上海民办兰生复旦中学2021年高三物理期末试题含解析

上海民办兰生复旦中学2021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.关于机械能，下列说法正确的是①做变速运动的物体，只要有摩擦力存在，其机械能一定减少②如果物体所受的合外力不为零，则物体的机械能一定发生变化③将物体斜向上抛出后，不计空气阻力时机械能守恒的，则该物体在同一水平高度处具有相同的速率④在水平面上做变速运动的物体，它的机械能不一定变化A．①②

B．③④

C．①④

D．②③④参考答案：B2.宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1>R2。宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船

A．线速度变小

B．角速度变小

C．周期变大

D．向心加速度变大参考答案：D

解析：根据得，可知变轨后飞船的线速度变大，A错；角速度变大B错，周期变小C错；向心加速度在增大D正确。3.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25s时刻的波形图，已知这列波的周期大于0.25s，则这列波的传播速度大小和方向不可能是A．2m/s，向左

B．2m/s，向右C．6m/s，向左

D．6m/s，向右参考答案：AD4.如图7所示，虚线a、b、c表示O处点电荷为圆心的三个同心圆的一部分，且这三个同心圆之间的间距相等。一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中l、2、3、4表示运动轨迹与这三个同心圆的一些交点。由此可以判定 A．O处的点电荷一定带正电

B．a、b、c三个等势面的电势关系是φa>φb>φc

C．电子从位置1到2的过程中电场力做功为W12；从位置3到4的过程中电场力做功为W34，则W12=2W34

D．电子在1、2、3、4四个位置处具有的电势能与动能的总和一定相等参考答案：D5.（09年长沙一中、雅礼中学联考）水平弹簧振子做简谐运动，如图所示.若以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度在一个周期内随时间变化的图象，以下各图中正确的是（

）

参考答案：

答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________（填“为零”或“不为零”）。参考答案：4.5eV

为零7.参考答案：8.（4分）学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法，如图所示是我们学习过的四个实验。其中研究物理问题的思想方法按顺序依次是

、

、

、

。参考答案：放大、等效、控制变量、放大9.质量为m＝100kg的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，小船运动方向为

（填“向左”或“向右”）；运动速率为

m/s。参考答案：向左；0.610.如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，若波的传播速度v=8m/s,则x=4m处的质点P的振动方程y=______cm,x=1m处的质点O在5s内通过的路程为______cm.参考答案：11.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示。在波的传播方向有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔1.0s。由此可知①波长

m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是

cm。参考答案：①20

②-6

12.2．爱因斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献，试举出其中两项：

；

．参考答案：相对论；光的量子性13.利用α粒子散射实验最早提出原子核式结构模型的科学家是

；他还利用α粒子轰击（氮核）生成和另一种粒子，写出该核反应方程

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

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

15.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图21所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求：?金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；?若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。参考答案：（1）①金属棒在弯曲光滑导轨上运动的过程中，机械能守恒，设其刚进入磁场Ⅰ时速度为v0，产生的感应电动势为E，电路中的电流为I。由机械能守恒，解得v0=感应电动势E=BLv0，对回路解得：I=

（3分）②对金属棒b：所受安培力F=2BIL又因I=金属棒b棒保持静止的条件为F≤mg解得h≤

（3分）（2）金属棒a在磁场Ⅰ中减速运动，感应电动势逐渐减小，金属棒b在磁场Ⅱ中加速运动，感应电动势逐渐增加，当两者相等时，回路中感应电流为0，此后金属棒a、b都做匀速运动。设金属棒a、b最终的速度大小分别为v1、v2，整个过程中安培力对金属棒a、b的冲量大小分别为Ia、Ib。由BLv1=2BLv2，解得v1=2v2设向右为正方向：对金属棒a，由动量定理有-Ia=mv1-mv0

对金属棒b，由动量定理有-Ib=-mv2-0

由于金属棒a、b在运动过程中电流始终相等，则金属棒a受到的安培力始终为金属棒b受到安培力的2倍，因此有两金属棒受到的冲量的大小关系Ib=2Ia解得，根据能量守恒，回路中产生的焦耳热Qb=

（4分）

说明：计算题中用其他方法计算正确同样得分。17.光电计时器的实验简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B，右端N与水平传送带理想连接。今将效果好、宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速传动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量mA=mB=1kg。开始时在A、B间压缩一轻弹簧P，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开A、B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10-4s。取g=10m/s2,试求：（1）弹簧弹开前储存的弹性势能EP；（2）物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm；（3）物块B在传送带上滑动的全过程中因摩擦产生的热量Q。参考答案：（1）16J（2）4m（3）48J解析：：（1）物块A、B被弹簧弹开后的速度为：VA＝VB＝＝4m/s

故弹簧储存的弹性势能EP＝＝16J

（2）物块B在传送带上的加速度为a由μmBg＝mBa得a＝2m/s2

故物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm＝＝4m

（3）物块在传送带上运动的总时间为t′＝＝4s

物块B相对传送带滑动的路程为s=vt'=24m

故因摩擦产生的热量Q=μmBgs=48J18.如图，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OP与x轴成θ角．不计重力的负电荷，质量为m、电量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场．求：（1）电荷进入磁场时的速度大小（2）电场力对电荷做的功（3）电场强度E与磁感应强度B的比值参考答案：答案：；；：解：（1）设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v，有：-----------------------------------------------------------2分（2）由动能定理，电场力做的功为： ------------------------------------2分（3）设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿运动定律： -----------------------------------------------------------2分依题意：

-------------------------------------------------2分有几何关系：------