上海市寶山實驗學(xué)校2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

上海市寶山實驗學(xué)校2021年高三物理上學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示．根據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)可計算出（）A．物體的質(zhì)量B．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)C．在F為14N時，物體的速度D．在F為14N前，物體的位移參考答案：AB【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像．【分析】對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得出力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系，然后結(jié)合圖象得出相關(guān)信息即可求解．【解答】解：A、物體受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得：F﹣μmg=ma，解得：a=﹣μg，由a與F圖線，得到：0.5=﹣10μ

①，4=﹣10μ

②，①②聯(lián)立得，m=2Kg，μ=0.3，故AB正確；C、由于物體先靜止后又做變加速運動，無法利用勻變速直線運動規(guī)律求速度和位移，又F為變力無法求F得功，從而也無法根據(jù)動能定理求速度，故CD錯誤；故選AB．2.從地面豎直上拋物體甲，與此同時在甲的上方有一物體乙自由下落，兩物體在空中相遇時速率相等，則（）A．甲落地時的速度是乙落地時速度的3倍B．相遇時甲上升的距離是乙下落距離的3倍C．物體甲的初速度大小是相遇時速率的2倍D．甲在空中運動的時間是乙在空中運動時間的2倍參考答案：BCD3.“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球近距離勘探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新成果。月球上的磁場極其微弱，通過探測器拍攝電子在月球磁場中的運動軌跡，可分析月球磁場的強弱分布情況，如圖是探測器通過月球表面A、B、C、D四個位置D

C

B

A

時，拍攝到的電子運動軌跡照片，設(shè)電子速率相同，且與磁場方向垂直，則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是：

A．B→A→D→C

B．D→C→B→A

C．C→D→A→B

D．A→B→C→D參考答案：D4.（多選題）我國發(fā)射的探月衛(wèi)星有一類為繞月極地衛(wèi)星。利用該衛(wèi)星可對月球進行成像探測。如圖8

所示，設(shè)衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運動時距月球表面的高度為H,繞行周期為TM;月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為TE，公轉(zhuǎn)軌道半徑為R0；地球半徑為RE，月球半徑為RM.忽略地球引力、太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，則下列說法正確的是

A．月球與地球的質(zhì)量之比為B．若光速為C，信號從衛(wèi)星傳輸?shù)降孛嫠脮r間為C．由開普勒第三定律可得＝D．由開普勒第三定律可得＝參考答案：AB5.（單選）鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于，則

A．內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C．這時鐵軌對火車的支持力大于D．這時鐵軌對火車的支持力等于參考答案：A?；疖囅喈?dāng)于在斜面上作圓周運動，根據(jù)受力分析和牛頓第二定律得：，當(dāng)小于時，是內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓，A對，B錯；這時鐵軌對火車的支持力小于，C、D答案都錯；故本題選擇A答案。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運動。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗螅\動半徑變?yōu)?/p>

，線速度大小變?yōu)?/p>

。參考答案：7.物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關(guān)系”，我們提供了如下圖的實驗裝置。

（1）某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合右圖設(shè)計一個本實驗情景的命題：如圖所示，設(shè)質(zhì)量為m（已測定）的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移s，通過光電門時的速度v，試探究外力做的功mgs與小球動能變化量的定量關(guān)系。（2）某同學(xué)根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)。①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；②用

測出小球的直徑為10.0mm；(選填:刻度尺,游標(biāo)卡尺,螺旋測微器)③用刻度尺測出電磁鐵下端到

的距離為80.40cm；④電磁鐵先通電，讓小球

。⑤讓電磁鐵斷電，小球自由下落。⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10－3s。⑦計算得出重力做的功為4.02J，小球動能變化量為

J。(g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）試根據(jù)在（2）中條件下做好本實驗的結(jié)論：

。參考答案：(2)②游標(biāo)卡尺,③光電門,④吸在電磁鐵下端

⑦

4.00(3)在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動能變化量相等8.一臺激光器發(fā)光功率為P0，發(fā)出的激光在真空中波長為，真空中的光速為，普朗克常量為，則每一個光子的能量為

