2021年上海交通大學(xué)第二附屬中學(xué)高三物理月考試題含解析

2021年上海交通大學(xué)第二附屬中學(xué)高三物理月考試題含解析一、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.（多選）如圖所示，將一輕彈簧下端固定在傾角為θ的粗糙斜面底端，彈簧處于自然狀態(tài)時上端位于A點，質(zhì)量為，艙的物體從斜面上的B點由靜止下滑，與彈簧發(fā)生相互作用后，最終停在斜面上．下列說法正確的是

A．物體最終將停在A點 B．物體第一次反彈后不可能到達(dá)B點 C．整個過程中重力勢能的減少量犬于克服摩擦力做的功 D．整個過程中物體的最大動能大子彈簧的最大彈性勢能參考答案：BC2.一物體自t＝0時開始做直線運動，其速度圖線如圖所示．下列選項正確的是()．A．在0～6s內(nèi)，物體離出發(fā)點最遠(yuǎn)為30mB．在0～6s內(nèi)，物體經(jīng)過的路程為40mC．在0～4s內(nèi)，物體的平均速率為7.5m/sD．在5～6s內(nèi)，物體所受的合外力做負(fù)功參考答案：BC3.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析不正確的是（

）A．B物體的機(jī)械能一直減小B．B物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和C．B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量D．細(xì)線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量參考答案：C4.（單選）物塊A、B的質(zhì)量分別為m和2m，用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上。對B施加向右的水平拉力F，穩(wěn)定后A、B相對靜止地在水平面上運動，此時彈簧長度為l1；若撤去拉力F，換成大小仍為F的水平推力向右推A，穩(wěn)定后A、B相對靜止地在水平面上運動，此時彈簧長度為l2。則下列判斷正確的是A．彈簧的原長為B．兩種情況下穩(wěn)定時彈簧的形變量相等C．兩種情況下穩(wěn)定時兩物塊的加速度不相等D．彈簧的勁度系數(shù)為參考答案：D解析：A、C、D以整體法為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得知，兩種情況下加速度相等，而且加速度大小為a=．設(shè)彈簧的原長為l0．根據(jù)牛頓第二定律得：

第一種情況：對A：k（l1-l0）=ma

①

第二種情況：對A：k（l0-l2）=2ma②由①②解得，l0=，k=．故AC錯誤，D正確．B、第一種情況彈簧的形變量為△l=l1-l0=l1-l2；第二種情況彈簧的形變量為△l=l0-l2=l1-l2；故B錯誤．故選D5.下列說法中正確的是A.丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.英國物理學(xué)家法拉弟發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場C.法國物理學(xué)家安培用分子電流假說解釋了磁體產(chǎn)生磁場的原因D.荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了惠更斯原理，解釋了波的反射和折射現(xiàn)象參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.圖甲為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1Ω、電動勢為5V的電源兩端，如圖乙所示。則通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為________A，此時每盞小燈泡的電功率為________W。

參考答案：0.3

0.6 7.長為L的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球，桿的下端用鉸鏈固接于水平地面上的O點，斜靠在質(zhì)量為M的正方體上，在外力作用下保持靜止，如圖所示。忽略一切摩擦，現(xiàn)撤去外力，使桿向右傾倒，當(dāng)正方體和小球剛脫離瞬間，桿與水平面的夾角為θ，小球速度大小為v，此時正方體M的速度大小為__________，小球m落地時的速度大小為__________。參考答案：，（或） 8.某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究“動能定理”。圖中小車內(nèi)可放置砝碼；實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點計時器工作頻率為50Hz。

（1）實驗的部分步驟如下：

①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；

②將小車停在打點計時器附近，

，

，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，關(guān)閉電源；

③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作。

（2）如圖乙是某次實驗得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及多個計數(shù)點A、B、C、D、E、……，可獲得各計數(shù)點刻度值s，求出對應(yīng)時刻小車的瞬時速度V，則D點對應(yīng)的刻度值為sD=

cm，D點對應(yīng)的速度大小為vD=

m/s。

（3）下表是某同學(xué)在改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量時得到的數(shù)據(jù)。其中M是小車質(zhì)量M1與小車中砝碼質(zhì)量m之和，是紙帶上某兩點的速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E；F是鉤碼所受重力的大小，W是在以上兩點間F所作的功。次

