上海泗塘中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析

上海泗塘中學(xué)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.甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運動,t=0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標.在描述兩車運動的v-t圖中(如圖),直線a、b分別描述了甲乙兩車在0～20秒的運動情況.關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系,下列說法正確的是：A.在0～10秒內(nèi)兩車逐漸靠近B.在10～20秒內(nèi)兩車逐漸遠離C.在5～15秒內(nèi)兩車的位移相等D.在t=10秒時兩車在公路上相遇參考答案：C2.靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖2所示(圖中直徑?jīng)]有按比例畫)，則

()A．α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反B．原來放射性元素的原子核電荷數(shù)是90C．反沖核的核電荷數(shù)是88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88參考答案：3.(單選)下列三個力的合力不可能為0的是()．A．F1＝2N，F(xiàn)2＝6N，F(xiàn)3＝10N B．F1＝20N，F(xiàn)2＝15N，F(xiàn)3＝10NC．F1＝10N，F(xiàn)2＝10N，F(xiàn)3＝10N

D．F1＝4N，F(xiàn)2＝7N，F(xiàn)3＝8N參考答案：A4.如圖是某質(zhì)點的運動圖象，由圖象可以得出的正確結(jié)論是A.0-4s內(nèi)的位移大小是3m

B.0-1s內(nèi)加速度是2m/s2C.0-4s內(nèi)平均速度是1.25m/s

D.0-1s內(nèi)的速度方向與2-4s內(nèi)速度方向相反參考答案：BC5.我國探月工程已進入實施階段。已知月球半徑與地球半徑的比值約為6：25，月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度g的1/6，那么在月球上工作的宇航員要想坐飛船脫離月球，飛船所需的最小發(fā)射速度為多少？（星球的第二宇宙速度與第一宇宙速度的關(guān)系是。已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s，不計其它星球的影響。）(

)A．7.9km/s

B．11.2km/s

C．2.2km/s

D．1.6km/s參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗中，設(shè)計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖所示。已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.4g，所使用的打點計時器的交流電頻率=50Hz。其實驗步驟是：

A．按圖中所示安裝好實驗裝置

B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動

C．取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m

D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a

E．重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B~D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：（1）按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量？______（填“是”或“否”）。（2）實驗中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=_______m/s2。（3）某同學(xué)將有關(guān)數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖像（如圖），造成圖線不過坐標原點最主要的一條原因是________，由該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是________，其大小是___________。

參考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力;砝碼盤重力；

0.077.地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R．有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，軌道離地面的高度是地球半徑的3倍．則該衛(wèi)星做圓周運動的向心加速度大小為；周期為．參考答案：考點：萬有引力定律及其應(yīng)用；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．版權(quán)所有專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力由軌道半徑關(guān)系求解即可．解答：解：由題意知衛(wèi)星離地面的高度為3R，則衛(wèi)星的軌道半徑為r=4R，所以在地球表面重力與萬有引力相等有：得GM=gR2衛(wèi)星在軌道上做圓周運動，萬有引力提供圓周運動向心力=所以衛(wèi)星的加速度：衛(wèi)星的周期：T==故答案為：；．點評：抓住地球表面重力與萬有引力相等和衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供圓周運動向心力求解各量即可．8.在勻強電場中建立空間坐標系O﹣xyz，電場線與xOy平面平行，與xOz平面夾角37°，在xOz平面內(nèi)有A、B、C三點，三點連線構(gòu)成等邊三角形，其中一邊與Ox軸重合．已知點電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點所受電場力大小為1.25×10﹣5N；將其從A點移到B點過程中克服電場力做功2.0×10﹣6J，從B點移到C點其電勢能減少4.0×10﹣6J，則A、B、C三點中電勢最高的點是

點，等邊三角形的邊長為

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）參考答案：C；0.4．【考點】電勢差與電場強度的關(guān)系；勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系．【分析】根據(jù)電場力做功正負分析電勢能的變化，結(jié)合推論：負電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，分析電勢的高低．由電場力做功公式求等邊三角形的邊長．【解答】解：將負點電荷從A點移到B點過程中克服電場力做功2.0×10﹣6J，電勢能增大2.0×10﹣6J，從B點移到C點其電勢能減少4.0×10﹣6J，所以C點的電勢能最小，由推論：負電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，則C點的電勢最高．由于點電荷從B移動到C電勢能變化量最大，由等邊三角形的對稱性可知，BC邊應(yīng)與x軸重合，設(shè)等邊三角形的邊長為L．從B點移到C點電場力做功W=4.0×10﹣6J已知點電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點所受電場力大小為F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案為：C；0.4．9.如圖所示，A、B、C三點都在勻強電場中．已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm.把一個q＝10－5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，電場力做功為－1.73×10－3J，則該勻強電場的場強大小是

