2021年上海浦东新区教院实验中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年上海浦东新区教院实验中学高三物理下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1.一辆小车正在沿光滑水平面匀速运动，突然下起了大雨，雨水竖直下落，使小车内积下了一定深度的水。雨停后，由于小车底部出现一个小孔，雨水渐渐从小孔中漏出。关于小车的运动速度，下列说法中正确的是

A.积水过程中小车的速度逐渐减小，漏水过程中小车的速度逐渐增大B.积水过程中小车的速度逐渐减小，漏水过程中小车的速度保持不变C.积水过程中小车的速度保持不变，漏水过程中小车的速度逐渐增大D.积水过程中和漏水过程中小车的速度都逐渐减小参考答案：B2.（多选）下列有关说法中正确的是 A．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆作n次全振动的时间t，利用求出单摆的周期 B．变化的磁场一定会产生变化的电场 C．X射线是比紫外线频率低的电磁波 D．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象参考答案：AD3.如图所示的容器，用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，测得水汽的压强为p，体积为V，当保持温度不变（）A．上提活塞使水汽的体积增为2V时，水汽的压强变为pB．下压活塞使水汽的体积减为V时，水汽的压强增为2pC．下压活塞时，水汽的质量减小，水汽的密度减小D．下压活塞时，水汽的质量和密度都变小参考答案：C【考点】封闭气体压强；*饱和汽、未饱和汽和饱和汽压．【分析】A、气体压强由分子热运动的平均动能和分子数密度决定，上提活塞使水汽的体积增为2V时，气体对外做功，温度降低，分子热运动平均动能减小，分子数密度减小为原来的；BCD、下压活塞使水汽的体积减为V时，水汽一直为饱和水汽，饱和水汽的气压只与温度有关．【解答】解：A、容器中的水汽刚好饱和，表示容器中已经没有水．上提活塞使水汽的体积变为2V时，容器中的水汽变为未饱和汽，它不遵循玻意耳定律，压强不为；故A错误；BCD、下压活塞使水汽的体积减为V时，由于温度不变，饱和汽的密度不变，部分水汽凝结成水，水汽的压强仍为p，只是水汽的质量减小了；故B错误，C正确，D错误；故选：C4.如图所示，半径为r的光滑水平转盘到水平地面的高度为H，质量为m的小物块被一个电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘绕过转盘中心的竖直轴以ω=kt（k＞0且是恒量）的角速度转动．从t=0开始，在不同的时刻t将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上．假设在t时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为P，落地点到转盘中心的水平距离为d，则下图中P-t图象、d2-t2图象分别正确的是（

）A. B.C. D.参考答案：ACA、时刻t将小物块解锁后物块做平抛运动，初速度为：

物块落地时竖直分速度为：

物块落到地面上时重力的瞬时功率为：，可知P与t无关，故A正确，B错误；

C、物块做平抛运动的时间为：

水平位移大小为：

根据几何知识可得落地点到转盘中心的水平距离为：，故C正确，D错误。点睛：小物块解锁后做平抛运动，根据平抛运动的规律和功率公式得到P与t的关系式，d2与t2的关系式，即可选择图象。5.（多选题）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的．从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（）A．I1开始较大而后逐渐变小 B．I1开始很小而后逐渐变大C．I2开始很小而后逐渐变大 D．I2开始较大而后逐渐变小参考答案：AC【考点】自感现象和自感系数．【分析】利用线圈对电流突变的阻碍作用：闭合瞬间相当于断路，稳定后相当于导线，判断电流变化．【解答】解：开关S闭合瞬间，L相当于断路，通过R1的电流I1较大，通过R2的电流I2较小；当稳定后L的自感作用减弱，通过R1的电流I1变小，通过R2的电流I2变大，故AC正确BD错误．故选：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0—30Ω。闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示。则____Ω。R1消耗的最小电功率为______W。参考答案：６

Ω；

０.8

W。7.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为，乙导线单位长度受到的安培力的大小为N．参考答案：;

8.（5分）1999年11月20日，我国发射了“神舟号”载入飞船，次日载入舱着陆，实验获得成功。载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空气阻力与速度的平方成正比，比例系数k，载人舱的质量为m，则此过程中载人舱的速度应为________________。参考答案：答案：9.如右图所示，一个活塞将绝热容器分成A、B两部分，用控制栓K固定活塞。保持A体积不变，给电热丝通电，则此过程中气体A的内能

