2021年上海中學(xué)(東校)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021年上海中學(xué)(東校)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（多選題）如圖，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO’的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是A.b一定比a先開始滑動B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．是b開始滑動的臨界角速度D．當(dāng)時，a所受摩擦力的大小為kmg參考答案：AC2.（單選）一個氘核和一個氚核聚變成一個氦核，其核反應(yīng)方程是，以下說法正確的是A．X是質(zhì)子，反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損

B．X是中子，反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損C．X是質(zhì)子，反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

D．X是中子，反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損參考答案：B3.（多選）下列關(guān)于摩擦力的說法中正確的是（）A．作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速C．靜止的物體可能受到滑動摩擦力作用，運(yùn)動的物體也可能受到靜摩擦力作用D．作用在物體上的靜摩擦力既可能對物體做正功，也可能做負(fù)功，或?qū)ξ矬w不做功參考答案：考點(diǎn)：摩擦力的判斷與計(jì)算．專題：摩擦力專題．分析：摩擦力定義是兩個互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運(yùn)動時，就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力，這種力就叫做摩擦力，摩擦力既可以作為動力也可以作為阻力，當(dāng)摩擦力做為動力時方向和物體的運(yùn)動方向相同，而做為阻力時方向和物體的運(yùn)動方向相反．解答：解：A、當(dāng)摩擦力做為動力時方向和物體的運(yùn)動方向相同，而做為阻力時方向和物體的運(yùn)動方向相反，作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速．A錯誤B正確．C、靜止的物體可能受到滑動摩擦力作用，運(yùn)動的物體也可能受到靜摩擦力作用．C正確．D、作用在物體上的靜摩擦力既可能對物體做正功，也可能做負(fù)功，或?qū)ξ矬w不做功．D正確．故選：BCD．點(diǎn)評：此題考查產(chǎn)生摩擦力的條件和摩擦力的定義，要區(qū)分是滑動摩擦力還是靜摩擦力．4.某空間存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場。一個帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動，下列因素與完成上述兩類運(yùn)動無關(guān)的是A.磁場和電場的方向B.磁場和電場的強(qiáng)弱C.粒子的電性和電量D.粒子入射時的速度參考答案：C倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，說明要滿足題意需要對磁場與電場的方向以及強(qiáng)弱程度都要有要求，例如：電場方向向下，磁場方向垂直紙面向里等，但是對電性和電量無要求，故選項(xiàng)C正確，ABD錯誤。點(diǎn)睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，實(shí)際上是考查了速度選擇器的相關(guān)知識，注意當(dāng)粒子的速度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要求的。5.根據(jù)我們所學(xué)習(xí)過的原子物理學(xué)的知識可知，下列衰變反應(yīng)中不可能發(fā)生的是：A．

B．C．

D．參考答案：

答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細(xì)繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪短細(xì)繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動的位移。（空氣阻力對本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略）①滑塊沿斜面運(yùn)動的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________。a．滑塊的質(zhì)量

b．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮．長度測量時的讀數(shù)誤差

d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時參考答案：①②③cd7.（2分）在α衰變時產(chǎn)生的也具有放射性，它能放出一個

粒子而變?yōu)椤⒖即鸢福害?.如圖所示，用皮帶傳動的兩輪M、N半徑分別是R、2R,A為M邊緣一點(diǎn),B距N輪的圓心距離為R,則A、B兩點(diǎn)角速度之比為：__________；線速度之比為：_________；向心加速度之比為：_________。參考答案：9.質(zhì)量為m的衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑是地球半徑的2倍．已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，則衛(wèi)星的速度大小為_______參考答案： 10.如圖甲所示，質(zhì)量為m、邊長為l的正方形金屬線框位于絕緣光滑水平面上，線框右邊緊貼著豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊界OO/．線框在水平向右的外力F作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，外力F隨時間t呈線性變化，如圖乙所示，圖中的F0、t0均為已知量．在t＝t0時刻，線框左邊恰到達(dá)OO/．此時線框受到的合力為_______或__________（寫出兩種表達(dá)）；在t＝t0時刻，線框的發(fā)熱功率與外力F的功率之比P熱：PF＝_______．參考答案：F0

