上海明德学校2021-2022学年高三物理期末试题含解析

上海明德学校2021-2022学年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.如图甲所示，质量为m的小物块以初速度v0冲上足够长的固定斜面，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ，（规定沿斜面向上方向为速度v和摩擦力f的正方向）则图乙中表示该物块的速度v和摩擦力f随时间t变化的图象正确的是

（

）参考答案：A2.（多选）如图所示为一列沿x轴传播的部分波形图，若该列简谐横波的波速v=20m/s，在t=0时刻，x=13m处的质点处于平衡位置且沿y轴正方向运动，则下列说法正确是（）A．该列简谐波沿x轴负方向传播B．该列简谐横波与另一频率为0.4Hz的同类波叠加能产生稳定的干涉现象C．t=0.65s时，x=9m处的质点的位移为cmD．从t=0时刻开始计时，x=10m处的质点在时间1.3s内的路程大于65cm参考答案：解：A、在t=0时刻，x=13m处的质点处于平衡位置且沿y轴正方向运动，则简谐波沿x轴正方向传播，故A错误；B、由图知：λ=2（13﹣9）m=8m，则周期T=，故频率为f=，由发生干涉的条件必须频率相等知，B错误；C、时间t=0.65s=1T，相当于T，此时质点P在平衡位置上方，由数学知识知：y=Asin45°=cm．故C正确．D、时间t=1.3s=3，t=0时刻x=10m处的质点从正的最大位移处返回平衡位置，沿速度沿y轴负方向，由简谐运动的特点可得，质点P在1.3s时间内的路程大于13A=65cm．故D正确．故选：CD3.如右图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h，则()A．由A至B重力做功为mgh

B．由A至B重力势能减少mv2C．由A至B小球克服弹力做功为mghD．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为参考答案：AD4.一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速

度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示，则物块

A．上滑过程的加速度大小为8m／s2

B．下滑过程的加速度与上滑过程的加速度方向相反

C．物块在斜面上不受摩擦力作用

D．物块在1．5s时刻回到出发点参考答案：AD5.一质点在连续的6s内作匀加速直线运动，在第一个2s内位移为12m，最后一个2s内位移为36m，下面说法正确的是（）A．质点的加速度大小是3m/s2 B．质点的加速度大小是2m/s2C．第2s末的速度大小是12m/s D．第1s内的位移大小是6m参考答案：A【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位移的关系．【分析】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT2求出质点的加速度．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出第1s末的速度再有运动学公式求的速度和位移．【解答】解：A、设第一个2s内的位移为x1，第三个2s内，即最后1个2s内的位移为x3，根据x3﹣x1=2aT2得：．故A正确，B错误．C、第1s末的速度等于第一个2s内的平均速度，则：，则第2s末速度为v=v1+at=6+3×1m/s=9m/s．故C错误．D、在第1s内反向看为匀减速运动则s==6×1﹣3×=4.5m，故D错误；故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）(选修3-4)如图所示，一列简谐横波沿+x方向传播．已知在t=0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t=0.6s时，质点A第二次出现在正的最大位移处．

①这列简谐波的周期是s，波速是m/s．

②t=0.6s时，质点D已运动的路程是m．参考答案：答案：0.4，5，0.17.如图所示，小车的顶棚上用绳线吊一小球，质量为m，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面匀加速向右运动时，小球悬线偏离竖直方向30°，木块和车厢保持相对静止，则小车运动的加速度为------____________，小球对悬线的拉力为_____________，木块受到的摩擦力为______________。参考答案：答案：，，8.用测电笔接触市电相线，即使赤脚站在地上也不会触电，原因是

；另一方面，即使穿绝缘性能良好的电工鞋操作，测电笔仍会发亮，原因是

。参考答案：测电笔内阻很大，通过与之串联的人体上的电流（或加在人体上的电压）在安全范围内；（2分）市电为交流电，而电工鞋相当于一电容器，串联在电路中仍允许交流电通过．（3分）9.同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。（1）读出滑块的宽度d＝________cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1＝______m/s。(保留两位有效数字)（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00m，则滑块运动的加速度为_______m/s2。(保留两位有效数字)参考答案：10.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

