上海民辦浦華中學2021年高三物理期末試題含解析

上海民辦浦華中學2021年高三物理期末試題含解析一、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）如圖所示，一段直光導纖維，折射率為n，長為L．光在真空中的速度為c．以下說法正確的是：（

）（A）為使光線能全部從右端射出，在左端光線的入射角i應(yīng)滿足條件：（B）為使光線能全部從右端射出，在左端光線的入射角i應(yīng)滿足條件：（C）若光線在光纖內(nèi)恰好發(fā)生全反射，則光線通過光纖的時間為（D）若光線在光纖內(nèi)恰好發(fā)生全反射，則光線通過光纖的時間為參考答案：BCAB、如圖所示、當恰發(fā)生全反射時，a為臨界角，則，由于，聯(lián)立可得，故A錯誤B正確；CD、若恰好發(fā)生全反射，光線路程為，光速為，因此時間為，故C正確D錯誤。故選BC。2.（多選）如右圖所示質(zhì)量為M的小車放靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體放在小車的一端．受到水平恒力F作用后，物體由靜止開始運動，設(shè)小車與物體間的摩擦力為f，車長為L，車發(fā)生的位移為S時，物體從小車一端運動到另一端，下列說法正確的是（

）A．物體具有的動能為（F-f）（S+L）B．小車具有的動能為fSC．這一過程中物體與車之間產(chǎn)生的熱量為f(S+L)D．物體克服摩擦力所做的功為f(S+L)參考答案：ABD3.取兩個完全相同的長導線，用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管，當該螺線管中通以電流強度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為B，若將另一根長導線對折后繞成如圖（b）所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為（

）（A）0。 （B）0.5B。

（C）B。

（D）2B。參考答案：答案：A解析：通電螺線管內(nèi)部可以產(chǎn)生磁場，磁場的強度與電流強度和線圈的匝數(shù)有關(guān)。在a圖中線圈的有效匝數(shù)不為零，磁感應(yīng)強度不為零。而b圖中的線圈經(jīng)過反繞后，有效匝數(shù)等于零，所以沒有磁場。4.（多選題）（2013?棗莊一模）據(jù)中新社北京2月26日電，中國軍隊2013年將舉行近40場軍事演習，以提高信息化條件下威懾和實戰(zhàn)能力．若在某次軍事演習中，某空降兵從懸停在空中的直升飛機上跳下，從跳離飛機到落地的過程中沿豎直方向運動的v﹣t圖象如圖所示，則下列說法正確的是（）A．0﹣10s內(nèi)空降兵運動的加速度越來越大B．O﹣10s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受重力大于空氣阻力C．10s﹣15s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受的空氣阻力越來越小D．10s﹣15s內(nèi)空降兵處于失重狀態(tài)參考答案：BC解：A、v﹣t圖象中，圖線上某點的切線的斜率表示該時刻加速度，故0﹣10s內(nèi)空降兵運動的加速度越來越小，故A錯誤；B、O﹣10s內(nèi)空降兵和降落傘做加速運動，故整體所受重力大于空氣阻力，故B正確；C、10s末～15s末速度向下做加速度不斷減小的減速直線運動，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律，有f﹣mg=ma，由于a不斷減小，故f不斷減小，故C正確；D、10s﹣15s內(nèi)空降兵向下做加速度不斷減小的減速直線運動，加速度向上，是超重，故D錯誤；故選BC．5.（多選）如圖電路中電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q．現(xiàn)將滑動變阻器的滑動觸頭從圖示位置向b端移動一些，待電流達到穩(wěn)定后，與移動前相比(

)A.U變大

B.I變大C.Q增大

D.Q減小參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（3分）原子彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能。圖所示是國際原子能機構(gòu)和國際標準化組織公布的新的

標志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）7.如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)電阻r=1Ω，M為一小電動機，其內(nèi)部線圈的導線電阻RM=2Ω。R為一只保護電阻，R=3Ω。電動機正常運轉(zhuǎn)時，電壓表（可當作理想電表）的示數(shù)為1.5V，則電源的輸出功率為

