上海市第六中學2021年高三物理期末試卷含解析

上海市第六中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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.在勻強磁場中，一帶電粒子沿著垂直磁感應強度的方向運動．現將該磁場的磁感應強度增大為原來的2倍，則該帶電粒子受到的洛倫茲力A．增大為原來的2倍

B．增大為原來的4倍C．減小為原來的一半

D．改變?yōu)榱銋⒖即鸢福篈2.長為L的輕繩懸掛一個質量為m的小球，開始時繩豎直，小球與一個傾角

的靜止三角形物塊剛好接觸，如圖所示?，F在用水平恒力F向左推動三角形物塊，直至輕繩與斜面平行，此時小球的速度速度大小為V，重力加速度為g，不計所有的摩擦。則下列說法中正確的是A.上述過程中，斜面對小球做的功等于小球增加的動能B.上述過程中，推力F做的功為FLC.上述過程中，推力F做的功等于小球增加的機械能D.輕繩與斜面平行時，繩對小球的拉力大小為參考答案：答案：B

解析：可根據排除法做由動能定理可知合外力做功等于動能的變化量，對小球來說除了斜面的的支持力還有重力對小球做功，故A選項錯誤；由功能關系可知，除重力和彈簧彈力以外的力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)機械能的變化量，F做的功應等于斜面和小球這一系統(tǒng)增加的機械能；故C選項錯誤小球做圓周運動，則沿繩方向有，，故,D選項錯。故選C。3.（單選）同步衛(wèi)星離地球球心的距離為r，運行速率為v1，加速度大小為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R。則(

)①a1:a2=r:R ②a1:a2=R2:r2 ③v1：v2=R2:r2 ④A、①③

B、②③

C、①④

D、②④參考答案：C4.關于物體做曲線運動時的超重、失重現象，下列說法中正確的是A．汽車駛過凸形橋最高點時駕駛員處于失重狀態(tài)B．汽車駛過凹形橋最低點時駕駛員處于失重狀態(tài)C．在繞地球做勻速圓周運動的航天器中的宇航員處于超重狀態(tài)D．做平拋運動的物體既不處于超重狀態(tài)，也不處于失重狀態(tài)參考答案：A4.（單選）如圖，質量為m的物體A放置在質量為M的物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡諧振動，振動過程中A、B之間無相對運動，設彈簧的勁度系數為k，當物體離開平衡位置的位移為x時，A、B間摩擦力的大小等于A．0 B．kｘC．（）kｘ D．（）kｘ參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)如圖所示，在傾角為30°的斜面上，一輛動力小車沿斜面下滑，在小車下滑的過程中，小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質量為，則小車運動的加速度大小為

，繩對小球的拉力大小為

。

參考答案：答案：2g；7.一列向右傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖如圖所示，波速大小為0.6m/s，P質點的橫坐標x=0.96m，從圖中狀態(tài)開始計時，波源O點剛開始振動時的振動方向

(填“y軸正方向”或“y軸負方向”)；波的周期為

s，質點P經過

s時間第二次達到波峰．參考答案：y的負方向(1分)、0.4(2分)、1.9(1分)8.放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代．宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會形成很不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個新核，其半衰期為5730年．該衰變的核反應方程式為．C的生成和衰變通常是平衡的，即生物機體中C的含量是不變的．當生物體死亡后，機體內C的含量將會不斷減少．若測得一具古生物遺骸中C含量只有活體中的25%，則這具遺骸距今約有11460年．參考答案：：解：根據電荷數守恒、質量數守恒得，．經過一個半衰期，有半數發(fā)生衰變，測得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的25%，根據=得，n=2，即經過2個半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案為：；

114609.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數。①在氫原子的核外電子由量子數為2的軌道躍遷到量子數為3的軌道的過程中，將______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金屬的逸出功為3.3eV，則該金屬的極限頻率_____________Hz。若一群處于量子數為3的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有________種頻率的光子能使該金屬產生光電效應．參考答案：10.歷史上第一次利用加速器實現的核反應，經過加速后用動能為0.5MeV的質子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反應方程為___________。②質量虧損為_______________kg。參考答案：①

②11.如圖甲所示，一定質量的理想氣體被質量為m的活塞封閉在導熱良好的氣缸內，此時活塞靜止且距離底部的高度為h，不計活塞與氣缸間的摩擦，外界大氣壓強為，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，則甲圖中封閉氣體的壓強P1為________，若在活塞上故置質量為m的鐵塊，活塞緩慢下滑△h后再次靜止，如圖乙所示，則△h為________.參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1).甲圖氣體內部壓強為P1，活塞靜止，，所以(2).圖乙中，活塞下滑后再次靜止，,氣體發(fā)生的是等溫變化，又玻意耳定律：,故12.某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界?，F使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同。此時，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。參考答案：

