上海市市北中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

上海市市北中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.下列哪些現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象（

）A．雨后天空美麗的彩虹

B．陽(yáng)光下肥皂膜的彩色條紋C．光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D．對(duì)著日光燈從兩鉛筆縫中看到的彩色條紋參考答案：D雨后天空美麗的彩虹和太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生彩色條紋，是由于光發(fā)生了色散現(xiàn)象即屬于光的折射現(xiàn)象，故A、C錯(cuò)誤．陽(yáng)光下肥皂膜上的彩色條紋，是屬于薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤．對(duì)著日光燈從兩支緊靠的鉛筆間窄縫看到的彩色條紋，是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象，故屬于光的衍射現(xiàn)象，而之所以看到彩色條紋，是由于不同的色光波長(zhǎng)不同發(fā)生疊加造成的，故D正確。2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙傳送帶上，物體距傳送帶左端距離為L(zhǎng)，穩(wěn)定時(shí)繩與水平方向的夾角為θ，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(v1<v2)，穩(wěn)定時(shí)細(xì)繩的拉力分別為Fl、F2；若剪斷細(xì)繩后，物體到達(dá)左端的時(shí)間分別為tl、t2，下列關(guān)于穩(wěn)定時(shí)細(xì)繩的拉力和到達(dá)左端的時(shí)間的大小一定正確的是

A．Fl<F2

B．F1=F2

C．tl>t2

D．tl<t2參考答案：B對(duì)木塊受力分析，受重力G、支持力N、拉力T、滑動(dòng)摩擦力f，如圖

由于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)速度無(wú)關(guān)，兩種情況下的受力情況完全相同，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，必然有F1=F2故A錯(cuò)誤、B正確．繩子斷開(kāi)后，木塊受重力、支持力和向左的滑動(dòng)摩擦力，重力和支持力平衡，合力等于摩擦力，水平向左，加速時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有

μmg=ma解得a=μg

故木塊可能一直向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；也可能先向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，等到速度與皮帶速度相同，然后一起勻速運(yùn)動(dòng)；由于v1＜v2，故

①若兩種情況下木塊都是一直向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則tl等于t2

②若傳送帶速度為v1時(shí)，木塊先向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，等到速度與皮帶速度相同，然后一起勻速運(yùn)動(dòng)；傳送帶速度為v2時(shí)，木塊一直向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則t1＞t2

③兩種情況下木塊都是先向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，等到速度與皮帶速度相同，然后一起勻速運(yùn)動(dòng)，則t1＞t2，C、D錯(cuò)誤。3.機(jī)車從靜止開(kāi)始沿平直軌道做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受的阻力始終不變，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是：A、機(jī)車輸出功率逐漸增大

B、機(jī)車輸出功率不變

C、在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車動(dòng)能變化相等

D、在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車動(dòng)量變化的大小相等參考答案：答案：AD解析：由題意知，機(jī)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且阻力不變，所以牽引力也不變。根據(jù)P=FV，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理，在任意相等時(shí)間內(nèi)，由于位移不等，所以合外力做功不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量定理，在任意相等時(shí)間內(nèi)，合外力與時(shí)間都相等，所以選項(xiàng)D正確。4.一條不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)質(zhì)量可忽賂不計(jì)的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量M＝15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m＝10kg的猴子，從繩的另一端沿繩向上爬，不計(jì)滑輪摩擦．在重物不離開(kāi)地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度為：(

)A

25m/s2

B

5m/s2

C

10m/s2

D

15m/s2參考答案：B5.如圖所示，小車在光滑的水平面上向左運(yùn)動(dòng)，木塊以水平向右的速度滑上小車并在小車的水平車板上運(yùn)動(dòng)，且最終未滑出小車。下列說(shuō)法中正確的是()A．若小車的動(dòng)量大于木塊的動(dòng)量，則木塊先減速再加速后勻速B．若小車的動(dòng)量大于木塊的動(dòng)量，則小車先減速再加速后勻速C．若小車的動(dòng)量小于木塊的動(dòng)量，則木塊先減速后勻速D．若小車的動(dòng)量小于木塊的動(dòng)量，則小車先減速后勻速參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如右圖所示，a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝8V，φb＝－4V，φc＝2V，已知ab＝10cm，ac＝5cm，ac和ab的夾角為60°，試確定場(chǎng)強(qiáng)的方向___________大小____________參考答案：方向斜向右上與ac成30°

80V/m7.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)電阻r＝4Ω，定值電阻R1＝6Ω，R2=10Ω,R3是滑動(dòng)變阻器且最大阻值為30Ω,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭上下移動(dòng)過(guò)程中。電壓表的最大讀數(shù)為_(kāi)______V，電源的最大輸出功率為