W，電動機的輸出功率為Ｗ。

參考答案：2.5；1.5

158.如圖所示為阿特武德機的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學家和物理學家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止狀態(tài)。再在一個重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動。（1）所產(chǎn)生的微小加速度可表示為

。（2）某同學利用秒表和刻度尺測出重物M下落的時間t和高度h，則重力加速度的表達式為：

。參考答案：

，(2)。9.如圖12所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。參考答案：10.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m．物體的速度是2m／s。提升過程中手對物體做功

J，合外力對物體做功

J，物體克服重力做功

J。參考答案：

12，2，1011.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時，采用如下圖所示的實驗裝置小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．(1)當M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．(2)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a－F關(guān)系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：圖1：________________________________________圖2：________________________________________參考答案：m?M、m過大(或M過小)，造成m不是遠小于M、沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小12.我國將開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作.PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后會進入血液對人體形成危害.礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因.下列關(guān)于PM2.5的說法中不正確的是

▲

.（填寫選項前的字母）

A．溫度越高，PM2.5的運動越激烈

B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動C．周圍大量分子對PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運動D．倡導低碳生活減少化石燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度參考答案：B13.如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，已測得坐標原點處的電勢為0V，點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,那么電場強度的大小為E=

V/m，方向與X軸正方向的夾角為

。參考答案：200V/m

1200三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大小；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質(zhì)量2kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6m?，F(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長，求:(1)小物塊離開平臺時速度的大?。?2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設(shè)撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統(tǒng)：動量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設(shè)水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：動量定理：運動學規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，質(zhì)量m=1kg，邊長ab=1.0m，電阻r=2Ω單匝正方形閉合線圈abcd放置在傾角θ=30°的斜面上，保持靜止狀態(tài)．勻強磁場垂直線圈平面向上，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化如圖乙所示，整個線圈都處在磁場中，重力加速度g=10m/s2．求：（1）t=1s時穿過線圈的磁通量；（2）4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）t=3.5s時，線圈受到的摩擦力．參考答案：解：（1）根據(jù)磁通量定義式，那么t=1s時穿過線圈的磁通量：φ=BS=0.1Wb（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律E=，結(jié)合閉合電路歐姆定律，I=，那么感應(yīng)電流，4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小，由圖可知，t總=2s；依據(jù)焦耳定律，則有：Q=I2rt總=0.01J（3）雖然穿過線圈的磁通量變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，但因各邊受到安培力，依據(jù)矢量的合成法則，則線圈受到的安培力的合力為零，因此t=3.5s時，線圈受到的摩擦力，等于重力沿著斜面的分力，即：f=mgsinθ=5N答：（1）t=1s時穿過線圈的磁通量0.1Wb；（2）4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱0.01J；（3）t=3.5s時，線圈受到的摩擦力5N．【考點】法拉第電磁感應(yīng)定律；閉合電路的歐姆定律；安培力．【分析】（1）根據(jù)磁通量的定義式，即可求解；（2）依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，及閉合電路歐姆定律，與焦耳定律，即可求解；（3）依據(jù)矢量的合成法則，判定安培力的合力為零，結(jié)合平衡條件，可知，摩擦力大小．17.一物塊A由靜止釋放以加速度a=2m/s2沿斜面B（斜面無限長）向下運動5s后，加沿斜面向上的力F1=50N作用時間4s，已知A的質(zhì)量m=10kg，B的質(zhì)量M=20kg，g取10m/s2，斜面角度α=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）過程中斜面靜止．（1）求斜面的摩擦因數(shù)μ；（2）求F1作用時間內(nèi)的位移；（3）求前5秒內(nèi)地面給斜面的支持力FN與摩擦力f的大小和方向．參考答案：解：（1）對物塊A，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得：μ=0.5；（2）5s末物塊A的速度：v1=at0=2×5=10m/s，當F1作用在A上時，由牛頓第二定律得：F1+μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1