；該激光器在時間內(nèi)輻射的光子數(shù)為

。參考答案：

hC/λ

；

P0tλ/hc

9.(4分)一炮彈質(zhì)量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達最高點時速度為v，炮彈在最高點爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運動，質(zhì)量為，則另一塊爆炸后瞬時的速度大小________。參考答案：（4分）10.如圖所示為某一簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，質(zhì)點a的振動方向如圖，由此可知該波沿______傳播，該時刻a、b、c三點中速度最大的是______點，加速度最大的是______點，從這一時刻開始，第一次最快回到平衡位置的是______點，若t＝0.02s時質(zhì)點c第一次到達波谷處，則此波的波速為______m/s。參考答案：x軸方向

a

c

c

100m/s

11.某同學(xué)做了如圖所示的探究性實驗，U形管左口管套有一小氣球，管內(nèi)裝有水銀，當(dāng)在右管內(nèi)再注入一些水銀時，氣球?qū)⒐牡酶?。假設(shè)封閉氣體與外界絕熱，則在注入水銀時，封閉氣體的體積________，壓強________，溫度________，內(nèi)能_______。（填“增大”、“減小”、“升高”、“降低”或“不變”）參考答案：減小增大升高增大注入水銀，封閉氣體的壓強變大，水銀對氣體做功，氣體體積減小，由于封閉氣體與外界絕熱，所以氣體內(nèi)能增大，溫度升高。12.（3分）如圖所示是光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2的折射情況，根據(jù)光路圖可知：兩種介質(zhì)相比較，介質(zhì)1是

介質(zhì)，介質(zhì)2是

介質(zhì)；光在介質(zhì)中的波長1

2（選填“>”、“=”或“<”)．頻率1

2（選填“>”、“=”或“<”）。參考答案：光密，光疏，＜，=13.如圖所示，質(zhì)量m=1kg、長L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平。板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4。現(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板，木板翻下桌子前移動的距離為______________m；使它翻下桌子力F做的功至少為______________J。

參考答案：0.4m

1.6J三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學(xué)要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，兩平行金屬板間距為2l，極板長度為4l，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓（t=0時上極板帶正電）．以極板間的中心線OO1為x軸建立坐標(biāo)系，現(xiàn)在平行板左側(cè)入口正中部有寬度為l的電子束以平行于x軸的初速度v0從t=0時不停地射入兩板間．已知電子都能從右側(cè)兩板間射出，射出方向都與x軸平行，且有電子射出的區(qū)域?qū)挾葹?l．電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略電子之間的相互作用力．

（1）求交變電壓的周期T和電壓U0的大?。唬?）在電場區(qū)域外加垂直紙面的有界勻強磁場，可使所有電子經(jīng)過有界勻強磁場均能會聚于（6l，0）點，求所加磁場磁感應(yīng)強度B的最大值和最小值；（3）求從O點射入的電子剛出極板時的側(cè)向位移y與射入電場時刻t的關(guān)系式．參考答案：、得：17.如圖所示，兩根相距為d的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平xOy平面內(nèi)，左端接有阻值為R的電阻，其他部分的電阻均不計。在x>0的一側(cè)存在垂直xOy平面且方向豎直向下的磁場，磁感強度大小按B=kx規(guī)律變化（其中k是一大于零的常數(shù)）。一根質(zhì)量為m的金屬桿垂直跨擱在光滑的金屬導(dǎo)軌上，兩者接觸良好。當(dāng)t=0時直桿位于x=0處，其速度大小為v0，方向沿x軸正方向，在此后的過程中，始終有一個方向向左的變力F作用于金屬桿，使金屬桿的加速度大小恒為a，加速度方向一直沿x軸的負方向．求：（1）金屬桿向右運動至t0時刻時所在位置處的磁感應(yīng)強度B的大小。（2）閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時間有多長？（3）當(dāng)金屬桿的速度為時，閉合回路的感應(yīng)電動勢多大？此時作用于金屬桿的外力F多大？參考答案：（1）

（2）①當(dāng)金屬桿沿x軸正方向運動的速度為時;②當(dāng)金屬桿沿x軸負方向運動的速度為時;（2）①當(dāng)金屬桿沿x軸正方向運動的速度為時，對應(yīng)的x坐標(biāo)x1`滿足：解得x1=．則在x1處的磁感強度此時回路中的感應(yīng)電動勢，金屬桿所受的安培力大小方向沿x軸負方向由牛頓第二定律得F＋F安=ma所以，此時作用于金屬桿的外力方向沿x軸負方向．②當(dāng)金屬桿沿x軸負方向運動的速度為時，由運動對稱性知對應(yīng)的x坐標(biāo)仍為，故安培力大小與①相同，但方向相反，為x軸正方向牛頓第二定律F-F安=ma所以，此時作用于金屬桿的外力方向沿x軸正方向．18.一項拋球入筐游戲裝置如圖所示，將球筐掛于離地

h=lm高的光滑水平軌道AB上．AB長l=3m，球筐可在AB

間以恒定的速率往復(fù)運行（球筐往A、B兩點速度反向的時間不計）．某同學(xué)將球水平拋出時，球筐恰好位于A點正以某一速度向B點運行．已知拋球點位于軌道底邊中點正前方d=2m處．離地面高度為H=1.8m；重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計，球和筐的大小不計。(I)要使球恰好在