V/m，并在圖中作出這個電場線。

參考答案：1000V/m,10.如圖所示是兩個相干波源發(fā)出的水波，實線表示波峰，虛線表示波谷．已知兩列波的振幅都為10cm，C點為AB連線的中點．圖中A、B、C、D、E五個點中，振動減弱的點是DE，從圖示時刻起經(jīng)過半個周期后，A點的位移為﹣20cm．（規(guī)定豎直向上為位移的正方向）參考答案：考點：波的疊加．版權(quán)所有分析：兩列波相遇時振動情況相同時振動加強，振動情況相反時振動減弱．兩列頻率相同的相干波，當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時振動加強，當(dāng)波峰與波谷相遇時振動減弱，則振動情況相同時振動加強；振動情況相反時振動減弱．解答：解：振動減弱的點為波峰和波谷相遇，由圖象知振動減弱的點是DE；A點是波峰和波峰相遇，經(jīng)過半個周期后是波谷和波谷相遇，所以位移為﹣20cm．答案為：DE，﹣2011.水平面上質(zhì)量為m的滑塊A以速度v撞質(zhì)量為m的靜止滑塊B，碰撞后A、B的速度方向相同，它們的總動量為___________；如果碰撞后滑塊B獲得的速度為v0，則碰撞后滑塊A的速度為____________。參考答案：mv，v－v0

12.水平面上質(zhì)量為m的滑塊A以速度v撞質(zhì)量為m的靜止滑塊B，碰撞后A、B的速度方向相同，它們的總動量為___________；如果碰撞后滑塊B獲得的速度為v0，則碰撞后滑塊A的速度為____________。參考答案：mv，v－v0 13.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有

．（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟是

．（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（4分）（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有mg-T=ma

對小車，有T=Ma

解得故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦；

（3）總功為：mgL，動能增加量為：故答案為：mgL=三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=45m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．g取10m/s2．求：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小．參考答案：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m解：設(shè)F作用時間為t1，之后滑動時間為t，前段加速度大小為a1，后段加速度大小為a2（1）由牛頓第二定律可得：F﹣μmg=ma1μmg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用時間t1=4t=12x1=a1t12==36m答：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運動的表達式可知，t=0時刻指點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運行的一個周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達地球的時間（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時間的影響）。參考答案：如圖，O和O/分別表示地球和月球的中心。在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO/與地月球面的公切線ACD的交點，D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星圓軌道的交點。根據(jù)對稱性，過A點在另一側(cè)作地月球面的公切線，交衛(wèi)星軌道于E點。衛(wèi)星在BE弧運動時發(fā)出的信號被遮擋。設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0，萬有引力常量為G，根據(jù)萬有引力定律有

G＝mr

（2分）

G＝m0r1

（2分）

式中，T1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動的周期。

得（2分）

設(shè)衛(wèi)星的微波信號被遮擋的時間為t，則由于衛(wèi)星繞月做勻速圓周運動，

令∠CO/A=α，∠CO/B＝β；則

（2分）

由幾何關(guān)系得rcosα＝R－R1

（1分）

r1cosβ＝R1

（1分）

得

t＝（2分）

結(jié)果為的也同樣給分。17.（8分）滑板運動是一種陸地上的“沖浪運動”，滑板運動員可在不同的滑坡上滑行。如圖所示，abcde為同一豎直平面內(nèi)依次平滑連接的滑行軌道，其中bcd段是一半徑R＝2．5m的四分之一圓弧軌道，O點為圓心，其正下方的c點為圓弧的最低點。運動員腳踩滑板從高H＝3m處由靜止出發(fā)，沿軌道滑下。運動員連同滑板可視為質(zhì)點，其總質(zhì)量m=60kg。忽略摩擦阻力和空氣阻力，取g=10m/s2，求:運動員滑經(jīng)c點時滑板對軌道的壓力大小。參考答案：解析：運動員從開始滑下至c點，由機械能守恒定律得

……①（2分）

運動員滑至最低點時，由牛頓運動定律和向心力公式得

……②（2分）

由①②得

代入已知數(shù)據(jù)，求得N＝2040N……③（2分)

根據(jù)牛頓第三定律，滑板對軌道c點的壓力N/＝N＝2040N……④（2分）18.如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點，自然狀態(tài)時其右端位于B點．水平桌面右側(cè)有一豎直放置的軌道MNP，其形狀為半徑R=1.0m的圓環(huán)剪去了左上角120°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點到桌面的豎直距離是h=2.4m．用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點，釋放后彈簧恢復(fù)原長時物塊恰停止在B點．用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點釋放，物塊過B點后做勻變速運動其位移與時間的關(guān)系為s=6t﹣2t2，物塊飛離桌面后恰好由P點沿切線落入圓軌道．（不計空氣阻力，g取10m/s2）：（1）物塊m2過B點時的瞬時速度vB及與桌面間的滑動摩擦因數(shù)μ；（2）若軌道MNP光滑，物快經(jīng)過軌道最低點N時對軌道的壓力FN；（3）若小球剛好能到達軌道最高點M，則釋放后m2運動過程中克服摩擦力做的功W．參考答案：解：解析：（1）m2過B點后遵從s=6t﹣2t2所以知：vB=6m/s，a=﹣4m