上海和平中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

上海和平中學2021年高三物理上學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）“蹦極”是一項刺激的極限運動，運動員將一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)處，從幾十米高處跳下。在某次蹦極中，彈性繩彈力F的大小隨時間t的變化圖象如圖所示，其中、時刻圖線切線的斜率最大。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，彈性繩中彈力與伸長量的關(guān)系遵循胡克定律，空氣阻力不計。下列說法中正確的是

(

)A.時刻運動員的加速度為零B．～時間內(nèi)運動員的機械能先減小后增大C．～時間內(nèi)運動員處于超重狀態(tài)D．時刻運動員具有向上的最大速度參考答案：【知識點】功能關(guān)系．E6【答案解析】BC解析：A、由圖象可知，t3時刻彈力最大，運動員受到的合力最大，由牛頓第二定律可知，此時運動員的加速度最大，不為零，故A錯誤；B、取運動員與橡皮筋為一系統(tǒng)，只有重力與彈力做功，故系統(tǒng)機械能守恒，～時間內(nèi)橡皮筋先伸長后縮短，彈性勢能先增大后減小，所以運動員的機械能先減小后增大，故B正確；C、～時間內(nèi)運動員處于超重狀態(tài)拉力大于重力，合力向上。加速度向上，處于超重狀態(tài)，故C正確；D、時刻彈簧彈力達到最大值，運動員運動動最低點，速度為零，故D錯誤，故選BC【思路點撥】跳躍者所受的拉力越大，位置越低；當拉力最大，位置最低時，跳躍者速度為零；當跳躍者速度達到最大值時，跳躍者所受拉力與重力相等．本題中運動員和彈性繩系統(tǒng)機械能守恒，分析拉力隨時間變化的關(guān)系是解題的關(guān)鍵，本題有一定的難度．2.一輕彈簧的上端固定，下端懸掛一重物體，彈簧伸長了8cm，再將重物向下拉4cm，然后放手，則在釋放重物瞬間，重物的加速度是（

）A．g/4

B．g/2

C．3g/2

D．g參考答案：B3.在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法，以下關(guān)于所用物理學研究方法的敘述不正確的是（

）A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫假設法B.根據(jù)速度定義式，當非常非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想方法C.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應用了控制變量法D.在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法參考答案：A4.如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時刻，A、B處于同一高度并恰好靜止狀態(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊（

）A．速率的變化量不同

B．機械能的變化量不同C．重力勢能的變化量相同D．重力做功的平均功率相同參考答案：D5.如圖所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉動小車和木塊，讓它們一起做無相對滑動的加速運動，若小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為.對于這個過程，某同學用了以下4個式子來表達木塊受到的摩擦力的大小，下述表達式一定正確的是A.F-MaB.(M+m)aC.μmgD.Ma參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持

不變，用鉤碼所受的重力作為

，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是

。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（

）（A）小車與軌道之間存在摩擦

（B）導軌保持了水平狀態(tài)（C）所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

（D）所用小車的質(zhì)量太大參考答案：1）小車的總質(zhì)量，小車所受外力，ks5u（2）①在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，②C，7.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”,組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛(wèi)星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：8.在2004年6月10日聯(lián)合國大會第58次會議上，鼓掌通過一項決議。決議摘錄如下：聯(lián)合國大會，承認物理學為了解自然界提供了重要基礎，注意到物理學及其應用是當今眾多技術(shù)進步的基石，確信物理教育提供了建設人類發(fā)展所必需的科學基礎設施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學奠定了基礎，．……；．……；．宣告2005年為

年．參考答案：國際物理（或世界物理）．

9.在“研究平拋物體的運動”實驗中，某同學記錄了A、B、C三點，取A點為坐標原點，建立了如圖所示的坐標系。平拋軌跡上的這三點坐標值圖中已標出。那么小球平拋的初速度為

，小球拋出點的坐標為

。(取)

參考答案：10.某同學研究小車在斜面上的運動，用打點計時器記錄了小車做勻變速直線運動的位移，得到一段紙帶如圖所示。在紙帶上選取幾個相鄰計數(shù)點A、B、C、D，相鄰計數(shù)點間的時間間隔均為T，B、C和D各點到A的距離為s1、s2和s3。由此可算出小車運動的加速度大小

，打點計時器在打C點時，小車的速度大小vc＝

。（用已知的物理量符號表示）參考答案：a=(s2-2s1)/T2或a=(s3-2s2+s1)/T2或a=(s3-s2-s1)/2T2

vc=(s3-s1)/2T11.在《研究勻變速直線運動的規(guī)律》實驗中，小車拖紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，處理時每隔4個點取一個記數(shù)點，測出的數(shù)據(jù)如圖。則打點計時器打下C點時小車的速度vC=

m/s，小車運動的加速度a=

m/s2。參考答案：2,

2.412.某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行研究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在ABCDE五個點中，打點計時器最先打出的是______點，在打出C點時物塊的速度大小為______m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為_____m/s2（保留2位有效數(shù)字）。參考答案：

(1).A

(2).0.233

(3).0.75【詳解】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點；在打點計時器打C點瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度。故本題正確答案為：A；0.233；0.75。13.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是_____m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標xa＝2.5m，再經(jīng)______s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2m/s

0.25s三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖?，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電火花打點計時器、紙帶、帶夾子的重錘、天平。回答下列問題：①為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有

