上海市閔行區(qū)紀(jì)王中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

上海市閔行區(qū)紀(jì)王中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）M、N是某電場中一條電場線上的兩點，若在M點釋放一個初速度為零的電子，電子僅受電場力作用，并沿電場線由M點運動到N點，其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（）A．電子在N點動能大于在M點動能B．該電場有可能是勻強電場C．該電子運動的加速度越來越小D．電子運動的軌跡為曲線參考答案：AC解析：A、由圖知電子由M點運動到N點，電勢能減小，而電子只受電場力，說明電場力對電子做正功，動能增加，因此N點動能大于M點的，故A正確；BC、由于電勢能-距離圖線的斜率表示電場力的大小，根據(jù)圖象可知，電子受到的電場力越來越小，場強越來越小，故該電場不是勻強電場．斜率不斷減小，電場力不斷減小，則加速度減小，故電子的加速度逐漸減小，故B錯誤，C正確；D、帶電粒子初速度為零且沿電場線運動，其軌跡一定為直線，故D錯誤．故選：AC2.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示．它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，接高頻交流電源，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面．帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出．如果用同一回旋加速器分別加速氚核（13H）和α粒子（24He），比較它們所需加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，則

A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小C．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大參考答案：B3.（單選）最近美國宇航局公布了開普勒探測器最新發(fā)現(xiàn)的一個奇特的行星系統(tǒng)，命名為“開普勒-11行星系統(tǒng)”，該系統(tǒng)擁有6顆由巖石和氣體構(gòu)成的行星圍繞一顆叫做“kepler-11”的類太陽恒星運行。經(jīng)觀測，其中被稱為“kepler-11b”的行星與“kepler-11”之間的距離是地日距離的，“kepler-11”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的倍，則“kepler-11b”的公轉(zhuǎn)周期和地球公轉(zhuǎn)周期的比值是：（

）A．

B．

C．

D．參考答案：C由得；所以，故選C。4.如圖所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源的內(nèi)電阻，以下說法中正確的是

A．當(dāng)R2=Rl+r時，R2上獲得最大功率

B．當(dāng)Rl=R2+r時，Rl上獲得最大功率C．當(dāng)R2=O時，Rl上獲得功率最大D．當(dāng)R2=O時，電源的輸出功率可能最大參考答案：

ACD5.如圖所示，a、b兩條曲線分別為汽車A、B行駛在同一條平直公路上的v﹣t圖象，兩條曲線交點的連線與時間軸平行，且a、b曲線關(guān)于它們兩交點的連線對稱．已知在t2時刻兩車相遇，下列說法正確的是（）A．在t1﹣t2這段時間內(nèi)，兩車位移相等B．t1時刻兩車處于同一位置C．t1時刻B車在前，A車在后D．在t1﹣t2這段時間內(nèi)的任一時刻，A車與B車加速度相同參考答案：C【考點】勻變速直線運動的圖像；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系．【分析】根據(jù)速度時間圖線判斷汽車的運動規(guī)律，通過圖線與時間軸圍成的面積表示位移判斷哪個汽車在前．通過圖線的斜率判斷加速度的變化【解答】解：A、在t2時刻兩車相遇，在t1﹣t2時間內(nèi)，a圖線與時間軸圍成的面積大，則A的位移大，可知t1時刻，A車在后，B車在前，故AB錯誤，C正確．D、圖線切線的斜率表示加速度，由于圖象是對稱的，由圖象可知，在t1﹣t2這段時間內(nèi)的相同時刻，A車與B車加速度大小相等，方向相反．故D錯誤．故選：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認(rèn)為還需要的實驗器材有

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細(xì)線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）。則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）.參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有mg-T=ma

對小車，有T=Ma

解得故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；

（3）總功為：mgL，動能增加量為：故答案為：mgL=7.實圖是一個多量程多用電表的簡化電路圖，測量電流、電壓和電阻各有兩個量程．當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時，可用來測量________；當(dāng)S旋到位置________時，可用來測量電流，其中S旋到位置________時量程較大．參考答案：電阻1、218.如圖是實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，紙帶上第0、1兩點間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個點，它們到O點的距離如圖所示，則由圖4中數(shù)據(jù)可知，重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于

J，動能的增加量等于

J（取三位有效數(shù)字）．動能增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是

．參考答案：6.886.81

存在摩擦阻力做負(fù)功．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．【解答】解：B點的瞬時速度m/s=3.69m/s，則動能的增加量=6.81J，重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.80×0.7776J=6.88J．動能的增加量小于重力勢能的減小量，主要原因是存在摩擦阻力做負(fù)功．故答案為：6.886.81

存在摩擦阻力做負(fù)功．9.如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為l的等邊三角形ABC導(dǎo)線框，在A處用輕質(zhì)細(xì)線豎直懸掛于質(zhì)量也為m、長度為L的水平均勻硬桿一端，硬桿另一端通過輕質(zhì)彈簧連接地面，離桿左端L/3處有一光滑固定轉(zhuǎn)軸O。垂直于ABC平面有一個水平方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，當(dāng)在導(dǎo)線框中通以逆時針方向大小為I的電流時，AB邊受到的安培力大小為________，此時彈簧對硬桿的拉力大小為________。參考答案：BIl；mg/4。 10.北京時間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強烈地震，并引發(fā)了福島核電站產(chǎn)生大量的核輻射，經(jīng)研究，其中核輻射的影響最大的是銫137（），可廣泛散布到幾百公里之外，且半衰期大約是30年左右）．請寫出銫137發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程：

