2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高三（上）期中物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高三（上）期

中物理试卷

一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）

1.利用“等效替代”思想建立的物理概念是（）

A.质点B.重心C.瞬时速度D.电场强度

2.物理学是一门以实验为基础的学科，但有些物理规律的建立不是由实验直接得到的,

而是基于事实通过合理外推才得到的。属于这种情况建立的物理规律是（）

A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.库仑定律

3.某质点做直线运动，若其速度v>0,加速度a<0,则当加速度a逐渐增大的过程

中，速度将（）

A.增加得越来越快B.增加得越来越慢

C.减小得越来越快D.减小得越来越慢

4.如图所示，质量分别为西、MB的A、B两小球放在车厢内光滑桌面上，两球相距s与

车一起做匀速直线运动。如果突然刹车，在两球均未离开桌面的情况下，两球的问

距（）

A.逐渐增大B.保持不变C.逐渐减小D.无法确定

5.质量为m的篮球以速度"撞击地面，又以3"的速率被反弹起来。在此过程中（）

A.篮球的速度变化市B.篮球的动能变化了专m/

C.地板对篮球做不做功D.地板对篮球做负功

6.t=0时，坐标原点。处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4s的振动，

在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。7=0.6s时的波形图

是（）

7.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的t图像如图所示，ti为乙图线最低点

的横坐标，t2为甲图线与乙图线交点的横坐标。由图像可知（）

A.0〜t2时间内，甲、乙两物体在h时刻相距最远

B.0〜t2时间内，乙物体的加速度方向与速度方向始终相反

C.0〜ti时间内，乙物体的加速度始终大于甲物体的加速度

D.0〜tz时间内，甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度

8.一条鱼在水中沿水平直线向左加速游动，合理描述水对鱼作用力方向的是（）

9.如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力

的作用，运动过程中电势能逐渐增大，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能

的是（）

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aa

A.B.

10.如图所示，表面光滑的斜面固定在地面上其顶端装有轻质光滑的定滑轮。小物块4、

B用轻绳连接并跨过滑轮，4、8处于同•一高度并保持静止。剪断轻绳，4、B物块

下落到地面。此过程中（）

A.两物块所用的时间相同B.两物块重力的平均功率相同

C.两物块速度的变化快慢相同D.两物块重力势能的变化量相同

11.相隔很远、均匀带电+q、-q的大平板在靠近平板处的匀强电场电场线如图a所示，

电场强度大小均为E。将两板靠近，根据一直线上电场的叠加，得到电场线如图b所

示。此时两板间的电场强度和两板相互吸引力的大小分别为（）

王丰同

+q•<7+qp

图a图b

A.EEqB.2EEqC.E2EqD.2E2Eq

12.如图a所示，在竖直平面内固定一光滑半圆形轨道ABC,8为轨道的中点，质量为6

的小球以初动能反。从最低点4冲上轨道。图b是小球沿轨道从4运动到C的过程中，

动能a与其对应高度八的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力大小为

25N,空气阻力不计，g取lOm/s?。由此可知（）

A.小球的质量m=4.5kg

B.小球的初动能以o=16;

C.小球在C点时重力的功率％=60小

D.小球在8点时受到轨道的作用力大小为85N

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.如图所示，两波源Si、S2在水槽中形成的波形，两列波传播速度分别为％、以，其

中实线表示波峰，虚线表示波谷。在两波相遇的区域（选填“会”“不会”）

产生干涉，传播速度巧选填“大于”“等于”“小于”）。

14.质量是1.67X10-27的的质子在高速粒子加速器中加速到动能a=1.6X10-1。/,

某同学根据a=算出质子的速度为"=4.38X108/n/s,该同学得出的数值是

否合理，原因是。

15.半径分别为R和r的两个行星4和B,它们各有一颗靠近表面的卫星a和b,若这两颗

卫星的周期相等，由此可知，行星4和B的密度（填“相等”、“不相等”或

“无法确定”）；行星4和B表面的重力加速度之比为»（球体的体积公式U=

-nR3）

31

16.如图所示，4、B小球带有等量的异种电荷，电荷量为Q=3.0x10-6。质量均为

0.1kg两根长度相同的绝缘细线一端系着4球，另一端分别悬挂在水平板上“、N两

点，两细线夹角为120。，两线上的拉力大小分别用乙和尸2表示。当B球置于绝缘支

架上，在4球正下方0.3zn处时，F1：F2=；将B水平右移，使M、4、B在同

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9

一直线上时，|尸1-F2\=N。(g取10m/s2、静电力常量k=9.0x10N-

m2/C2')