。（填入正確選項前的字母）。A．毫米刻度尺

B．秒表C．0~12V的可調(diào)節(jié)直流電源

D．0~220V的可調(diào)節(jié)交流電源

②用打點計時器打出一條紙帶，前后要連續(xù)進行一系列的操作，你認為需要并合理的步驟是

。（選出下列幾點中需要的字母后按合理順序排列）

A．釋放紙帶

B．接通電源

C．取下紙帶

D．切斷電源

③下列所說的實驗中涉及到的處理方法或?qū)嶒灲Y(jié)果，其中正確的是

。

A．該實驗中即使不用天平測重錘的質(zhì)量，同樣也可以驗證機械能守恒定律B．該實驗選取的紙帶，測量發(fā)現(xiàn)所打的第一和第二點間的距離為1.7mm，表明打點計時器打第一點時重錘的速度不為零C．本實驗中需要直接測量得到的物理量是重錘下落的高度，通過計算得到的是當?shù)氐闹亓铀俣戎岛退俣戎礑．為了計算方便，本實驗中先選一條打點計時器打第一點時重錘的速度為零的清晰紙帶，然后通過對紙帶的測量、分析，求出當?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達式：進行驗證E．本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實驗結(jié)果一定是mgh略大于，不可能出現(xiàn)略大于mgh參考答案：①AD（2分）

②BADC（2分）

③AE

15.某同學做“驗證力的平行四邊形定則”實驗的情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖．（1）實驗中用彈簧測力計測量力的大小時，下列使用方法中正確的是BCDA．拿起彈簧測力計就進行測量讀數(shù)B．拉橡皮筋的拉力大小不能超過彈簧測力計的量程C．測量前檢查彈簧指針是否指在零刻線，用標準砝碼檢查示數(shù)正確后，再進行測量讀數(shù)D．應盡量避免彈簧、指針、拉桿與刻度板間的摩擦（2）關(guān)于此實驗的下列說法中正確的是AA．同一次實驗中，O點位置不允許變動B．實驗中，只需記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點的位置C．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩個彈簧測力計之間的夾角必須取90°D．實驗中，要始終將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后調(diào)節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點（3）圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是F′（4）本實驗采用的科學方法是BA．理想實驗法

B．等效替代法

C．逆向思維法

D．建立物理模型法．參考答案：考點：驗證力的平行四邊形定則．專題：實驗題．分析：正確使用彈簧測力計，要做到：首先看清彈簧測力計的量程，也就是彈簧測力計上的最大刻度即彈簧測力計的測量范圍．加在彈簧測力計上的力，不能超出這個范圍．測量時，要使測力計內(nèi)的彈簧軸線方向跟所測力的一致，不可用力猛拉彈簧或讓彈簧測力計長久受力，以免損壞．根據(jù)合力與分力的關(guān)系是等效的，分析橡皮筯的結(jié)點位置要求．按實驗原理和方法分析實驗要求．解答：解：（1）A、彈簧測力計讀數(shù)前要進行調(diào)零，故A錯誤；B、拉橡皮筋的拉力大小不能超過彈簧測力計的量程，故B正確；C．測量前檢查彈簧指針是否指在零刻線，用標準砝碼檢查示數(shù)正確后，再進行測量讀數(shù)，故C正確；D．應盡量避免彈簧、指針、拉桿與刻度板間的摩擦，故D正確；故選：BCD．（2）A．本實驗采用的是等效替代的方法，同一次實驗中，O點位置不允許變動，故A正確；B、實驗中，需記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點的位置，以及拉力方向，故B錯誤；C、實驗中，把橡皮筋的另一端拉到O點時，兩個彈簧測力計之間的夾角不一定是取90°，故C錯誤；D、本實驗只要達到效果相同，對彈簧稱拉力的大小沒有要求，不需要將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程．故D錯誤；故選：A．（3）F1與F2的合力的實際值測量值為一個彈簧拉繩套時的彈簧的彈力大小和方向，而理論值是通過平行四邊形定則得到的值．所以圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是F′．（4）合力與分力是等效替代的關(guān)系，所以本實驗采用的等效替代法，因此ACD錯誤，B正確．故選：B．故答案為：（1）BCD

（2）A

（3）F′（4）B點評：本實驗采用的是等效替代的方法，即一個合力與幾個分力共同作用的效果相同，可以互相替代．解答實驗的出發(fā)點為明確實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理，明確合力和分力之間的關(guān)系，同時注意應用所學物理基本規(guī)律解決實驗問題．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置,如圖所示.在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角琢均為49仔,磁場均沿半徑方向.匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab=cd=、bc=ad=2.線圈以角速度棕繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad邊同時進入磁場.在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直.線圈的總電阻為r,外接電阻為R.求:(1)線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小Em;(2)線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小F;(3)外接電阻上電流的有效值I.參考答案：17.（10分）如圖所示，一位質(zhì)量為m=65kg的特技演員，在進行試鏡排練時，從離地面高h1=6m高的樓房窗口跳出后豎直下落。若有一輛平板汽車正沿著下落點正下方所在的水平直線上以v0=6m/s的速度勻速前進。已知該演員剛跳出時，平板汽車恰好運動到其前端距離下落點正下方3m處，該汽車車頭長2m，汽車平板長4.5m，平板車板面離地面高h2=1m．人可看作質(zhì)點，g取10m/s2，人下落過程中未與汽車車頭接觸，人與車平板間的動摩擦因數(shù)=0.2．問：

（1）人將落在平板車上距車尾端多遠處？（2）假定人落到平板上后立即俯臥在車上不彈起，司機同時使車開始以大小為a車=4m/s2的加速度做勻減速直線運動，直至停止，則人是否會從平板車上滑下?

參考答案：解析：（1）設人下落時間為t，則

(1分)車在時間t內(nèi)運動的位移x=v0t聯(lián)立以上兩式解得x=6