或

；

3:511.如圖所示，A、B兩點(diǎn)間電壓為U，所有電阻阻值均為R，當(dāng)K閉合時，UCD=______，當(dāng)K斷開時，UCD=__________。參考答案：0

U/312.在“用單擺測定重力加速度”的某次實(shí)驗(yàn)中，擺長為L的單擺完成n次全振動的時間為t，則單擺的周期為▲，重力加速度大小為▲參考答案：

t/n，13.（多選題）一個面積S=4×10﹣2m2，匝數(shù)n=100匝的線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間變化規(guī)律如圖所示，在開始2秒內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于

，在第3秒末感應(yīng)電動勢大小為

．參考答案：8×10﹣2Wb/s；8V．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；磁通量．【分析】由圖象看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，從而得出磁通量的變化率，再由法拉第電磁感應(yīng)定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而即可求解．【解答】解：由圖象的斜率求出=T/s=2T/s，因此=S=2×4×10﹣2Wb/s=8×10﹣2Wb/s，開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量為8×10﹣2Wb/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n=nS=100×2×4×10﹣2V=8V，可知它們的感應(yīng)電動勢大小為8V；由圖看出，第3s末感應(yīng)電動勢為8V；故答案為：8×10﹣2Wb/s；8V．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.電動自行車現(xiàn)在已經(jīng)成為人們時尚的代步工具，其中的電池是鉛蓄電池，用三塊或四塊鉛蓄電池聯(lián)后給電動自行車供電.某興趣小組將一輛舊電動自行車的電池拆下后充滿電，測量其中一塊鉛蓄電池的電動勢和內(nèi)阻.（1）用多用電表直流電壓50V擋測量該蓄電池的電動勢，電表的指針如圖甲所示，其讀數(shù)為________V.（2）用圖乙所示的電路測量該蓄電池的電動勢E和內(nèi)阻r，圖中R0為保護(hù)電阻，其阻值為5Ω..改變電阻箱的阻值R，測出對應(yīng)的電流I，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出該蓄電池的1/I-R圖線，如圖丙所示.由圖線可求得該電池的電動勢E=_________V，內(nèi)阻r=______Ω。.（3）本實(shí)驗(yàn)中測得的電池內(nèi)阻比真實(shí)值___________（填“大”或“小”或“相等”）參考答案：（1）9.5（2）10

4（3）大15.某同學(xué)要描繪半導(dǎo)體二極管的電流I與正向電壓U的關(guān)系圖象，運(yùn)用電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)導(dǎo)線若干和二極管組成的適當(dāng)電路做實(shí)驗(yàn)，得到的U和I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作成伏安特性曲線如圖：（1）在右邊的虛線框內(nèi)畫出適合該實(shí)驗(yàn)的電路圖.（2）在閉合電鍵前，變阻器的滑動頭應(yīng)移至的

▲

（填左端或右端）；（3）實(shí)驗(yàn)中的電路圖還有兩條導(dǎo)線沒有連接，請補(bǔ)充完整.（4）將上述的二極管接入如右圖所示電路中，已知電阻R1=2kΩ，電源電動勢E=9V、內(nèi)阻不計(jì)，則二極管D兩端的電壓為

