上海長寧中學2022年高三物理上學期期末試題含解析

上海長寧中學2022年高三物理上學期期末試題含解析一、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.如圖所示是甲和乙兩物體同時同地沿同一方向做直線運動的v-t圖象，則由圖象可知A.40s末乙在甲之前B.20s末乙物體運動方向發(fā)生改變C.60s內(nèi)甲乙兩物體相遇兩次D.60s末乙物體回到出發(fā)點參考答案：AC2.下列說法中正確的是__________。A.對于同一障礙物，波長越長的光衍射現(xiàn)象越明顯B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象C.紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變D.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉E.無論光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀測到的光速都是不變的參考答案：ADE【詳解】A.對于同一障礙物，波長越大的光波越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，容易繞過去，A正確B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種折射現(xiàn)象，B錯誤C.紅光由空氣進入水中，頻率不變，速度變小，波長變短，但顏色不變，故C錯誤D.透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度，是利用兩者之間的空氣薄層的反射面，獲取頻率相同的光，進行了光的干涉，故D正確E.根據(jù)相對論原理可知，不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的。故E正確3.如圖所示，橫截面為直角三角形斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈與豎直墻壁之間放置一光滑球B，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．在球B上施一通過球心的力F，系統(tǒng)仍保持靜止，下列說法正確的是（

）A．B對豎直墻壁的壓力增大B．B所受合外力增大C．地面對A的摩擦力減小D．A對地面的摩擦力將小于B對墻壁的壓力參考答案：A4.運動質點的的圖象如圖所示，圖線為頂點在坐標原點,開口向右的拋物線的上半支，則下列判斷正確的是A.質點做初速度為零的勻加速直線運動B.質點的加速度大小為5m/s2C.質點在3s末的速度大小為30m/sD.坐標(10,10)處的斜率為0.5參考答案：ABD解：A項：若質點做初速度為零的勻加速直線運動，則有v2=2ax，即，則圖象為頂點在坐標原點、開口向右的一條拋物線，故A正確；B項：把x=10m，v=10m/s帶入v2=2ax，得出a=5m/s2，故B正確；C項：3s末的速度為v=at=15m/s，故C錯誤；D項：由數(shù)學知識可知，v2=2ax兩邊同時對x求導，得：，則，所以坐標(10,10)處的斜率為，故D正確。故應選ABD。【點睛】本題主要考查了勻變速直線運動基本公式的直接應用，要求同學們能根據(jù)圖象得出有效信息，防止把v-x圖象當成v-t圖象處理。5.（單選）質量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速度率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是

A．M帶負電，N帶正電B.M的速度率小于N的速率C.洛倫磁力對M、N做正功D.M的運行時間大于N的運行時間參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的兩點A、B，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點．若沿直線AB移動該電荷，電場力做功W=

，AB兩點間的電勢差UAB=

．參考答案：qELcosθ；

ELcosθ【考點】電勢差與電場強度的關系；電勢差．【分析】勻強電場中AB連線與電場方向成θ角，當將電量為+q的點電荷從A移到B，則電場力做功應當是AB之間的有效場強做功，因此要先求出有效長度，再代入公式進行計算；也可以代入電場力做功的公式：W=qUAB計算電勢差．【解答】解：由于AB連線與電場方向成θ角，做AC垂直于場強的方向，則BC為沿場強方向的有效長度．則BC=ABcosθ=L?cosθ，電場力做功：W=F?BC=qEd?cosθ．電場力做功僅僅與兩點間的電勢差有關，與路徑無關，故W=qUAB，所以UAB=ELcosθ．故答案為：qELcosθ；

ELcosθ7.如圖所示，物體靜止在光滑的水平面上，受一水平恒力F作用，要使物體在水平面上沿OA方向運動(OA與OF夾角為θ)，就必須同時再對物體施加一個恒力F，這個恒力的最小值等于

。參考答案：

答案：Fsinθ

8.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導線甲和乙，通有大小均為I且方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，其連線與導線垂直，a、b到兩導線中點O的連線長度和甲乙間距離均相等．已知直線電流I產(chǎn)生的磁場中磁感應強度的分布規(guī)律是（K為比例系數(shù)，為某點到直導線的距離），現(xiàn)測得O點磁感應強度的大小為，則a點的磁感應強度大小為，乙導線單位長度受到的安培力的大小為N．參考答案：;

9.一小球在桌面上做勻加速直線運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下小球運動過程中在每次曝光時的位置，并將小球的位置編號，得到的照片如圖所示．由于底片保管不當，其中位置4處被污損．若已知攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為1s，則利用該照片可求出：小球運動的加速度約為________m/s2.位置4對應的速度為________m/s，能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________(不要求計算，但要說明過程)．參考答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x５－x4)－(x4－x３)＝aT2可以求出位置4的具體位置(其他方法合理均可)

對于勻變速規(guī)律的考察是很靈活的，學生要善于在新情境中抽象出物理模型．本題易錯點在于位移的計算，難點在于勻變速直線運動的瞬時速度的求解方法的選擇，利用一段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的推論是最簡單的．10.如圖甲所示是一平面上晶體物質微粒的排列情況，圖中三條等長線AB、AC、AD上物質微粒的數(shù)目不同，由此得出晶體具有

▲

的性質。如圖乙所示，液體表面層分子比較稀疏，分子間距離大于分子平衡距離r0，因此表面層分子間作用表現(xiàn)為

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。參考答案：各向異性

引力11.在“觀察水波的干涉”實驗中得到如圖所示的干涉圖樣．O1、O2為波源，實線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且O1P=O2P．（1）P點是振動加強點（選填“加強”或“減弱”）．（2）（單選題）若有一小紙片被輕放在P點浮于水面上，則此后紙片運動情況是D（A）一定沿箭頭A方向運動