(1).低于

(2).大于【詳解】由題意可知，容器與活塞絕熱性能良好，容器內氣體與外界不發(fā)生熱交換，故，但活塞移動的過程中，容器內氣體壓強減小，則容器內氣體正在膨脹，體積增大，氣體對外界做功，即，根據熱力學第一定律可知：，故容器內氣體內能減小，溫度降低，低于外界溫度。最終容器內氣體壓強和外界氣體壓強相同，根據理想氣體狀態(tài)方程：又，m為容器內氣體質量聯立得：取容器外界質量也為m的一部分氣體，由于容器內溫度T低于外界溫度，故容器內氣體密度大于外界。故本題答案為：低于；大于。13.某同學設計了如圖1所示的實驗電路測量電壓表的內阻和電阻絲的電阻，實驗室提供的器材有：兩節(jié)干電池、電阻箱R0、粗細均勻的電阻絲、與電阻絲接觸良好的滑動觸頭P、開關、靈敏電流計（靈敏電流計的零刻度在表盤正中央）、待測電壓表、導線。他進行了下列實驗操作：（1）按原理圖1將如圖2所示的實物圖連接成完整電路，請你幫他完成實物連線_______；（2）先將電阻箱的阻值調至最大，將滑動觸頭P移至電阻絲的正中間位置；（3）閉合開關K，將電阻箱的阻值逐漸減小，當電阻箱的阻值為R0時，靈敏電流計示數為0，可知電壓表內阻RV＝_________；（4）將電阻箱的阻值調至0，將cd導線斷開，然后將滑動觸頭P移至最左端。此時電壓表的示數為U，靈敏電流計的示數為I，則電阻絲的電阻為_____________，測得的電阻值______________（填“偏大”“偏小”或“準確”）。參考答案：

(1).電路連線如圖:

(2).R0

(3).

(4).偏大【詳解】（1）電路連線如圖：（3）靈敏電流計的示數為0時，說明電壓表和電阻箱分壓之比與電阻絲右邊和左邊電阻分壓相等，故；（4）將電阻箱的阻值調至0，將cd導線斷開，將滑動觸頭P移至最左端后，電阻絲的全部電阻與靈敏電流計串聯，電壓表測量的是靈敏電流計和電阻絲的總電壓，電阻絲電阻的測量值，因為采用了內接法，，故電阻的測量值偏大。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。（2）說明BC過程壓強變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體

放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。參考答案：解析：（1）設氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，，代入數據得。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導致氣體壓強減小。(3)大于；因為TA=TB，故AB增加的內能與BC減小的內能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知大于?？键c：壓強的微觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律15.（7分）如圖所示，一束光從空氣射入玻璃中，MN為空氣與玻璃的分界面．試判斷玻璃在圖中哪個區(qū)域內（Ⅰ或Ⅱ）？簡要說明理由．并在入射光線和反射光線上標出箭頭。參考答案：當光由空氣射入玻璃中時，根據折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即當光由空氣射入玻璃中時，入射角應該大于折射角．如圖，在圖中作出法線，比較角度i和γ的大小，即可得出玻璃介質應在區(qū)域?內．箭頭如圖所示．（7分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（15分）如圖所示，光滑的平行水平金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間cdfe矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向上、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B。一質量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導體棒ab垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0?，F用一個水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開始運動，棒ab離開磁場前已做勻速直線運動，棒ab與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，F隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖，F0已知。求：

（1）棒ab離開磁場右邊界時的速度。

（2）棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路產生的焦耳熱。

（3）試證明：棒ab通過磁場區(qū)域的過程中，通過電阻R的電量與拉力F的大小無關。參考答案：

解析：（1）設離開右邊界時棒ab速度為，則有

1分

1分

對棒有：

1分

解得：

1分

（2）在ab棒運動的整個過程中，根據動能定理：

2分

2分

由功能關系：

解得：

2分

（3），

2分

，

1分

1分

通過電阻R的電量與拉力F的大小無關

1分17.如圖所示，兩塊足夠大的平行金屬板a、b豎直放置，板間有場強為E的勻強電場，兩板距離為d，今有一帶正電微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入板間，當它飛到b板時，速度大小不變，而方向變?yōu)樗椒较?，且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進入bc區(qū)域，bc區(qū)域的寬度也為d，所加電場大小為E，方向豎直向上，磁感應強度，方向垂直紙面向里。求：（1）微粒的帶電量q；（2）微粒穿出bc區(qū)域的位置到a板下邊緣的豎直距離L（用d表示）；（3）微粒在ab、bc區(qū)域中運動的總時間t（用d、v0表示）。參考答案：（1）

（2）

（3）解析：（1）微粒在電場中受水平向右的電場力和豎直向下的重力，其運動分解為水平和豎直的勻變速運動，水平方向加速度a=，（2分）又

，（2分）得

（1分）（由a=，，得，同樣給5分）（2）微粒進入bc區(qū)域中由于電場力與重力平衡，微粒在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，（1分）又，d=（2分）得圓周半徑r=2d，（2分）微粒剛進入bc時洛倫茲力方向向上，逆時針偏轉，軌跡如圖所示。設圓心角為θ，由幾何關系得sinθ=，

（1分）即θ=30°

（1分）微粒穿出bc區(qū)域的位置到a板下邊緣的豎直距離L=d+r（1-cos30°）=（3）d

（2分）（3）微粒在電場中的運動時間為，

（2分）磁場中運動時間，

（2分）在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為=

（1分）18.如圖甲所示，可視為質點的物塊A、B放在傾角為37°、長L=2m的固定斜面上，斜面處在某一電場中，電場強度方向沿斜面向上，場強大小與到斜面底端O的距離關系如圖乙所示，物塊與斜面間的動摩擦因數μ=0.5．A與B緊靠在一起，物塊的質量分別為mA=0.8kg、mB=0.4kg．其中A不帶電，B的帶電量為qB=+4×10﹣5C，且保持不變．開始時兩個物塊均能保持靜止，且與斜面間均無摩擦力作用．現給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上作加速度大小為a=2m/s2的勻加速直線運動．經過時間t0物體A、B分離并且力F變?yōu)楹懔?，求：?）未施加力F時物塊B與原點O的距離；（2）t0時間內A上滑的距離；（3）t0時間內電場力做的功．參考答案：考點：