．如果在該反應(yīng)過程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為

．（已知碘（I）為53號元素，鋇（）為56號元素）參考答案：

11.（2）“用DIS測變速直線運動的瞬時速度”實驗中，使用光電門傳感器。小王同學(xué)利用DIS實驗器材研究某物體沿X軸運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)物體所處的坐標(biāo)X與時間t滿足X=t3-2t（單位均是SI制單位），則該物體在第2秒末的瞬時速度大小為__________m/s。參考答案：1012.平行板電容器所帶量Q=4×l0-8C，它的兩極板之間電壓U=2v，則它的電容為

F；如果電量減少一半，則兩板間電勢差變?yōu)?/p>

V。參考答案：2×10-8F

1V電容；當(dāng)電量減小一半，電容不變，則電勢差；13.為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示．己知線圈由a端開始繞至b端：當(dāng)電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)．將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．（1）在圖中L上畫上幾匝線圈，以便能看清線圈繞向；（2）當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時，指針將指向．（3）當(dāng)條形磁鐵插入線圈中不動時，指針將指向

．（選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）

參考答案：

(1)如右圖所示。(2)左側(cè)(3)中央三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為0.5Ω；電壓表（量程0—3V，內(nèi)阻3KΩ），電流表（量程0—0.6A，內(nèi)阻1.0Ω），定值電阻R0=0.5Ω,滑動變阻器有R1（最大阻值10Ω，額定電流2A）和R2（最大阻值100Ω，額定電流0.1A）各一只。①實驗中滑動變阻器應(yīng)選用_____________。（選填“R1”或“R2”）②根據(jù)圖甲在實物圖乙中連線使之為實驗電路。③在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的電壓與電流關(guān)系圖線，根據(jù)圖線求出的電源電動勢E=__________V，內(nèi)阻r=____________Ω。參考答案：①R1（3分）②答案見下圖，正確得3分③1.46-1.48(3分)0.43-0.47(3分)滑動變阻器R2的額定電流跟電流表量程相比，在試驗中很容易被燒壞，故應(yīng)選R1，在圖線上選取相距較遠(yuǎn)的兩點，讀取數(shù)據(jù)列方程可解得E、r。15.如圖所示是用雙縫干涉測光波波長的實驗設(shè)備示意圖，圖中①是光源、②是濾光片、③是單縫、④是雙縫、⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮紋之間距離的是

A．增大③和④之間的距離

B．增大④和⑤之間的距離

C．將綠色濾光片改成紅色濾光片

D．增大雙縫之間的距離參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30o，斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45o的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡(如圖所示)。畫出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）。參考答案：光路圖如圖所示（2分）設(shè)折射光線與AB的交點為D設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得：（1分）解得（1分）由幾何關(guān)系可知，在D點的入射角（1分）設(shè)全發(fā)射的臨界角為，則

（1分）解得（1分）因此，光在D點全反射。設(shè)光線的出射點為E，由幾何關(guān)系得：

（1分）解得：

（1分）即出射點在BC邊上離B點的位置。17.如圖（a），小球甲固定于水平氣墊導(dǎo)軌的左端，質(zhì)量m=0.4kg的小球乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，甲、乙兩球之間因受到相互作用而具有一定的勢能，相互作用力沿二者連線且隨間距的變化而變化。現(xiàn)已測出勢能隨位置x的變化規(guī)律如圖（b）中的實線所示。已知曲線最低點的橫坐標(biāo)x0=20cm，虛線①為勢能變化曲線的漸近線，虛線②為經(jīng)過曲線上某點的切線。

（1）將小球乙從x1=8cm處由靜止釋放，小球乙所能達(dá)到的最大速度為多大？

（2）假定導(dǎo)軌右側(cè)足夠長，將小球乙在導(dǎo)軌上從何處由靜止釋放，小球乙不可能第二次經(jīng)過x0=20cm

的位置？并寫出必要的推斷說明；

（3）若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面的夾角α=30°，如圖(c)所示。將球乙從x2=6cm處由靜止

釋放，小球乙運動到何處時速度最大？并求其最大速度；

（4）在圖(b)上畫出第（3）問中小球乙的動能Ek與位置x的關(guān)系圖線。參考答案：)解答與評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）球乙運動到x0=20cm位置時勢能最少，速度最大，能量守恒：，

（4分）解出m/s=1m/s

（2分）（2）在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)將小球乙由靜止釋放，不可能第二次經(jīng)過x0。

（2分）原因：

在0<x<20cm區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為排斥力，在20cm<x<∞區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為吸引力，無窮遠(yuǎn)處和6cm處的勢能均為0.28J。若小球乙的靜止釋放點在6cm<x<∞區(qū)間，小球乙將做往復(fù)運動，多次經(jīng)過x0=20cm的位置。而靜止釋放點在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)時，初態(tài)勢能大于0.28J，小球乙將會運動到無窮遠(yuǎn)處而無法返回，只能經(jīng)過x0位置一次。

（4分）（3）x3=12cm處的切線斜率J/m=2J/m，表明此處乙球受到甲球2N的排斥力，

（1分）乙球此處受到重力的分力mgsinα=…=2N

所以，乙球在x3=12cm處時，所受合外力等于零，速度最大，