，温度

；拔出控制栓K，活塞将向右移动压缩气体B，则气体B的内能

。参考答案：10.内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在细圆管中有两个直径略小于细圆管管径的小球（可视为质点）A和B，质量分别为m1和m2，它们沿环形圆管（在竖直平面内）顺时针方向运动，经过最低点时的速度都是v0；设A球通过最低点时B球恰好通过最高点，此时两球作用于环形圆管的合力为零，那么m1、m2、R和v0应满足的关系式是____________．参考答案：（1）在飞机沿着抛物线运动时被训人员处于完全失重状态，加速度为g，抛物线的后一半是平抛运动，在抛物线的末端飞机速度最大，为v=250m/s.竖直方向的分量vy=250cos30o=216.5m/s．水平方向的分量vx=250sin30o=125m/s．平抛运动的时间t=vy/g=22.2s．水平方向的位移是s=vxt=2775m．被训航天员处于完全失重状态的总时间是t总=10×2t=444s．（2）T-mg=mv2/r

由题意得T=8mg，r=v2/7g=915.7m（3）每飞过一个120o的圆弧所用时间t‘=（2πr/v）/3=7.67s，t总=10t‘+t总=76.7+444=520.7s（4）s总=20s+10×2rsin30o=55500+15859=71359m．．11.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则=________。参考答案：＝。12.用欧姆表测电阻时，如发现指针偏转角度太小，为了使读数的精度提高，应使选择开关拨到较

（选填“大”或“小”）的倍率档，重新测量，测量前必须先要进行

。如图所示为使用多用表进行测量时，指针在刻度盘上停留的位置，若选择旋钮在“50mA”位置，则所测量电流的值为

mA。参考答案：大；调零；22.013.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量。在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV.则氢核聚变的方程是________；一次氢核聚变释放出的能量是________MeV.参考答案：(1)H＋H→He＋n(2分)聚变释放出的能量ΔE＝E2－E1＝7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6MeV三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图所示。是一段粗细均匀的金属电阻丝，R0是阻值为5Ω的保护电阻，学生电源的输出电压为10V，电流表可视为理想电表。①用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示，其直径为

。②先接通电源，后闭合电键，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障（电路中故障只有一处）。先将选择开关旋至直流电压档，将红表笔固定在接线柱，再将黑表笔依次接、、、、接线柱，对应的多用电表的示数分别为0、0、、、。由此可以判断电路发生的故障是

。③排除故障后进行实验，闭合电键，调节线夹的位置，记录金属电阻丝的长度和对应的电流表的示数，根据得到的实验数据，做出了图像，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为

。（保留2位有效数字）④若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值

真实值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)参考答案：0.900，②

bc间的导线断路，③，④等于15.在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两把弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点O，作出这两个拉力F1、F2的图示（图甲），然后用一把弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到O，弹簧秤示数F如图乙所示．（1）弹簧秤的示数F=

N；（2）请帮他在图甲中画出力F的图示（图中a为记录F方向时所记录的一点）；（3）该同学用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．他观察图形后受到了启发．你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是

．（A）整理实验器材（B）提出求合力方法的猜想（C）改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验（D）与同学交流讨论实验结果，得出结论．参考答案：解：（1）弹簧秤的最小刻度为0.2N，可知弹簧秤的示数F=2.8N．（2）根据图示法作出F的图示，如图所示．（3）用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来．观察图形后受到了启发．提出求合力方法的猜想，然后改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，故BC正确．故选：BC．故答案为：（1）2.8，（2）如图所示，（3）BC．【考点】验证力的平行四边形定则．【分析】（1）根据弹簧秤的最小刻度，读出弹簧秤的示数．（2）根据图示法画出力F的图示．（3）根据实验的原理以及操作中的注意事项得出正确的实验步骤．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2…n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3B…nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。（1）对金属棒ab施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区，求棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电量q。（2）对金属棒ab施加水平向右的拉力，让它从图示位置由静止开始做匀加速运动，当棒进入磁场区1时开始做匀速运动，速度的大小为v。此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒保持做匀速运动穿过整个磁场区。取棒在磁场1区左边界为x=0，作出棒ab所受拉力F随位移x变化的图像。（3）求第（2）中棒通过第i（1≤i≤n）磁场区时的水平拉力Fi和棒在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q。（用x0、B、L、m、R、n表示）参考答案：解：（1）电路中产生的感应电动势为：通过电阻R的电量为：导体棒通过I区过程：解得：

（4分）（2）作图：

（4分）（3）设进入I区时拉力为F1，速度v，则有：

①

②联立①②解得

，所以

（6分）17.如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上（斜面足够长），对物体施一平行于斜面向上的拉力F，t=2s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图象如图乙所示（g取10m/s2，sin37°=0．6,cos37°=0．8） 求：①拉力F的大小

②4s末物体的速度v参考答案：18.如图所示，两根电阻忽略不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距L=1m，在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域的高度d=1m，导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=1Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=1.5Ω．它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，b匀速穿过磁场区域，且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场，重力加速度g=10m/s2，不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直