上海邦德第四中学2021年高三物理期末试卷含解析

上海邦德第四中学2021年高三物理期末试卷含解析一、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，质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则

A．滑块可能受到三个力作用

B．弹簧一定处于压缩状态

C．斜面对滑块的支持力大小可能为零

D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg参考答案：AD由于最大静摩擦力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和摩擦力三个力的作用而平衡，此时弹簧弹力为零，弹簧处于原长状态，A正确B错误；由于滑块受到的摩擦力始终等于重力沿斜面向下的分力（等于），不可能为零，（两物体间有摩擦力必定有弹力），所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C错误D正确。2.如图，金属棒ab，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则A．ab棒不受安培力作用B．ab棒所受安培力的方向向右C．ab棒向右运动速度越大，所受安培力越大D．螺线管产生的磁场，A端为N极

参考答案：C3.如图6所示平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则()．图6A．该粒子带正电B．A点与x轴的距离为C．粒子由O到A经历时间t＝D．运动过程中粒子的速度不变参考答案：根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D项错；粒子做圆周运动的半径R＝，周期T＝，从O点到A点速度的偏向角为60°，即运动了T，所以由几何知识求得点A与x轴的距离为，粒子由O到A经历时间t＝，B、C两项正确．答案BC4.如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑。现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则

A．力F一定要变小

B．力F一定要变大

C．力F的功率将减小

D．力F的功率将增大参考答案：C5.美国国家科学基金会2010年9月29日宣布，天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外行星如图所示，这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿公里)，公转周期约为37年，这颗名叫Gliese581g的行星位于天枰座星群，它的半径大约是地球的1.9倍，表面重力加速度与地球相近.则下列说法正确的是（

）

A.在地球上发射航天器到达该星球，航天飞机的发射速度至少要达到第三宇宙速度B.该行星的公转速度比地球大C.该行星的质量约为地球质量的2.61倍

D.要在该行星表面发射人造卫星，发射速度至少要达到参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是一定质量的理想气体状态变化过程中密度随热力学温度变化的曲线，则由图可知：从A到B过程中气体

（吸热、放热），从B到C过程中，气体的压强与热力学温度的关系为

（P与T成正比，P与T的平方成正比）参考答案：吸热

P与T的平方成正比7.

(3)用如图所示的装置，要探究恒力做功与动能改变的关系的实验数据应满足一个怎样的关系式

，从而得到动能定理。(用上题符号表示，不要求计数结果)参考答案：8.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则x=0.5m处质点在0.5s时的位移为

cm，x=0m处的质点做简谐运动的表达式为

。参考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm9.坐标原点O处有一波源，能产生沿轴正向传播的简谐波，时刻的波形图如图所示。已知这列波在P点出现两次波峰的最短时间是，则这列波的波速为

，从时开始计时处的质点R第一次到达波谷所用的时间为

。参考答案：1O(3分)

0.810.在均匀介质中，t=0时刻振源O沿+y方向开始振动，t=0.9s时x轴上0至14m范围第一次出现图示的简谐横波波形。由此可以判断：波的周期为

s，x＝20m处质点在0～1.2s内通过的路程为

m。参考答案：0.4

411.质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为

m/s，方向是

。参考答案：0.6

向左12.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可知D点电势UD=_________V；若该正方形的边长为a=2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=_________V/m。

参考答案：9V

13.（1）用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，请写出其中两处：①______

_____________________；②______

_____________________。（2）．利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：a、按装置安装好器材并连好电路.b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.c、关闭电源，取出纸带,更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理:若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=