▲

V。參考答案：（1）如圖

(3分)（2）左

(2分)（3）如圖所示

(2分)（4）6.8V~7.0V四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.離子擴(kuò)束裝置由離子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成．偏轉(zhuǎn)電場由加了電壓的相距為d=0.1m的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板形成，如圖甲所示．大量帶負(fù)電的相同離子（其重力不計(jì)）由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行于導(dǎo)體板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場．當(dāng)偏轉(zhuǎn)電場兩板不帶電時，離子通過兩板之間的時間為3×10-3s，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的電壓時，所有離子均能從兩板間通過，然后進(jìn)入水平寬度有限、豎直寬度足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場中，最后通過勻強(qiáng)磁場打在豎直放置的熒光屏上．求：（1）離子在剛穿出偏轉(zhuǎn)電場兩板之間時的最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為多少？（2）要使側(cè)向位移最大的離子能垂直打在熒光屏上，偏轉(zhuǎn)電場的水平寬度為L為多大？參考答案：（1）設(shè)t0=1×10-3s，由題意可知，從0、3t0、6t0……等時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的離子側(cè)向位移最大，在這種情況下，離子的側(cè)向位移為

（2分）

從2t0、5t0、8t0……等時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的離子側(cè)向位移最小，在這種情況下，離子的側(cè)向位移為

（2分）所以最大側(cè)向位移和最小側(cè)向位移之比為（1分）（2）設(shè)離子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏向角為q，由于離子要垂直打在熒光屏上，所以離子在磁場中運(yùn)動半徑應(yīng)為：L=Rsinθ（2分）設(shè)離子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時的速度為vt，垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy，則離子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時的偏向角為：

（2分）

式中

（1分）

離子在磁場中由牛頓第二定律可知：（2分）

得：

綜上所述可得：

（2分）17.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一條圓弧形軌道AB，其半徑為R=1.0m，B點(diǎn)的切線方向恰好為水平方向．一個質(zhì)量為m=2.0kg的小滑塊，從軌道頂端A點(diǎn)由靜止開始沿軌道下滑，到達(dá)軌道末端B點(diǎn)時的速度為v=4.0m/s，然后做平拋運(yùn)動，落到地面上的C點(diǎn)．若軌道B端距地面的高度h=5.0m（不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2），求：（1）小滑塊在AB軌道克服阻力做的功；（2）小滑塊落地時的動能．參考答案：考點(diǎn)：動能定理的應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律．專題：計(jì)算題．分析：（1）小滑塊從A運(yùn)動至B過程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功，支持力不做功，可根據(jù)動能定理列式求解；（2）小滑塊由B運(yùn)動到C過程，只有重力做功，機(jī)械能守恒，可有機(jī)械能守恒定律列式求解；也可用動能定理列式求解；還可以有平拋運(yùn)動知識求出末速度后求解．解答：解：（1）設(shè)小滑塊在AB軌道上克服阻力做功為W，對于從A至B過程，根據(jù)動能定理得代入數(shù)據(jù)解得W=4J即小滑塊在AB軌道克服阻力做的功為4J．（2）設(shè)小滑塊落地時的動能為Ek，取地面為零重力勢能參照考面，由于平拋過程中只有重力做功，故根據(jù)機(jī)械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得Ek=116J即小滑塊落地時的動能為116J．點(diǎn)評：小球的運(yùn)動分為兩個過程，分析清楚兩個過程中各個力做功的情況后，可以用動能定理列式求解，同時要注意能用機(jī)械能守恒定律求解的問題都能用動能定理求解！18.如圖所示，水平放置的平行板電容器，兩板間距為d，板長為L，接在電壓為U的直流電源上．一個帶電液滴以v0的初速度從板間的正中央水平射人，恰好做勻速直線運(yùn)動．求：（1）液滴的比荷（2）若直流電源電壓變?yōu)?U，帶電液滴以v0的初速度從板間的正中央水平射入，液滴能從金屬板右側(cè)飛出，求液滴離開電場的豎直偏移量．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；帶電粒子在混合場中的運(yùn)動．專題：帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題．分析：（1）液滴做勻速運(yùn)動，由電場力等于重力即可判斷液滴比荷（2）液滴做類平拋運(yùn)動，有牛頓第二定律求的加速度，由運(yùn)動學(xué)公式求的偏轉(zhuǎn)量解答：解：（1）帶電液滴在