7。4球静止释放后，沿碗壁运动的最大位移是

三、实验题(本大题共1小题，共8.0分)

18.在“用单摆测定重力加速度”的实验中。

(1)如图a所示，搭建实验装置时，要用铁夹夹住摆线上端，这样做的主要目的是

4.便于测量单摆摆长

B.便于测量单摆周期

C确保摆动时摆长不变

。.确保摆球在竖直平面内摆动

(2)如图b所示，某同学用大小相等的铁球和胶木球做了两个摆长相同的单摆，一前

一后悬挂在同一高度，虚线表示竖直方向，分别拉开一定的角度（都小于5。）同时由

静止释放（忽略空气阻力）。释放后沿两单摆平衡位置的连线方向观察，可能会看到

图c中（选填，/”“B”“c”）的情景。

（3）甲同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和对应的周

期7,然后由数据描绘T2-L图像，得到图d中的图线0M。若0M的斜率为限可知

当地的重力加速度g=。乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但他误将摆

线长当作了摆长，由数据描绘72-L图像，得到的图线可能是图d中的虚线（

选填“①”“②”“③”“④”，虚线①、④与0M不平行，虚线②、③与0M

平行）。

四、计算题（本大题共2小题，共32.0分）

19.如图a所示，质量为m=2kg的物块，置于水平地面上的4点，物块与水平地面间的

动摩擦因数4=0.25。在水平向右的力产作用下物块由静止开始运动，由A运动到B

的过程中，力尸随位移工变化关系如图b所示；到达斜面底端B点后撤去力F,物块冲

上足够长的光滑斜面其中AB段长为L=5m,g取10m/s2。

（1）分析说明物块由4运动到B的过程的运动情况，并计算所用的时间;

（2）不计物块在B处的动能损失，求物块沿斜面上滑的最大高度；

（3）求物块在运动的过程中，克服摩擦力做的总功。

20.一光滑绝缘细直长杆处于静电场中，沿细杆建立坐标轴x如图a所示，电场强度E随

x的分布如图b所示（以x轴正向为正）。细杆上套有可视为质点的带电环，其质量为

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m=0.2kg,电量为q=-2.0x10-6C.在沿x轴正向，大小为1.0N的恒力F的作用

下，带电环从x=0处由静止开始运动。(g取10m/s2)

(1)求带电环运动到x=lzn处的加速度；

(2)求带电环从x=0运动到尤=6巾的过程中，合外力做的功;

(3)求带电环在运动过程中，加速度的最大值及对应的位置；

(4)通过计算、推理，分析说明带电环做什么运动。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：重力的作用点是一个等效概念，从效果上看，我们可以认为各个部分受到

的重力作用集中于一点，这一点是物体重力的作用点，叫做物体的重心。故8正确，ACD

正确。

故选：Bo

重力的作用点是一个等效概念，从效果上看，我们可以认为各个部分受到的重力作用集

中于一点，这一点是物体重力的作用点，叫做物体的重心。

熟悉物理学中各种研究问题的物理方法，并加以总结归纳。

2.【答案】A

【解析】解：4、牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是直接从实验得到的，是经过了

理想化或合理外推才得到的，故A正确；

BCD、牛顿第二定律、牛顿第三定律和库仑定律均可以用实验进行推导，故BCD错误。

故选：4。

明确各个定律的特点以及理想实验的应用即可正确解答本题。

本题考查了理想实验的理解和应用，在平时学习中要加强基本规律的理解，平时注意加

强练习。

3.【答案】C

【解析】

【分析】

本题应知道加速度是描述速度变化快慢的物理量；判断物体速度增加还是减小是看物体

的速度方向与加速度方向关系，当两者同向时，物体做加速运动，当两者反向时物体做

减速运动。

【解答】

由题意，速度">0,加速度a<0,加速度方向与速度方向相反，说明质点在做减速运

动，当加速度a逐渐增大，质点的速度仍在减小，速度减小由慢变快，故C正确，ABD

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错误。

故选Co

4.【答案】B

【解析】解：车厢做匀速直线运动，桌面上的物体4和8也会做匀速直线运动，即方向

和速度一致。当车突然停止时，由于惯性，物体4和8仍会保持原来的运动状态不变，

因此，在两球还没有离开桌面前，它们的距离将不变，故B正确，AC£＞错误。

故选：B。

任何物体都有保持原来运动状态不变的性质，这就是惯性.当车突然停止时，惯性会使

物体4和B仍保持原来的运动状态不变.

