上海市青浦区尚美中学高三物理期末试题含解析

上海市青浦区尚美中学高三物理期末试题含解析一、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.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是A．布朗观察水中的花粉分子，发现花粉分子在做永不停息的无规则运动B．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其内能保持不变D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增大参考答案：B2.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻司机减小油耗，使汽车的功率减小一半，并保持该功率继续行驶，最终汽车又恢复了匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变），下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是(

)参考答案：AD3.如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波1，实现表示乙波2）简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x=0．2m处的质点，则下列说法中正确的是

（

）

A．这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强

B．由图示时刻开始，再经甲波周期的，M将位于波峰C．甲波的速度v1比乙波的速度v2大D．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较参考答案：A4.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力随速度变化的图像如图所示．若已知汽车的质量m、牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，则下列说法正确的是

A．汽车运动中的最大功率为F1v1

B．速度为v2时的加速度大小为F1v1／（mv2）

C．汽车行驶中所受的阻力为F1v1／v3

D．恒定加速度时，加速度为F1／m参考答案：AC5.（多选题）今年5月，信使号水星探测器陨落在水星表面．之前，工程师通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道，使其寿命再延长一个月，如图所示，释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ，忽略探测器在椭圆轨道上所受阻力．则下列说法正确的是（）A．探测器在轨道I的运行周期比在轨道Ⅱ的大B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的E处加速度相同D．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，势能和动能均增大参考答案：BC【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据开普勒第三定律比较探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的周期大小．根据牛顿第二定律比较加速度的大小，根据万有引力做功判断动能的变化，根据高度比较势能的变化．【解答】解：A、根据开普勒第三定律知，，轨道Ⅱ的半长轴大于轨道Ⅰ的半径，则探测器在轨道I的运行周期比在轨道Ⅱ的小，故A错误．B、在轨道Ⅱ上E点的速度大于轨道Ⅰ上速度大小，由于远离的过程中，速度减小，探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率，故B正确．C、根据牛顿第二定律知，在不同轨道的E点，所受的万有引力相等，则加速度相同，故C正确．D、探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，高度升高，势能增大，万有引力做负功，动能减小，故D错误．故选：BC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图12中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________，即可计算玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝________.参考答案：光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P1、P2的像时发生全反射，测出玻璃砖直径绕O点转过的角度θ，此时入射角θ即为全反射临界角，由sinθ＝得n＝.答案(1)CD(2)玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ7.利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核（H）聚变生成一个氦—3，则该核反应方程为_________________________；已知H的质量为m1，He的质量为m2，反应中新产生的粒子的质量为m3，光速为c,则上述核反应中释放的核能为____________参考答案：H＋H→He十n

，

8.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的，生成两个动能均为8.9MeV的.(1MeV＝1.6×10－13J)，写出核反应方程为_________________________．质量亏损为________kg.参考答案：)＋→＋或＋→＋

3.1×10－29kg9.在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。（结果都保留两位有效数字）参考答案：

0.70m/s

0.88m/s10.（1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m

小车的质量M。（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A1（量程0～100mA，内阻约5W）；电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；电阻箱R（0～999.9W）；开关、导线若干。小明的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。F．断开开关。①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________mm；②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率r=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）答：

。参考答案：1）（6分）①匀速直线（2分）远小于

（2分）

②0.343

（2分）（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）

②A1……（3分）③……（3分）

④不产生影响……（3分）11.目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的．请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程：

．已知、、和中子的质量分别为、、和，则此反应中一个铀核裂变释放的能量为

；参考答案：（2分）

12.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）。参考答案：

(1).A

(2).0.233

(3).0.75【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度。故本题正确答案为：A；0.233；0.75。13.如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为

（填“aRc”或“cRa”）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：15.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，光滑斜面的倾角=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=lm，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=11.4m，（取g=10.4m/s2），求：⑴线框进入磁场前重物M的加速度；⑵线框进入磁场时匀速运动的速度v；⑶ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；⑷ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．参考答案：（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT．对线框，由牛顿第二定律得FT–mgsinα=ma

（2分）联立解得线框进入磁场前重物M的加速度=5m/s2

（2分）（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg=FT′，线框abcd受力平衡FT′=mgsinα+FA（1分）ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v

形成的感应电流（1分）受到的安培力（1分）联立上述各式得，Mg=mgsinα+（1分）代入数据解得v=6m/s（1分）（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a=5m/s2该阶段运动时间为（1分）进磁场过程中匀速运动时间（1分）线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2解得：t3=1.2s（1分）因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=2.5s

（1分）（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=6m/s+5×1.2m/s=12m/s

（1分）整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2=（Mg–mgsinθ）l2=9J

（3分）17.如图所示,一个质量为m的小孩在平台上以加速度a做匀加速助跑,目的是抓住在平台右端的、上端固定的、长度为L的轻质悬绳,并在竖直面内做圆周运动。已知轻质绳的下端与小孩的重心在同一高度,小孩抓住绳的瞬间重心的高度不变,且无能量损失。若小孩能完成圆周运动,则:（已知当地的重力加速度为g）（1）小孩抓住绳的瞬间对悬线的拉力至少为多大?（2）小孩的最小助跑位移多大?（3）设小孩在加速过程中，脚与地面不打滑，求地面对脚的摩擦力大小以及摩擦力对小孩所做的功。参考答案：．(1)设小孩在最低点运动的速度为v1,最高点运动的速度为v2.小孩抓住悬线时,悬线对小孩的拉力至少为F小孩在最高点有:

(2分)小孩在最低点有:

(2分)依据机械能守恒定律可得:

(2分)联立以上三式解得:F=6mg

(1分)依据牛顿第三定律可知,小孩对悬线的拉力至少为6mg.

(1分)(2)