上海民辦蘭生復(fù)旦中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

上海民辦蘭生復(fù)旦中學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.關(guān)于機(jī)械能，下列說法正確的是①做變速運(yùn)動(dòng)的物體，只要有摩擦力存在，其機(jī)械能一定減少②如果物體所受的合外力不為零，則物體的機(jī)械能一定發(fā)生變化③將物體斜向上拋出后，不計(jì)空氣阻力時(shí)機(jī)械能守恒的，則該物體在同一水平高度處具有相同的速率④在水平面上做變速運(yùn)動(dòng)的物體，它的機(jī)械能不一定變化A．①②

B．③④

C．①④

D．②③④參考答案：B2.宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2，R1>R2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船

A．線速度變小

B．角速度變小

C．周期變大

D．向心加速度變大參考答案：D

解析：根據(jù)得，可知變軌后飛船的線速度變大，A錯(cuò)；角速度變大B錯(cuò)，周期變小C錯(cuò)；向心加速度在增大D正確。3.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為t1＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t2＝0.25s時(shí)刻的波形圖，已知這列波的周期大于0.25s，則這列波的傳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，向右參考答案：AD4.如圖7所示，虛線a、b、c表示O處點(diǎn)電荷為圓心的三個(gè)同心圓的一部分，且這三個(gè)同心圓之間的間距相等。一電子射入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，其中l(wèi)、2、3、4表示運(yùn)動(dòng)軌跡與這三個(gè)同心圓的一些交點(diǎn)。由此可以判定 A．O處的點(diǎn)電荷一定帶正電

B．a(chǎn)、b、c三個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系是φa>φb>φc

C．電子從位置1到2的過程中電場(chǎng)力做功為W12；從位置3到4的過程中電場(chǎng)力做功為W34，則W12=2W34

D．電子在1、2、3、4四個(gè)位置處具有的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和一定相等參考答案：D5.（09年長(zhǎng)沙一中、雅禮中學(xué)聯(lián)考）水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示.若以水平向右為坐標(biāo)的正方向，振子向左經(jīng)過平衡位置O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則振子的加速度在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的圖象，以下各圖中正確的是（

）

參考答案：

答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為________，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零7.參考答案：8.（4分）學(xué)習(xí)物理除了知識(shí)的學(xué)習(xí)外，還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想方法，如圖所示是我們學(xué)習(xí)過的四個(gè)實(shí)驗(yàn)。其中研究物理問題的思想方法按順序依次是

、

、

、

。參考答案：放大、等效、控制變量、放大9.質(zhì)量為m＝100kg的小船靜止在水面上，水的阻力不計(jì)，船上左、右兩端各站著質(zhì)量分別為m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，當(dāng)甲朝左，乙朝右，同時(shí)以相對(duì)河岸3m/s的速率躍入水中時(shí)，小船運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?/p>

（填“向左”或“向右”）；運(yùn)動(dòng)速率為

m/s。參考答案：向左；0.610.如圖所示，是一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，若波的傳播速度v=8m/s,則x=4m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=______cm,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)O在5s內(nèi)通過的路程為______cm.參考答案：11.某波源S發(fā)出一列簡(jiǎn)諧橫波，波源S的振動(dòng)圖象如圖所示。在波的傳播方向有A、B兩點(diǎn)，它們到S的距離分別為45m和55m。測(cè)得A、B兩點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間間隔1.0s。由此可知①波長(zhǎng)

m；②當(dāng)B點(diǎn)離開平衡位置的位移為+6cm時(shí)，A點(diǎn)離開平衡位置的位移是

cm。參考答案：①20

②-6

12.2．愛因斯坦在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻(xiàn)，試舉出其中兩項(xiàng)：

；

．參考答案：相對(duì)論；光的量子性13.利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)最早提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是

；他還利用α粒子轟擊（氮核）生成和另一種粒子，寫出該核反應(yīng)方程

．參考答案：盧瑟福，三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.

