)
【详解】(1)设潜水员下潜深度为h，水的折射率为，海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，得临界角正弦为解得：
(2)设入射角为 的光线的折射角为 ，入射角为的折射角为 ，则
，
根据几何关系可知 ，
解得： ，
故潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围 。
地球
火星
重力加速度
g
0.38g
环境温度
T地=300K
T火=280K
大气压强
p地=76.0cmHg
p火
封闭气柱长度
l地=19.0cm
l火=56.0cm
水银柱高度差
h地=73.0cm
h火