物体由于惯性会保持静止还是匀速直线运动，关键取决于它原来的运动状态，这种状态

既包括运动的方向也包括运动的速度大小。

5.【答案】C

【解析】解：4取向上为正有

Ziv=-(—v)-\v,故A错误：

44

A根据动能的计算公式有

222

AEk=1m(Y)-!?nv--^mv,故8错误；

CD.篮球与地面碰撞的过程，地面对篮球的支持力的作用点没有移动，所以做功为零，

C正确、。错误。

故选：Co

速度为矢量，计算变化量时注意方向，根据动能的计算公式可得动能变化，篮球与地面

碰撞的过程，地面对篮球的支持力的作用点没有移动，所以做功为零。

本题考查功的计算，解题关键掌握速度是矢量，动能是标量。

6.【答案】C

【解析】解：由题可知，该波的周期为7=0.4s,则时间t=0.6s=1.57,因此会向左

和向右分别形成1.5个波长的波形。由于波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振

动，则t=0.6时的振动方向沿y轴负方向，故A8O错误，C正确。

故选：Co

波源形成向右和向左传播的两列横波，左右具有对称性，根据t=0.6s与周期的关系，

分析形成的波形的长度，分析波源的状态，即可确定图象。

本题主要考查了横波的图像问题，分析过程中抓住对称性和基本的公式分析即可完成解

答。

7.【答案】D

【解析】解：力、已知甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，0〜t2时间内，甲的速

度大于乙的速度，可知甲、乙间的距离一直在增大，故4错误；

8、t图线的斜率表示物体的加速度，0〜ti时间内，乙物体的加速度方向与速度方向

相反，h〜t2时间内，乙物体的加速度方向与速度方向相同，故8错误：

仁0~^时间内，由甲、乙两图线的斜率可知，乙物体的加速度先大于甲物体的加速度，

后来小于甲物体的加速度，故C错误；

。、图线与坐标轴围成的面积表示位移，。〜今时间内，甲物体的位移大于乙物体

的位移，根据B=甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度，故。正确。

故选：。。

0〜以时间内，甲的速度大于乙的速度，由于两物体从同一位置沿同一直线运动，可判

断出间距一直在增大；根据v-t图线的斜率表示物体的加速度，来分析乙物体的加速

度方向与速度方向的关系；0〜右时间内，乙图线的斜率一开始大于甲图线的斜率，后

来小于甲图线的斜率，据此比较加速度；u-t图线与坐标轴围成的面积表示位移，然

后根据7=:比较平均速度。

解决本题的关键是要理解速度-时间图象的物理意义，知道图象的斜率、图象与时间轴

围成的面积、速度的正负表示的含义。

8.【答案】A

【解析】解：已知鱼在水中沿水平直线向左加速游动，由鱼沿水平直线游动可知，水对

鱼的作用力的竖直分力与鱼自身的重力平衡；由鱼向左加速游动可知，水对鱼的作用力

的水平分力向左，所以水对鱼的作用力应斜向左上方。故A正确，错误。

故选:Ao

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对鱼进行分析，明确其受力情况，对水平方向由牛顿第二定律进行分析，竖直方向根据

平衡条件进行分析，从而明确水对鱼的作用力的方向.

本题考查受力分析以及牛顿第二定律的应用，要注意明确水对鱼还有竖直向上的作用力,

这一力与鱼的重力相互平衡，但由于很多同学只注意到水平方向，很容易忽略浮力的作

用.

9.【答案】B

【解析】解：粒子的运动轨迹，判断粒子所受的电场力大体指向弯曲一侧，从而判断粒

子受力的方向向左，因不知电场线的方向，不能判断出粒子的电性；

由于运动飞过程中粒子的电势能增大，所以电场力做负功，粒子运动的方向一定是a到c；

故选项8正确，选项ACD错误；

故选：Bo

据粒子的运动轨迹，判断粒子所受的电场力大体指向弯曲一侧，从而判断粒子受到的电

场力的方向；电场力做负功粒子的动能减小，电势能增大。

本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧；

电场线的疏密表示电场强度的强弱；用电场力做功和能量守恒定律判断动能和电势能的

变化

10.【答案】B

【解析】解：4、设4、B的高度均为九，剪断轻绳后，A自由下落，加速度以=g,根据

仁为肾,可得以=隹,B沿光滑斜面下滑，加速度a-=呼"=gsin。，由几何关

系可知B沿斜面下滑到地面的距离s=」、根据s=?a管，可得逅=乌1，两物块

D2

sm02yJgsinG

所用的时间不同，故A错误；

B、斜面倾角为仇刚开始4、B均处于静止状态，所以63於讥。=771.9,即=悬,

4、B的运动过程均只有重力做功，根据动能定理有zng/i=[ni/,可知4、B到达地面

的速度挤目同，已知4、B均做匀变速直线运动，贝必物块重力的平均功率5

B物块重力的平均功率耳=mBg-^sin0=Rg-^sind=mAg•所以两物块重力的

2sind22

平均功率相同，故B正确;