W。參考答案：8.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一半徑為0.2m的圓形閉合線圈，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．已知線圈共50匝，其阻值為2Ω．勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0.2T，在1～5s內(nèi)從0.2T均勻變化到﹣0.2T．則0.5s時(shí)該線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E=1.256V；在1～5s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q=1.256C．參考答案：解：（1）在0～1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率=T/s=0.2T/s，由于磁通量均勻變化，在0～1s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E1=N=N?πr2=50×0.2×3.14×0.22=1.256V根據(jù)楞次定律判斷得知，線圈中感應(yīng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?）在1～5s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率大小為′=T/s=0.1T/s，由于磁通量均勻變化，在1～5s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：1～5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E2=N=N′?πr2=50×0.1×3.14×0.22=0.628V通過(guò)線圈的電荷量為q=I2t2==C=1.256C；故答案為：1.256

1.2569.在接近收費(fèi)口的道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直的減速帶，減速帶間距為10m，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)減速帶時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。若某汽車的固有頻率為1.25Hz，則當(dāng)該車以

m/s的速度行駛在此減速區(qū)時(shí)顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為

。參考答案：答案：12.5，共振解析：汽車每經(jīng)過(guò)一個(gè)減速帶時(shí)，減速帶都給汽車一個(gè)向上的力，這個(gè)力使汽車上下顛簸，當(dāng)這個(gè)力的頻率等于汽車的固有頻率時(shí)，汽車發(fā)生共振，振動(dòng)最厲害。所以有，。10.T14列車時(shí)刻表?？空镜竭_(dá)時(shí)間開(kāi)車時(shí)間里程（千米）上海－18︰000蚌埠22︰2622︰34484濟(jì)南03︰1303︰21966北京08︰00－1463（2分）第四次提速后，出現(xiàn)了“星級(jí)列車”。從其中的T14次列車時(shí)刻表可知，列車在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行過(guò)程中的平均速率為

千米/小時(shí)。參考答案：答案：103.6611.4．在圖示的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，所有電源的電動(dòng)勢(shì)均為E0，所有電阻器的電阻值均為R0，所有電容器的電容均為C0，則圖示電容器A極板上的電荷量為

。參考答案：．（5分）12.如圖所示，內(nèi)徑均勻的U形管豎直放置，內(nèi)部裝有水銀，溫度為27°C時(shí)在封閉端內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)為12cm，開(kāi)口端水銀面比封閉端水銀面高2cm，已知大氣壓強(qiáng)為p0＝75cmHg，則當(dāng)溫度變?yōu)開(kāi)__________°C時(shí)，兩側(cè)水銀面高度相等，若不改變溫度而在開(kāi)口管內(nèi)加入25cm長(zhǎng)的水銀柱，則管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為_(kāi)__________cm。參考答案：-5.14；9.52

13.（選修3—3）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一段變化過(guò)程，可用圖上的直線AB表示，則A到B氣體內(nèi)能變化為_(kāi)_____（選填“正值”、“負(fù)值”、“零”），氣體_____（選填“吸收”或“放出”）熱量。參考答案：

答案：零、吸收。三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）小明在有關(guān)媒體上看到了由于出氣孔堵塞，致使高壓鍋爆炸的報(bào)道后，給廠家提出了一個(gè)增加易熔片（熔點(diǎn)較低的合金材料）的改進(jìn)建議?，F(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的出氣孔（如圖所示），試說(shuō)明小明建議的物理道理。參考答案：高壓鍋一旦安全閥失效，鍋內(nèi)氣壓過(guò)大，鍋內(nèi)溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點(diǎn)時(shí)，再繼續(xù)加熱易熔片就會(huì)熔化，鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出，使鍋內(nèi)氣壓減小，從而防止爆炸事故發(fā)生。15.（16分）如圖所示，物塊A和B通過(guò)一根輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩連接，跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg。初始時(shí)A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h(yuǎn)=1.8m（未觸及滑輪）然后由靜止釋放。一段時(shí)間后細(xì)繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng)，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10m/s2。（1）B從釋放到細(xì)繩繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；（2）A的最大速度v的大小；（3）初始時(shí)B離地面的高度H。參考答案：（1）；（2）；（3）。試題分析：（1）B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有：解得：（2）設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力，A、B相互作用，總動(dòng)量守恒：繩子繃直瞬間，A、B系統(tǒng)獲得的速度：之后A做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩繃直瞬間的速度v即為最大速度，A的最大速度為2m/s。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，一高h(yuǎn)=0.8m的光滑曲形槽底端B與水平傳帶平滑相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0=6m/s，長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.9m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，DEF為固定于豎直平面內(nèi)的一段內(nèi)壁光滑的中空方形細(xì)管，EF段被彎成以O(shè)為圓心、半徑R=1.0m的一小段圓弧，管的D端彎成與水平傳帶C端平滑相接，O點(diǎn)位于地面，OF連線豎直。一質(zhì)量為M=0.2kg的物塊a從曲面槽頂端A點(diǎn)無(wú)初速釋放，經(jīng)B點(diǎn)滑到傳送帶上，過(guò)后滑塊被傳送帶送入管DEF，管內(nèi)頂端F點(diǎn)放置一質(zhì)量為m=0.2kg的物塊b，。已知a、b兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，a、b橫截面略小于管中空部分的橫截面，重力加速度g取l0m/s2。求：