1146011.火星的球半径是地球半径的1/2,火星质量是地球质量的1/10,忽略火星的自转,如果地球上质量为60㎏的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s;在地球表面上可举起60㎏杠铃的人,到火星上用同样的力,可以举起质量_______㎏的物体。g取9.8m/s2参考答案：60（1分），235.2（1分），3.92（1分），150（1分）12.(6分)A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s，A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计(g=10m/s2)，则A球经

s落地，A球落地时AB相距

m。参考答案：

1

13.一矩形线圈围绕着垂直于匀强磁场的中心轴匀速转动，从线圈平面通过中性面开始，将它转过1/4转用的时间分成三等分，则在这连续三段时间内的感应电动势的平均值的比值是：

。参考答案：答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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）

15.（6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.①、两球跟球相碰前的共同速度多大？②两次碰撞过程中一共损失了多少动能？参考答案：解析：①A、B相碰满足动量守恒（1分）

得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分）

得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

两次碰撞损失的动能（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在圆柱形房屋天花板中心O点悬挂一根长为L的细绳，绳的下端挂一个质量为m的小球，已知绳能承受的最大拉力为2mg，小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球恰好以速度v2=落到墙脚边．求（1）绳断裂瞬间的速度v1；（2）圆柱形房屋的高度H和半径．参考答案：（l）小球在绳断前瞬时受力如图所示cosθ==，θ=600(2分)mgtan600＝mv/r，(2分)r=Lsinθ(1分)解得v1=(1分)（2）小球从抛出到落地，?mv12＋mgh1=?mv22(3分)h1==L

(1分)ks5uH=h1＋Lcos600=13L/4

(1分)设小球由平抛至落地的水平射程为x，如图所示．x=v1t(1分)h1=gt2/2(1分)

R=(2分)

解得R=3L(1分)17.如图，顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上，M、N连线平行于斜面底端，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离L＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向垂直于斜面向下的匀强磁场中。一根质量m=0.4kg,粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒ab，受到平行于斜面向上且垂直于ab的变力F作用，以速度v＝2m/s沿导轨向下匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，从导体棒在MN时开始计时，⑴t=0时，F=0，求斜面倾角θ；⑵求0.2s内通过导体棒的电荷量q；⑶求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。参考答案：解析：⑴导体棒开始运动时,回路中产生的感应电动势E＝BLv

（2分）

感应电流

（2分）

安培力F安＝BIL

（2分）

由平衡条件得：mgsinθ＝F安

+F

（2分）F=0

联立上式得：θ=300

（1分）

⑵感应电流与导体棒切割的有效长度l无关

感应电流大小A

（1分）

故0.2s内通过导体棒的电荷量q＝It＝0.4C

（2分）

⑶解法(一)设导体棒经t时间沿导轨匀速向下运动的位移为x,则t时刻导体棒切割的有效长度Lx=L-2x

（1分）

导体棒在导轨上运动时所受的安培力

（1分）

因安培力的大小与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值

（1分）

产生的焦耳热Q

（2分）

解法(二)设导体棒经t时间沿导轨匀速向下运动的位移为x,则t时刻导体棒切割的有效长度Lx=L-2x

（1分）

导体棒在导轨上运动时所受的安培力

（1分）

作出安培力大小随位移x变化的图象

图象与坐标轴围成面积表示导体棒克服安培力作功，也为产生的焦耳热

（2分）

所以，产生的焦耳热Q=1J

（1分）18.如图所示，A、B是水平传送带的两个端点，起初以v0=1m/s的速度顺时针运转．今将一小物块（可视为质点）无初速度地轻放在A处，同时传送带以a0=1m/s2的加速度加速运转，物体和传送带间的动摩擦因素为0.2，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道CPN，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角1350的圆弧，PN为其竖直直径，C点与B点的竖直距离为R，物体离开传送带后由C点恰好无碰撞落入轨道．取g=10m/s2，求：（1）物块由A端运动倒B端所经历的时间．（2）AC间的水平距离（3）判断物体能否沿圆轨道到达N点．参考答案：解：（1）物体离开传送带后由C点无碰撞落入轨道，则得在C点物体的速度方向与C