C＞由%=g、QB=gsin。可知，两物块速度的变化快慢不同，故C错误；

D、4的重力势能的变化量4Epn=租40h，8的重力势能的变化量4Eps=血⑶。九，由于

7nB=舞，所以两物块重力势能的变化量不同，故。错误。

sin(7

故选：B。

先求出物块的加速度，然后应用运动学公式求出物块下滑的时间；根据物块的加速度判

断两物块速度变化快慢的关系；先根据动能定理求出两物块到达地面的速度，然后根据

P=比较两物块重力的平均功率：根据AEp=mg八比较两物块重力势能的变化关系。

本题是一道力学综合题，分析清楚物块的受力情况与运动过程是解题的前提和关键。

11.【答案】B

【解析】解：根据无限带电大平板的电场强度的公式可知，开始时电场强度大小均为E。

将两板靠近，一直线上电场的叠加，但叠加后的电场是原来的2倍，所以叠加后的场强

是2E；

则两板的相互作用力大小为qE。

两板相互靠近，两板间电场强度会叠加，但计算电场力时，应将其中一个极板看作检验

电荷，它处在另一个极板产生的电场中，故其所受电场力为qE。，故两板的相互作用

力为qE.故AC。错误，8正确。

故选：B。

叠加后合电场的场强是原来值2倍，从而即可求解.

电场的叠加满足矢量和的加减；两板间作用力注意把其中一个极板当做检验电荷，是解

题的关键.

12.【答案】D

【解析】解：4、由图(b)可知，轨道半径为R=*=等=04m,在最高点C,小球的

动能为：Ekc=：m哈根据牛顿第二定律得：mg+FN=m^,代入数据解得小球的

质量为：m=2kg,故A错误；

B、从4到C,对小球，根据动能定理得：—mg.2R=Eke-Ek。，代入数据解得小球的

初动能为：Ek0=25/,故8错误；

C、小球在C点时速度方向水平，即小球在竖直方向上的分速度为%=0,根据重力的瞬

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时功率公式PG=m。％，可知重力的瞬时功率为0，故C错误;

。、小球从4到B的过程中，根据动能定理得：-7719-/?=［巾诏-&0,代入数据解得小

球到达B的速度大小为：vB=V17m/s，对小球在B点受力分析，在指向圆心方向上，

根据牛顿第二定律得：=加?，代入数据解得小球在B点时受到轨道的作用力大小

为：FNB=85M故£＞正确。

故选：D。

根据图(b)确定轨道半径，在C点根据牛顿第二定律求得小球的质量；从4到C根据根据

动能定理求得在小球的初动能；在C点速度水平，故重力的瞬时功率为零；从4到B根据

动能定理求得B点的速度，利用牛顿第二定律求得相互作用力。

本题考查了牛顿第二定律、动能定理、重力瞬时功率以及动能％与其对应高度无的关系

的应用问题，先对物体进行受力分析，分析清楚运动过程，熟练应用牛顿第二定律和动

能定理求解。

13.【答案】不会等于

【解析】解：从图中看出，两列波的波长不同，而在同一介质中不同的机械波的波速相

等，根据所以两列水波的频率不同，而只有两列波的频率相同时才能发生干涉

现象，所以在两波相遇的区域中不会产生干涉。

故答案为：不会，等于

波的干涉产生的条件是两列波的频率相同，在同一介质中不同的机械波的波速相等。

解决本题的关键知道波干涉的条件，以及知道在同一介质中不同的机械波的波速相等。

14.【答案】不合理动能的计算公式只适用于低速的情况，对超光速情况不适用

【解析】解：运动物体的质量771=谆;，其中巾0是物体的静止质量，

动能的计算公式仅适用于低速物体，对于高速运动物体已经不再适用，

由该同学的计算可知，求出的质子速度大于光速，动能的计算公式己经不再适用，因此

该同学得出的数值不合理。

故答案为：不合理；动能的计算公式只适用于低速的情况，对超光速情况不适用。

由相对论可知，物体的运动质量与静止质量不同，动能的计算公式适用于低速、宏观物

体，在高速情况下动能的计算公式不再适用。

本题考查了经典力学规律的适用条件问题，掌握基础知识是解题的前提与关键，应用基

础知识即可解题；要注意基础知识的学习与应用。

15.【答案】相等?