(12分)(1)用簡(jiǎn)明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時(shí)的光路圖，并標(biāo)明臨界角。(3)當(dāng)透明介質(zhì)處在真空中時(shí)，根據(jù)臨界角的定義導(dǎo)出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時(shí)的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s。橋的長(zhǎng)度為_______m，若該波在空氣中的波長(zhǎng)為λ，則它在鋼鐵中波長(zhǎng)為λ的_______倍。參考答案：

(1).365

(2).試題分析：可以假設(shè)橋的長(zhǎng)度，分別算出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，結(jié)合題中的1s求橋長(zhǎng)，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波的頻率不會(huì)變化。點(diǎn)睛：本題考查了波的傳播的問題，知道不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，當(dāng)傳播是的頻率不會(huì)發(fā)生變化。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖21所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相距一段距離不重疊，磁場(chǎng)Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界CD處?，F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為mg，將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：?金屬棒a剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，通過金屬棒b的電流大??；?若金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿足的條件；（2）若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ。設(shè)兩磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。參考答案：（1）①金屬棒在彎曲光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能守恒，設(shè)其剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)速度為v0，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I。由機(jī)械能守恒，解得v0=感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv0，對(duì)回路解得：I=

（3分）②對(duì)金屬棒b：所受安培力F=2BIL又因I=金屬棒b棒保持靜止的條件為F≤mg解得h≤

（3分）（2）金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ中減速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，金屬棒b在磁場(chǎng)Ⅱ中加速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增加，當(dāng)兩者相等時(shí)，回路中感應(yīng)電流為0，此后金屬棒a、b都做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬棒a、b最終的速度大小分別為v1、v2，整個(gè)過程中安培力對(duì)金屬棒a、b的沖量大小分別為Ia、Ib。由BLv1=2BLv2，解得v1=2v2設(shè)向右為正方向：對(duì)金屬棒a，由動(dòng)量定理有-Ia=mv1-mv0

對(duì)金屬棒b，由動(dòng)量定理有-Ib=-mv2-0

由于金屬棒a、b在運(yùn)動(dòng)過程中電流始終相等，則金屬棒a受到的安培力始終為金屬棒b受到安培力的2倍，因此有兩金屬棒受到的沖量的大小關(guān)系Ib=2Ia解得，根據(jù)能量守恒，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Qb=

（4分）

說明：計(jì)算題中用其他方法計(jì)算正確同樣得分。17.光電計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易示意圖如下，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，光滑水平導(dǎo)軌MN上放兩相同小物塊A、B，右端N與水平傳送帶理想連接。今將效果好、寬度為d=3.6×10-3m的兩塊黑色磁帶分別貼在物塊A和B上，且高出物塊，并使高出物塊部分在通過光電門時(shí)擋光。傳送帶水平部分長(zhǎng)度L=8m，沿逆時(shí)針方向以恒定速度v=2m/s勻速傳動(dòng)。物塊A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，質(zhì)量mA=mB=1kg。開始時(shí)在A、B間壓縮一輕彈簧P，鎖定其處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)解除鎖定，彈開A、B，迅速移去輕彈簧，兩物塊第一次通過光電門，計(jì)時(shí)器顯示讀數(shù)均為t=9.0×10-4s。取g=10m/s2,試求：（1）彈簧彈開前儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能EP；（2）物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離sm；（3）物塊B在傳送帶上滑動(dòng)的全過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。參考答案：（1）16J（2）4m（3）48J解析：：（1）物塊A、B被彈簧彈開后的速度為：VA＝VB＝＝4m/s

故彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能EP＝＝16J

（2）物塊B在傳送帶上的加速度為a由μmBg＝mBa得a＝2m/s2

故物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離sm＝＝4m

（3）物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t′＝＝4s

物塊B相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的路程為s=vt'=24m

故因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmBgs=48J18.如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OP與x軸成θ角．不計(jì)重力的負(fù)電荷，質(zhì)量為m、電量為q，從y軸上某點(diǎn)以初速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場(chǎng)，又垂直x軸離開磁場(chǎng)．求：（1）電荷進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?）電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功（3）電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值參考答案：答案：；；：解：（1）設(shè)帶電粒子到達(dá)OP進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬時(shí)速度為v，有：-----------------------------------------------------------2分（2）由動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功為： ------------------------------------2分（3）設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律： -----------------------------------------------------------2分依題意：

-------------------------------------------------2分有幾何關(guān)系：------