上海市宝山实验学校2021年高三物理上学期期末试题含解析

上海市宝山实验学校2021年高三物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选题）如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示．根据图乙中所标出的数据可计算出（）A．物体的质量B．物体与水平面间的动摩擦因数C．在F为14N时，物体的速度D．在F为14N前，物体的位移参考答案：AB【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．【分析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系，然后结合图象得出相关信息即可求解．【解答】解：A、物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma，解得：a=﹣μg，由a与F图线，得到：0.5=﹣10μ

①，4=﹣10μ

②，①②联立得，m=2Kg，μ=0.3，故AB正确；C、由于物体先静止后又做变加速运动，无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移，又F为变力无法求F得功，从而也无法根据动能定理求速度，故CD错误；故选AB．2.从地面竖直上抛物体甲，与此同时在甲的上方有一物体乙自由下落，两物体在空中相遇时速率相等，则（）A．甲落地时的速度是乙落地时速度的3倍B．相遇时甲上升的距离是乙下落距离的3倍C．物体甲的初速度大小是相遇时速率的2倍D．甲在空中运动的时间是乙在空中运动时间的2倍参考答案：BCD3.“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新成果。月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如图是探测器通过月球表面A、B、C、D四个位置D

C

B

A

时，拍摄到的电子运动轨迹照片，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是：

A．B→A→D→C

B．D→C→B→A

C．C→D→A→B

D．A→B→C→D参考答案：D4.（多选题）我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测。如图8

所示，设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为H,绕行周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE，公转轨道半径为R0；地球半径为RE，月球半径为RM.忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，则下列说法正确的是

A．月球与地球的质量之比为B．若光速为C，信号从卫星传输到地面所用时间为C．由开普勒第三定律可得＝D．由开普勒第三定律可得＝参考答案：AB5.（单选）铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则

A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力大于D．这时铁轨对火车的支持力等于参考答案：A。火车相当于在斜面上作圆周运动，根据受力分析和牛顿第二定律得：，当小于时，是内轨对内侧车轮轮缘有挤压，A对，B错；这时铁轨对火车的支持力小于，C、D答案都错；故本题选择A答案。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.人造地球卫星做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动半径变为

，线速度大小变为

。参考答案：7.物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如下图的实验装置。

（1）某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s，通过光电门时的速度v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量的定量关系。（2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据。①用天平测定小球的质量为0.50kg；②用

测出小球的直径为10.0mm；(选填:刻度尺,游标卡尺,螺旋测微器)③用刻度尺测出电磁铁下端到

的距离为80.40cm；④电磁铁先通电，让小球

。⑤让电磁铁断电，小球自由下落。⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3s。⑦计算得出重力做的功为4.02J，小球动能变化量为

J。(g取10m/s2，结果保留三位有效数字)（3）试根据在（2）中条件下做好本实验的结论：

。参考答案：(2)②游标卡尺,③光电门,④吸在电磁铁下端

⑦

4.00(3)在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等8.一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为，真空中的光速为，普朗克常量为，则每一个光子的能量为

；该激光器在时间内辐射的光子数为

。参考答案：

hC/λ

；

P0tλ/hc

9.(4分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为，则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。参考答案：（4分）10.如图所示为某一简谐横波在t＝0时刻的波形图，质点a的振动方向如图，由此可知该波沿______传播，该时刻a、b、c三点中速度最大的是______点，加速度最大的是______点，从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是______点，若t＝0.02s时质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为______m/s。参考答案：x轴方向

a

c

c

100m/s

11.某同学做了如图所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能_______。（填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：减小增大升高增大注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以气体内能增大，温度升高。12.（3分）如图所示是光从介质1进入介质2的折射情况，根据光路图可知：两种介质相比较，介质1是

介质，介质2是

介质；光在介质中的波长1

2（选填“>”、“=”或“<”)．频率1

2（选填“>”、“=”或“<”）。参考答案：光密，光疏，＜，=13.如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。现用F=5N的水平力向右推薄板，木板翻下桌子前移动的距离为______________m；使它翻下桌子力F做的功至少为______________J。

参考答案：0.4m

1.6J三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．参考答案：W=1500J【详解】由题意可知，过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：过程：由热力学第一定律得：

则气体对外界做的总功为：

代入数据解得：。15.如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：

由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，两平行金属板间距为2l，极板长度为4l，两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时上极板带正电）．以极板间的中心线OO1为x轴建立坐标系，现在平行板左侧入口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v0从t=0时不停地射入两板间．已知电子都能从右侧两板间射出，射出方向都与x轴平行，且有电子射出的区域宽度为2l．电子质量为m，电荷量为e，忽略电子之间的相互作用力．

（1）求交变电压的周期T和电压U0的大小；（2）在电场区域外加垂直纸面的有界匀强磁场，可使所有电子经过有界匀强磁场均能会聚于（6l，0）点，求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值；（3）求从O点射入的电子刚出极板时的侧向位移y与射入电场时刻t的关系式．参考答案：、得：17.如图所示，两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内，左端接有阻值为R的电阻，其他部分的电阻均不计。在x>0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的磁场，磁感强度大小按B=kx规律变化（其中k是一大于零的常数）。一根质量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好。当t=0时直杆位于x=0处，其速度大小为v0，方向沿x轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆，使金属杆的加速度大小恒为a，加速度方向一直沿x轴的负方向．求：（1）金属杆向右运动至t0时刻时所在位置处的磁感应强度B的大小。（2）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？（3）当金属杆的速度为时，闭合回路的感应电动势多大？此时作用于金属杆的外力F多大？参考答案：（1）

（2）①当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时;②当金属杆沿x轴负方向运动的速度为时;（2）①当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时，对应的x坐标x1`满足：解得x1=．则在x1处的磁感强度此时回路中的感应电动势，金属杆所受的安培力大小方向沿x轴负方向由牛顿第二定律得F＋F安=ma所以，此时作用于金属杆的外力方向沿x轴负方向．②当金属杆沿x轴负方向运动的速度为时，由运动对称性知对应的x坐标仍为，故安培力大小与①相同，但方向相反，为x轴正方向牛顿第二定律F-F安=ma所以，此时作用于金属杆的外力方向沿x轴正方向．18.一项抛球入筐游戏装置如图所示，将球筐挂于离地

h=lm高的光滑水平轨道AB上．AB长l=3m，球筐可在AB

间以恒定的速率往复运行（球筐往A、B两点速度反向的时间不计）．某同学将球水平抛出时，球筐恰好位于A点正以某一速度向B点运行．已知抛球点位于轨道底边中点正前方d=2m处．离地面高度为H=1.8m；重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，球和筐的大小不计。(I)要使球恰好在