【解析】解：根据万有引力提供向心力，得G*mR警

R2T2

则行星的密度p=3

联立解得。=焉

V=-7T/?3

3

由于两颗卫星的周期相等，可知行星的密度相等；

根据行星表面的重力加速度G^=mR^-=mg

解得9=某处

故答案为：相等，;

根据万有引力提供向心力，得到两个行星质量的表达式，再根据密度公式得出密度的表

达式，判断密度是否相等。由万有引力等于重力得出行星表面的重力加速度，从而得出

重力加速度之比。

解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个基本思路，并能灵

活选择向心力公式的形式进行求解。

16.【答案】1：10.225

【解析】解：对物体4受力分析，4受到竖直向下的重力，竖直向下的库仑力，两线上

的拉力，两线上拉力夹角120。，

根据共点力的平衡有片=尸2=巾49+上：，代入数据得a=1.9N,则&：F2=1：1；

将B水平右移，使M、4、B在同一直线上时，则两小球的距离变为r=磊;m=0.6m,

则对4受力分析，有瓦-k赞解得a=1.225/V,F=1.0N,则因-F\=

=F2=GA,22

0.225/V；

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故答案为：1：10.225

当B在4的正下方时，分别对4B受力分析利用共点力平衡即可求得，当B移到使M、4、

B在同一直线上时，对4受力分析利用共点力平衡即可判断.

本题主要考查了对4B求得受力分析，抓住在库仑力作用下的共点力平衡即可.

17.【答案】\f2mgRV3/?

【解析】解：将4球从碗口。点静止释放，4球沿碗内壁滑至碗底，根据几何关系可知,

B向上运动的位移为&R,重力势能增加量AEp=mg•近R=6ngR。

设4沿碗壁运动的最大位移时与竖直方向夹角为仇根据4B系统机械能守恒有2mg-

9e

RcosO=mg-2/?cos(°2-)

解得。=30°

由于4球从碗口「点静止释放，4球沿碗内壁滑至碗底则最大位移为x=2Rcos(W女)=

V3R

故答案为：版mgR，V3/?

根据重力势能的计算公式解得重力势能增加量，根据机械能守恒可解得最大位移。

本题考查机械能守恒定律，解题关键掌握重力势能的计算中位移与竖直高度有关。

18.【答案】CC?②

【解析】解：(1)用铁夹夹牢摆线，是为了防止摆动过程中摆长的变化，如果需要改变

摆长来探究摆长于周期关系时，方便调节摆长，所以用铁夹夹住摆线上端主要目的是确

保摆动时摆长不变，故C正确，A8O错误。

故选C.

(2)因为图中是两个摆长相同的单摆，根据7=2TTJ1

可知两单摆的周期相同，两单摆均由左侧由静止释放，则应同时到达平衡位置，同时到

达同一侧的最大位移处，故A8O错误，C正确。

故选C

(3)根据单摆的周期公式

得

T2-4TT2-

9

根据数学知识可知，T2-L的图像的斜率k=誓

可得当地的重力加速度为g=午

测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度为1,则有

72_47r2(i+r)_4n2l+47r2r

999

由数学知识可知，对厂一小的图像来说产=空+型与实线72=4/一的斜率相等，

两者应该平行，故该同学作出的此一心图像应平行于0M,所以应选虚线②.

故答案为：(1)C；(2)C；(3)华，②

(1)(2)根据实验原理与实验操作可解得；

(3)根据单摆的周期公式变形得出口与心的关系式，再分析产一L图象中g与斜率的关系,

得到g的表达式。根据重力加速度的表达式，分析图线与实线的之间的关系。

该题主要是第三问，要学会用数学方法来分析物理问题，学科的交叉中，数学与物理的

联系比较紧密。

19.【答案】解：(1)在0-2.5M内，有

&=15N>Ff=nmg=0.25x2x10/V=5N

故物块做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得

F1—[img=ma

可得

a—5m/s2

由匀变速直线运动公式

=|ati

可得

=Is

到达B点时的速度

UR~

在2.5TH-5m内，则有

故物块做匀速直线运动，以%的速度做匀速运动

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to=-=—S=U.5S

VB5

因此，物块由，运动到B所用的时间

t=01+2=Is+0.5s=1.5s

(2)因为斜面光滑，物块在斜面上运动时机械能守恒。由机械能守恒定律可得

—mgh

解得