（B）一定沿箭頭B方向運動（C）一定沿箭頭C方向運動

（D）在P點處隨水面上下運動．參考答案：解：（1）據(jù)圖可知，兩列波的波長相同，所以兩列波的頻率相同，由于且O1P=O2P，所以路程差為半個波長的整數(shù)倍，所以該點P為振動加強點．（2）據(jù)波傳播的特點，各質點并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運動，所以小紙片在P點隨水面上下運動，故ABC錯誤，D正確．故答案為：（1）加強；（2）D．12.一定質量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p－V的圖描述，圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量。(1)氣體狀態(tài)從A到B是______過程(填“等容”、“等壓”或“等溫”)；(2)狀態(tài)從B到C的變化過程中，氣體的溫度______(填“升高”、“不變”或“降低”)；(3)狀態(tài)從C到D的變化過程中，氣體______(填“吸熱”或“放熱”)；(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過程中，氣體對外界所做的總功為________。參考答案：(1)等壓

(2)降低

(3)放熱

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)13.⑵如圖，一定質量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340J的熱量，并對外做功120J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體

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（填“吸收”或“放出”）

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J熱量。參考答案：吸收

260J三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(3-5模塊)(5分)有兩個質量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.2004年1月25日，繼“勇氣”號之后，“機遇”號火星探測器再次成功登陸火星．人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器．它能夠在自動導航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝著兩個相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測器的自動導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進而不再避開障礙物．此時地球上的科學家只能對探測器進行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號發(fā)射和接收設備工作速度極快．科學家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問：(1)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，你認為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請計算說明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動另一個備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測器不與障礙物相碰．

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛，當B車在A車前84m處時，B車速度為4m/s，且正以2m/s2的加速度做勻加速運動；經(jīng)過一段時間后，B車加速度突然變?yōu)榱悖瓵車一直以20m/s的速度做勻速運動，經(jīng)過12s后兩車相遇，問B車加速行駛的時間為多少？參考答案：設A車的速度為vA，B車加速行駛的時間為t，兩車在t0時相遇，則有xA＝vAt0①

1分xB＝vBt＋at2＋(vB＋at)(t0－t)②

2分式中，t0＝12s，xA、xB分別為A、B兩車相遇前行駛的路程，依題意有xA＝xB＋x③

1分式中x＝84m，由①②③式得t2－2t0t＋＝0

2分代入題給數(shù)據(jù)vA＝20m/s，vB＝4m/s，a＝2m/s2，有t2－24t＋108＝0解得t1＝6s，t2＝18s（舍去）．2分

因此，B車加速行駛的時間為6s.17.如圖所示，M、N為水平放置、互相平行且厚度不計的兩金屬板，間距，已知N板電勢高，兩板間電壓×V?，F(xiàn)有一質量×，電荷量×的帶負電油滴，由N板下方距N為的O處豎直上拋，經(jīng)N板中間的P孔進入電場，到達上板Q點時速度恰為零。求油滴上拋的初速度。（?。﹨⒖即鸢福?8.如圖所示，傾角θ=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上，在斜面頂端固定一個輪半徑和質量不計的光滑定滑輪D，質量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m的輕彈簧連接，物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋?。靡徊豢缮扉L的輕繩使物體A跨過定滑輪與質量為M的小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿，當整個系統(tǒng)靜止時，環(huán)C位于Q處，繩與細桿的夾角α=53°，且物體B對擋板P的壓力恰好為零．圖中SD水平且長度為d=0.2m，位置R與位置Q關于位置S對稱，輕彈簧和定滑輪右側的繩均與斜面平行．現(xiàn)讓環(huán)C從位置R由靜止釋放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：（1）小環(huán)C的質量M；（2）小環(huán)C通過位置S時的動能Ek及環(huán)從位置R運動到位置S的過程中輕繩對環(huán)做的功WT；（3）小環(huán)C運動到位置Q的速率v．參考答案：解：（1）先以AB組成的整體為研究對象，AB系統(tǒng)受到重力．支持力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài)，則繩子的拉力為：T=2mgsinθ=2×10×sin37°=12N以C為研究對象，則C受到重力、繩子的拉力和桿的彈力處于平衡狀態(tài)，如圖，則：T?cos53°=Mg代入數(shù)據(jù)得：M=0.72kg（2）由題意，開始時B恰好對擋板沒有壓力，所以B受到重力、支持力和彈簧的拉力，彈簧處于伸長狀態(tài)；產(chǎn)生B沿斜面方向的受力：F1=mgsinθ=1×10×sin37°=6N彈簧的伸長量：△x1=mgsinθ/K=0.025m當小環(huán)C通過位置S時A下降的距離為xA==0.05m此時彈簧的壓縮量△x2=xA﹣△x1=0.025m由速度分解可知此時A的速度為零，所以小環(huán)C從R運動到S的過程中，初末態(tài)的彈性勢能相等，對于小環(huán)C、彈簧和A組成的系統(tǒng)機械能守恒有：Mgdcotα+mgxAsinθ=Ek解得：Ek=1.38J環(huán)從位置R運動到位置S的過程中，由動能定理可知：WT+Mgdcotα=Ek解得：WT=0.3J（3）環(huán)從位置R運動到位置Q的過程中，對于小環(huán)C、彈簧和A組成的系統(tǒng)機械能守恒Mg．（2dcotα）=對環(huán)在Q點的速度進行分解如下圖，則：vA=vcosα兩式聯(lián)立可得：v=2m/s答：（1）小環(huán)C的質量是0.72kg；