（1）滑塊a到達(dá)底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；

（2）滑塊a剛到達(dá)管頂F點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的壓力；（3）滑塊a滑到F點(diǎn)時(shí)與b發(fā)生正碰，之后兩者粘在一起，飛出后落地。求滑塊a、b的首次落地點(diǎn)到0點(diǎn)的水平距離x（不計(jì)空氣阻力）。參考答案：1)設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度為vB，由機(jī)械能守恒定律，有

（2分）

=4m/s

（2分）(2)滑塊在傳送帶上做勻加速運(yùn)動(dòng)，受到傳送帶對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律Mg=Ma

，a=5m/s2

（2分）滑塊對(duì)地位移為L(zhǎng)，末速度為vC，設(shè)滑塊在傳送帶上一直加速由速度位移關(guān)系式

得vC=5m/s＜6m/s，可知滑塊與傳送帶未達(dá)到共速，假設(shè)成立。（2分）滑塊從C至F，由機(jī)械能守恒定律，有

得

（2分）在F處由牛頓第二定律

得FN=－1.0N

，即管下壁對(duì)a滑塊有向上的支持力。（2分）由牛頓第三定律得管下壁受壓力大小為1.0N,壓力方向豎直向下（1分）（3）由題意知碰后物塊a、b共速，設(shè)速度為,碰撞過(guò)程由動(dòng)量守恒得

得

（2分）

離開(kāi)F點(diǎn)后物塊a、b一起做平拋運(yùn)動(dòng)

（2分）

（2分）

（1分）17.（8分）飛天同學(xué)是一位航天科技愛(ài)好者，當(dāng)他從新聞中得知，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司將在2010年底為青少年發(fā)射第一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——“希望一號(hào)”衛(wèi)星（代號(hào)XW-1）時(shí)，他立刻從網(wǎng)上搜索有關(guān)“希望一號(hào)”衛(wèi)星的信息，其中一份資料中給出該衛(wèi)星運(yùn)行周期10.9min。他根據(jù)所學(xué)知識(shí)計(jì)算出繞地衛(wèi)星的周期不可能小于83min，從而斷定此數(shù)據(jù)有誤。已知地球的半徑R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明為什么發(fā)射一顆周期小于83min的繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星是不可能的。參考答案：解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，航天器質(zhì)量為m，航天器繞地球運(yùn)行的軌道半徑為r、周期為T，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律有

解得

由上式可知，軌道半徑越小，周期越小。因此，衛(wèi)星貼地飛行（r=R）的周期最小，設(shè)為Tmin，則

質(zhì)量為m的物體在地球表面上所受重力近似等于萬(wàn)有引力，即因此有

聯(lián)立解得：

因繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星最小周期為83.7min，所以發(fā)射一顆周期為83min的繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星是不可能的。18.如圖甲所示，一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成，AD與DCE相切于D點(diǎn)，C為圓軌道的最低點(diǎn)，將一小物塊置于軌道ADC上離地面高為H處由靜止釋放，用力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力N，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的N的大小，N隨H的變化關(guān)系如圖乙折線PQI所示(PQ與QI兩直線相連接于Q點(diǎn))，QI反向延長(zhǎng)交縱軸于F點(diǎn)(0,5.8N)，重力加速度g取10m/s2，求：(1)求出小物塊的質(zhì)量m；圓軌道的半徑R、軌道DC所對(duì)應(yīng)的圓心角θ；(2)小物塊與斜面AD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

(3)若要使小物塊能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)E，則小物塊應(yīng)從離地面高為H處由靜止釋放，H為多少？

(甲)參考答案：(1)如果物塊只在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，則由動(dòng)能定理得mgH＝mv2解得v＝；由向心力公式FN－mg＝m，得FN＝m＋mg＝H＋mg；結(jié)合PQ曲線可知mg＝5得m＝0.5kg.由圖象可知＝10得R＝1m．顯然當(dāng)H＝0.2m對(duì)應(yīng)圖中的D點(diǎn)，所以cosθ＝＝0.8，θ＝37°.(2)如果物塊由斜面上滑下，由動(dòng)能定理得：mgH－μmgcosθ＝mv2解得mv2＝2mgH－μmg(H－0.2)由向心力公式FN－mg＝m得FN＝m＋mg＝H＋μmg＋mg結(jié)合Q