2021年上海邦德第四高级中学高三物理测试题含解析

2021年上海邦德第四高级中学高三物理测试题含解析一、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.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带正电的粒子不计重力从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是

A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小

B．负点电荷一定位于M点左侧

C．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度

D．带电粒子在a点时具有的电势能小于在b点时具有的电势能参考答案：C2.(多选题)如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等。在小球由A到B的过程中（包括A、B两位置）（

）A．加速度等于重力加速度ｇ的位置有两个B．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离参考答案：AC3.某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，下列说法正确的是（）A．射线1的电离作用在三种射线中最强B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个D．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个参考答案：C4.（单选）如右图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m=1kg的带正电的绝缘小滑块，沿斜面先向上运动，当滑到最高点后又沿斜面下滑。关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是A.一直垂直斜面向上B.一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上参考答案：D5.如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图，此时P点沿y轴的正方向运动，已知波的传播速度为2m/s。则下列说法中正确的是（

）A．波长为0.6m

B．波沿x轴负方向传播C.经过△t=0.4s质点P沿x轴移动0.8mD.经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，两个小物块和紧挨着静止在水平面上，已知的质量为，的质量为，与水平面间的动摩擦因数为，与水平面间、与之间均光滑。现用一与水平面成角斜向下、大小为的外力推物块，使、一起向右运动，则与之间的压力大小为

。(取，)参考答案：67.某星球密度与地球相同，其半径是地球半径的2倍，则其表面重力加速度为地球表面重力加速度的

倍；若在该星球表面上发射一颗卫星，所需的最小速度是地球第一宇宙速度的

倍。参考答案：2，28.如图是小球做平抛运动的一段运动轨迹，P点在轨迹上．已知P点的坐标为（20cm，15cm），小球质量为0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度为2m/s；若取抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能为﹣0.4J．参考答案：【考点】：研究平抛物体的运动．【专题】：实验题；平抛运动专题．【分析】：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出相等的时间间隔，再根据v0=求出平抛运动的初速度．求出横坐标为20cm点的竖直方向的分速度，从而根据vy=gt求出运动的时间，得出此时水平位移和竖直位移，从而得出抛出点的坐标，进而确定重力势能的大小．：解：在竖直方向上有：△y=gT2，则T==s=0.2s．则v0==m/s=2m/s．横坐标为20cm点的竖直方向的分速度vy=m/s=2m/s，经历的时间t==0.2s．在这段时间内水平位移x=v0t=0.2m，竖直位移y=gt2=0.2m，所以抛出点的横坐标为0.1﹣0.2=﹣0.1m=﹣10cm．纵坐标为0.15﹣0.20m=﹣0.05m=﹣5cm，即抛出点的坐标为（﹣10cm，﹣5cm）．那么小球经P点时的重力势能Ep=﹣mgh=﹣0.2×10×（0.15+0.05）=﹣0.4J．故答案为：2；﹣0.4．【点评】：解决本题的关键掌握“研究平抛运动”实验的注意事项，以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，灵活运用运动学公式求解．9.如图所示，在A点固定一点电荷，电荷量为+Q，已知点电荷Q周围各点的电势φ=（r是各点离Q的距离）。在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠（可以看作点电荷），液珠开始运动瞬间的加速度大小为（g为重力加速度）。静电常量为k，若液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力，则液珠的电量与质量的比值为___________；若液珠向下运动，到离A上方h/2处速度恰好为零，则液珠的最大速度为___________。参考答案：，10.用直升机悬挂一面红旗，在天空中匀速水平飞行。红旗（包括旗杆）质量m，悬挂红旗的细绳质量不计，与竖直方向成θ角。不计直升机螺旋桨引起的气流对红旗的影响，红旗受到的空气阻力为

；直升机质量M，机身受水平方向的空气阻力f。不考虑空气浮力，直升机螺旋桨受到空气的作用力为

。参考答案：mgtanθ；11.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm。(环境温度不变，大气压强p0=75cmHg)①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。②此过程左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．参考答案：①50cmHg②做正功吸热12.一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h，待机时间100h”，则该手机通话时消耗的功率约为

W，待机时消耗的功率为

W

参考答案：0.6W，1.8×102W

13.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：答案：平均速度

物块的末速度解析：匀变速直线运动的v-t图像所围面积表示位移，中位线表示平均速度。最高点的纵坐标表示末速度。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）15.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(17分)如图16甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图16乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈的电阻为1.5Ω，它的引出线接有质量为0.01kg、电阻为0.5Ω的金属棒MN，MN置于倾角为300的光滑导轨上，导轨宽度为0.25m。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过MN。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图16丙所示时(x取向右为正)，g=10m/s2。求：

(1)若MN固定不动，流过它的电流大小和方向？(2)若MN可自由滑动，至少要加多大的匀强磁场才能使MN保持静止，并在图16丁中画出磁感应强度随时间变化的图像；(3)发电机的输出功率。参考答案：解析：(1)由图丙知线圈运动速度

①

线圈向右运动时切割感线，且各处磁场方向与组成线圈的导线垂直，线圈产生电动势

E=nBLV=2πrnBV

②

流过MN电流

③联立①、②、③得

④

流过MN电流方向从M到N。当线圈向左运动时，电流大小不变，流过MN的电流方向从N到M。

(2)MN受重力、斜面支持力和安培力作用处于静止状态，要使外加磁场最小，即安培力最小，当流过MN电流从M到N时，由左手定则知磁场方向垂直轨道平面向下。且

⑤

⑥当流MN电流从N到M时，要MN静止，的方向相反，即垂直轨道平面向上，以此方向为正方向，则磁感应强度随时间变化图象如图所示。

(3)发电机输出功率

17.如图所示，AO是具有一定质量的均匀细杆，可绕O轴在竖直平面内自由转动．细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触，圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡．已知杆的倾角θ=60°，球的重力大小为G，竖直挡板对球的压力大小为，各处的摩擦都不计，作出球的受力示意图，并通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小．参考答案：解：对圆柱体进行受力分析：受力分析图如图所示，其中N1、N2、N3分别为水平地面、挡板、细杆对圆柱体的弹力．已知竖直挡板对球的弹力大小：根据平衡关系：

水平方向：N3sin60°=N2，解得

N3=4G

竖直方向：N1=N3cos60°+G，代入解得，N1=3G．设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为，根据牛顿第三定律知，=4G答：圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小分别为4G和3G．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】分析小球的受力情况：重力、地面的支持力、竖直挡板的压力和杆的压力四个力作用，作出力示意图．根据平衡条件，求出杆对球的压力和地面的支持力，根据牛顿第三定律求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小．18.经过天文望远镜的长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者间相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。⑴试计算该双星系统的运动周期T⑵若实验上观测到运动周期为T′，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质，而不考虑其它暗物质的影响，并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律。试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T′参考答案：解：⑴夯杆加速上升阶段：a==2m/s2