數(shù)M/kgΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4900.21020.5001.650.4130.9800.43030.5002.400.6001.4700.63041.0002.401.2002.4501.24051.0002.841.4202.9401.470由上表數(shù)據(jù)可以看出，W總是大于△E，其主要原因是；鉤碼的重力大于小車實際受到的拉力造成了誤差，還有

。參考答案：(1)接通電源

釋放小車(2)8.15(8.12~8.16)

0.54(0.53~0.55)(3)沒有平衡摩擦力9.一探測飛船，在以X星球中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1，則X星球的質(zhì)量為M＝__________；當(dāng)飛船進(jìn)入到離X星球表面更近的、半徑為r2的圓軌道上運動時的周期為T2＝___________。（已知引力常量為G）參考答案：，T110.用波長為的單色光照射金屬鎢，發(fā)出的光電子的最大初動能為EK。當(dāng)改用波長為的單色光照射金屬鎢時，發(fā)出的光電子的最大初動能為________，金屬鎢的截止頻率是_______。已知真空中的光速和普朗克常量分別為c、h。參考答案：11.如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈

abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟?，在t=0時刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v—t圖像如圖乙所示，整個圖像關(guān)于t=T軸對稱。則0—T時間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為______________________，從T—2T過程中，變力F做的功為______________________。參考答案：；2（）12.為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，帶滑輪的長木板水平放置，板上有兩個光電門相距為d，滑塊通過細(xì)線與重物相連，細(xì)線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1由靜止釋放，記下滑到光電門2的時間t，改變重物質(zhì)量來改變細(xì)繩拉力大小，重復(fù)以上操作5次，得到下列表格中5組數(shù)據(jù)．

(1)若測得兩光電門之間距離為d=0．5m，運動時間t=0．5s，則a=

☆

m/s2；(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出a-F圖象．(3)由圖象可得滑塊質(zhì)量m=

☆

kg，滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)=☆

.g=10m／s2)參考答案：13.一列頻率為2.5Hz的簡諧橫波沿x軸傳播，在t1=0時刻波形如圖中實線所示，在t2=0.7s時刻波形如圖中虛線所示。則虛線時刻橫坐標(biāo)為x=3m的質(zhì)點的速度是______________（選填“最大，零”）；在t3=0.1s時位于0<x<5m區(qū)間的質(zhì)點中有一部分正向y軸正方向運動，這些質(zhì)點在x軸上的坐標(biāo)區(qū)間是______________。

參考答案：零，1m<x<3m三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.老師要求同學(xué)們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻，所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為3．0V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0—99．99)，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。某同學(xué)連接了一個如圖l所示的電路，他接下來的操作是：a．撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖2甲所示的位置后，將S2接到a，閉合S1，記錄下對應(yīng)的電壓表示數(shù)為2．20V，然后斷開S1；b保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換列b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖乙所示)，然后斷開S1。①請你解答下列問題：圖甲所示電阻箱的讀數(shù)為

，圖乙所示的電壓表讀數(shù)為

V。由此可算出定值電阻R1的阻值為

。(計算結(jié)果取3位有效數(shù)字)②在完成上述操作后，該同學(xué)繼續(xù)以下的操作：將S2切換列a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的圖象。由此可求得該電池組的電動勢E及內(nèi)阻r，其中E=

V，電源內(nèi)阻r=

。(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)參考答案：①20.00（1分）

2.80（1分）

5.45（2分）

②2.86（2分）

0.27（2分）電阻箱的讀數(shù)等于各檔位的電阻之和，為20.00Ω；電壓表讀數(shù)應(yīng)估讀一位，為2.80V；根據(jù)部分電路歐姆定律可得，解得R1的阻值約為5.45Ω。由圖象可知當(dāng)R無窮大時，R兩端的電壓近似等于電源的電動勢，即，解得E=2.86V；根據(jù)歐姆定律可得，，解得r=0.27Ω。15.圖甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置．（1）（3分）下列說法中正確的是________．A．在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點O的位置不能變化B．彈簧測力計拉細(xì)線時，拉力方向必須豎直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程D．為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°（2）（3分）彈簧測力計的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為________N.參考答案：（1）AC（2）4.00