.②若是测量重力加速度g.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=

.③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是

.（g′为已知量）参考答案：（1）（4分）（2）．（6分）①VB

----------------------------（2分）②g

---------（2分）③重锤的质量m；

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)如下图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有下列器材:力电转换器，质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上).设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路.一位同学根据题意设计的电路图如下图所示．他的设计能否满足要求？为什么？参考答案：不能．因为在输入端采用滑动变阻器的限流接法，使得电力转换器在空载时的输出电压不可能为零，并且在测量中，其输入的电压的调节范围非常有限．设滑动变阻器的电阻范围为0～R，电力转换的等效电阻为R0，电源的电动势为E，内阻不计，则根据欧姆定律可以求得电力转换器输入电压的调节范围时ER0/（R+R0）～E．该电路应该采用滑动变阻器的分压接法，如下图所示，这样在空载时，就可以通过调节使电力转换器的输出电压为零，并且电力转换器输入的调节范围是0～E，可以完全满足题目的要求．15.某实验小组利用电磁打点计时器和如图的其他器材开展多项实验探究，选择了一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为）,回答下列问题：

①按装置安装器材时，纸带应穿过电磁打点计时器的限位孔从复写纸的

(填“上”或“下”)表面通过.②若是探究重力做功和物体动能的变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试写出在点时重锤运动的瞬时速度

（用题中字母表示）.③若是测量重力加速度.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为 （用题中字母表示）.④如果研究重锤在运动过程中机械能守恒时，重锤增加的动能总是小于减小的重力势能,造成实验误差的主要原因是

(只写一条).参考答案：【知识点】验证机械能守恒定律．E5【答案解析】（8分）①下（2分）

②（2分）

③④重锤克服阻力做功（或阻力对重锤做负功）（2分）解析：①根据打点计时器的工作原理可知，纸带应压在复写纸下方，才能清晰地打点；②在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故B点的速度为：VB=③利用匀变速直线运动的推论相邻相等时间内的位移差△x=at2所以，xm﹣xn=（m﹣n）aT2，本着有效利用数据，采用求平均值的办法减小误差的办法，本实验中，g=④在研究机械能守恒时，由于重锤要克服重力做功，故总是使增加的动能小于减小的重力势能；故答案为：①下

②

③④重锤克服阻力做功（或阻力对重锤做负功【思路点拨】本题要对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题。要会从下面三个方面分析得出正确答案：①在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求出C点的速度大小。②采用逐差法可有效利用数据，再采用求平均值的办法可更好地减小误差。③分析验证机械能守恒定律时误差形成的原因即可．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在27℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2L，充气前的气压为1atm，充气筒每次充入0.2L、压强也为1atm的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，充气后气体压强增大至3atm；求：①充气多少次可以让气体压强增大至3atm；②室外温度达到了﹣23℃，将充好气的蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少？参考答案：解：①设充气n次可以让气体压强增大至3atm，据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得：代入数据为：1×（2+n×0.2）=3×2解得：n=20（次）（2）当温度改变，气体发生等容变花，由查理定律得：代入数据：代入数据得：答：①充气20次可以让气体压强增大至3atm；②室外温度达到了﹣23℃，将充好气的蹦蹦球拿到室外后，压强将变为2.5atm【考点】理想气体的状态方程．【分析】①据题充气过程中气体发生等温变化，由玻意耳定律求解．②当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律求解．17.如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界线是半径为R的半圆，两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B．现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出，最终打到Q点，不计微粒的重力．求：（1）微粒在磁场中运动的周期；（2）从P点到Q点，微粒的运动速度大小及运动时间；（3）若向里磁场是有界的，分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域，上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出，且微粒仍能到达Q点，求其速度的最大值．参考答案：见解析解：（1）由qvB=m及T=得：微粒在磁场中运动的周期

T=．（2）令n表示带电粒子在磁场中运动时的圆心个数，则由几何关系可知，微粒运动的轨道半径r应满足：r=Rtan，（n=2，3，4，5，…），结合（1）可知，v==，（n=2，3，4，5，…）；相应的运动轨迹所对应的圆心角φ满足：①当n为偶数时，φ=（2π﹣）+=nπ；（n=2，4，6，8，…）②当n为奇数时，φ=（2π﹣）+=；（n=3，5，7，9，…）对应的运动时间t满足：①当n为偶数时，t==，（n=2，4，6，8，…）；②当n为奇数时，t==；（n=3，5，7，9，…）（3）由几何关系可知，rn+≤2R，（n=2，3，4，5，…）；得：当n=3时，r可取满足条件的最大值，rmax=，相应的粒子速度vmax=．相应的运动轨