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上海民辦蘭生復旦中學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.關(guān)于機械能,下列說法正確的是①做變速運動的物體,只要有摩擦力存在,其機械能一定減少②如果物體所受的合外力不為零,則物體的機械能一定發(fā)生變化③將物體斜向上拋出后,不計空氣阻力時機械能守恒的,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動的物體,它的機械能不一定變化A.①②
B.③④
C.①④
D.②③④參考答案:B2.宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運行,變軌后的半徑為R2,R1>R2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動,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;角速度變大B錯,周期變小C錯;向心加速度在增大D正確。3.如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸傳播,實線為t1=0時刻的波形圖,虛線為t2=0.25s時刻的波形圖,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處點電荷為圓心的三個同心圓的一部分,且這三個同心圓之間的間距相等。一電子射入電場后的運動軌跡如圖中實線所示,其中l(wèi)、2、3、4表示運動軌跡與這三個同心圓的一些交點。由此可以判定 A.O處的點電荷一定帶正電
B.a(chǎn)、b、c三個等勢面的電勢關(guān)系是φa>φb>φc
C.電子從位置1到2的過程中電場力做功為W12;從位置3到4的過程中電場力做功為W34,則W12=2W34
D.電子在1、2、3、4四個位置處具有的電勢能與動能的總和一定相等參考答案:D5.(09年長沙一中、雅禮中學聯(lián)考)水平彈簧振子做簡諧運動,如圖所示.若以水平向右為坐標的正方向,振子向左經(jīng)過平衡位置O點時開始計時,則振子的加速度在一個周期內(nèi)隨時間變化的圖象,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16分6.2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·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原理。如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?,F(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計中有示數(shù),若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動,電流計的讀數(shù)逐漸減小,當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零,讀出此時電壓表的示數(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________,若增大入射光的強度,電流計的讀數(shù)________(填“為零”或“不為零”)。參考答案:4.5eV
為零7.參考答案:8.(4分)學習物理除了知識的學習外,還要領(lǐng)悟并掌握處理物理問題的思想方法,如圖所示是我們學習過的四個實驗。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,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,當甲朝左,乙朝右,同時以相對河岸3m/s的速率躍入水中時,小船運動方向為
(填“向左”或“向右”);運動速率為
m/s。參考答案:向左;0.610.如圖所示,是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,若波的傳播速度v=8m/s,則x=4m處的質(zhì)點P的振動方程y=______cm,x=1m處的質(zhì)點O在5s內(nèi)通過的路程為______cm.參考答案:11.某波源S發(fā)出一列簡諧橫波,波源S的振動圖象如圖所示。在波的傳播方向有A、B兩點,它們到S的距離分別為45m和55m。測得A、B兩點開始振動的時間間隔1.0s。由此可知①波長
m;②當B點離開平衡位置的位移為+6cm時,A點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)代物理學領(lǐng)域作出了很多重要貢獻,試舉出其中兩項:
;
.參考答案:相對論;光的量子性13.利用α粒子散射實驗最早提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學家是
;他還利用α粒子轟擊(氮核)生成和另一種粒子,寫出該核反應方程
.參考答案:盧瑟福,三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.
(12分)(1)用簡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的光路圖,并標明臨界角。(3)當透明介質(zhì)處在真空中時,根據(jù)臨界角的定義導出透明介質(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間之差為1.00s。橋的長度為_______m,若該波在空氣中的波長為λ,則它在鋼鐵中波長為λ的_______倍。參考答案:
(1).365
(2).試題分析:可以假設橋的長度,分別算出運動時間,結(jié)合題中的1s求橋長,在不同介質(zhì)中傳播時波的頻率不會變化。點睛: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,當傳播是的頻率不會發(fā)生變化。四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖21所示,兩根金屬平行導軌MN和PQ放在水平面上,左端向上彎曲且光滑,導軌間距為L,電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場,相距一段距離不重疊,磁場Ⅰ左邊界在水平段導軌的最左端,磁感強度大小為B,方向豎直向上;磁場Ⅱ的磁感應強度大小為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垂直導軌放置在其上,金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處?,F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放,使其沿導軌運動。設兩金屬棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好。(1)若水平段導軌粗糙,兩金屬棒與水平段導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剛進入磁場Ⅰ時,通過金屬棒b的電流大??;?若金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中,金屬棒b能在導軌上保持靜止,通過計算分析金屬棒a釋放時的高度h應滿足的條件;(2)若水平段導軌是光滑的,將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放,使其進入磁場Ⅰ。設兩磁場區(qū)域足夠大,求金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中,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軌上運動的過程中,機械能守恒,設其剛進入磁場Ⅰ時速度為v0,產(chǎn)生的感應電動勢為E,電路中的電流為I。由機械能守恒,解得v0=感應電動勢E=BLv0,對回路解得:I=
(3分)②對金屬棒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Ⅰ中減速運動,感應電動勢逐漸減小,金屬棒b在磁場Ⅱ中加速運動,感應電動勢逐漸增加,當兩者相等時,回路中感應電流為0,此后金屬棒a、b都做勻速運動。設金屬棒a、b最終的速度大小分別為v1、v2,整個過程中安培力對金屬棒a、b的沖量大小分別為Ia、Ib。由BLv1=2BLv2,解得v1=2v2設向右為正方向:對金屬棒a,由動量定理有-Ia=mv1-mv0
對金屬棒b,由動量定理有-Ib=-mv2-0
由于金屬棒a、b在運動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:計算題中用其他方法計算正確同樣得分。17.光電計時器的實驗簡易示意圖如下,當有不透光物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間,光滑水平導軌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擋光。傳送帶水平部分長度L=8m,沿逆時針方向以恒定速度v=2m/s勻速傳動。物塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,質(zhì)量mA=mB=1kg。開始時在A、B間壓縮一輕彈簧P,鎖定其處于靜止狀態(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,計時器顯示讀數(shù)均為t=9.0×10-4s。取g=10m/s2,試求:(1)彈簧彈開前儲存的彈性勢能EP;(2)物塊B沿傳送帶向右滑動的最遠距離sm;(3)物塊B在傳送帶上滑動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
故彈簧儲存的彈性勢能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沿傳送帶向右滑動的最遠距離sm==4m
(3)物塊在傳送帶上運動的總時間為t′==4s
物塊B相對傳送帶滑動的路程為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軸正方向的勻強電場,POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,OP與x軸成θ角.不計重力的負電荷,質(zhì)量為m、電量為q,從y軸上某點以初速度v0垂直電場方向進入,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進入磁場,又垂直x軸離開磁場.求:(1)電荷進入磁場時的速度大?。?)電場力對電荷做的功(3)電場強度E與磁感應強度B的比值參考答案:答案:;;:解:(1)設帶電粒子到達OP進入磁場前的瞬時速度為v,有:-----------------------------------------------------------2分(2)由動能定理,電場力做的功為: ------------------------------------2分(3)設帶電粒子在磁場中運動的半徑為R,由牛頓運動定律: -----------------------------------------------------------2分依題意:
-------------------------------------------------2分有幾何關(guān)系:------
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