解析：：（1）A、在同一組數(shù)據(jù)中，只有當(dāng)橡皮條節(jié)點O的位置不發(fā)生變化時，兩個力的作用效果和一個力的作用效果才相同，才可以驗證平行四邊形定則，故A正確；B、彈簧測力計拉細(xì)線時，方向不一定向下，只有把O點拉到同一位置即可，故B錯誤；C、根據(jù)彈簧測力計的使用原則可知，在測力時不能超過彈簧測力計的量程，故C正確；D、F1、F2方向間夾角為90°并不能減小誤差，故D錯誤．故選AC．

（2）由圖乙彈簧秤的指針指示可知，拉力F的大小為：4.00N．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖是一個貨物運輸裝置示意圖，BC是平臺，AB是長L=12m的傳送帶，BA兩端的高度差h=2.4m．傳送帶在電動機(jī)M的帶動下順時針勻速轉(zhuǎn)動，安全運行的最大速度為vm=6m/s．假設(shè)斷電后，電動機(jī)和傳送帶都立即停止運動．現(xiàn)把一個質(zhì)量為20kg的貨物，輕輕放上傳送帶上的A點，然后被傳送帶運輸?shù)狡脚_BC上，貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4．由于傳送帶較為平坦，可把貨物對傳送帶的總壓力的大小近似等于貨物的重力；由于輪軸的摩擦，電動機(jī)輸出的機(jī)械功率將損失20%，取g=10m/s2．求：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間；（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，電動機(jī)的輸出功率至少多大？（3）如果電動機(jī)接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機(jī)的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運送到BC平臺的過程中，電動機(jī)消耗的電能共有多少？參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；功率、平均功率和瞬時功率．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，然后根據(jù)位移時間關(guān)系公式列式求解時間；（2）已知貨物的質(zhì)量可以得到重力，已知重力和上升高度，利用W=Gh計算克服重力做的功；已知克服重力做的功和轉(zhuǎn)化效率，可以得到電動機(jī)做的功；利用電動機(jī)做的功和做功時間，得到電動機(jī)的輸出功率；（3）電動機(jī)消耗的總電能包括兩部分：克服重力做的功和產(chǎn)生熱量消耗的電能，根據(jù)等量關(guān)系列出方程求解正常工作電流；根據(jù)W=UIt計算消耗的總電能．解答：解：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，設(shè)勻加速上行的加速度為a1，則有：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1把sinθ=，cosθ≈1代入上式得：a1=2m/s2．由于受最大速度vm=6m/s的限制，易知經(jīng)過t1=3s后貨物勻速運動．加速位移：l1==9m，此后貨物還得運動：l2=12m﹣9m=3m假設(shè)此后電動機(jī)不工作，根據(jù)牛頓第二定律，有：μmgcosθ+mgsinθ=ma2解得：a2=6m/s2．貨物能夠上滑的最大距離為：，剛好能夠到達(dá)平臺，假設(shè)正確．該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間為：tmin=t1=3s．（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，由第（1）小題可知貨物應(yīng)該先加速后勻速，在加速過程中，傳送帶受到的摩擦力：f1=μmgcosθ=80N需提供的最大功率：P1=f1vm=80×6W=480W之后勻速運動，受到的摩擦力：f2=mgsinθ=40N電動機(jī)功率：P2=f2vm=40×6W=240W考慮到效率，電動機(jī)的輸出功率不得小于Pm=（3）由上述分析可知，勻加速運動時間t1=3s，此過程電動機(jī)的輸出功率為P1′=600W．由P1′=UI1﹣I12r，解得I1=10A．消耗電能：E1=UI1t1=120×10×3J=3600J．勻速運動過程：t2=此過程電動機(jī)的輸出功率為：P2′==300W．由P2′=UI2﹣I22r解得：I2=（10﹣5）A消耗電能：E2=UI2t2=120×（10﹣5））×0.5J=（600﹣300）J．總消耗電能E=E1+E2=（4200﹣300）J═3776J．答：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間為3s．（2）要把貨物盡快地運送到BC平臺，電動機(jī)的輸出功率至少為600W．（3）如果電動機(jī)接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機(jī)的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運送到