上海民辦浦華中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

上海民辦浦華中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）如圖所示，一段直光導(dǎo)纖維，折射率為n，長(zhǎng)為L(zhǎng)．光在真空中的速度為c．以下說(shuō)法正確的是：（

）（A）為使光線(xiàn)能全部從右端射出，在左端光線(xiàn)的入射角i應(yīng)滿(mǎn)足條件：（B）為使光線(xiàn)能全部從右端射出，在左端光線(xiàn)的入射角i應(yīng)滿(mǎn)足條件：（C）若光線(xiàn)在光纖內(nèi)恰好發(fā)生全反射，則光線(xiàn)通過(guò)光纖的時(shí)間為（D）若光線(xiàn)在光纖內(nèi)恰好發(fā)生全反射，則光線(xiàn)通過(guò)光纖的時(shí)間為參考答案：BCAB、如圖所示、當(dāng)恰發(fā)生全反射時(shí)，a為臨界角，則，由于，聯(lián)立可得，故A錯(cuò)誤B正確；CD、若恰好發(fā)生全反射，光線(xiàn)路程為，光速為，因此時(shí)間為，故C正確D錯(cuò)誤。故選BC。2.（多選）如右圖所示質(zhì)量為M的小車(chē)放靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體放在小車(chē)的一端．受到水平恒力F作用后，物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)小車(chē)與物體間的摩擦力為f，車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)，車(chē)發(fā)生的位移為S時(shí)，物體從小車(chē)一端運(yùn)動(dòng)到另一端，下列說(shuō)法正確的是（

）A．物體具有的動(dòng)能為（F-f）（S+L）B．小車(chē)具有的動(dòng)能為fSC．這一過(guò)程中物體與車(chē)之間產(chǎn)生的熱量為f(S+L)D．物體克服摩擦力所做的功為f(S+L)參考答案：ABD3.取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)，用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線(xiàn)管，當(dāng)該螺線(xiàn)管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線(xiàn)管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)折后繞成如圖（b）所示的螺線(xiàn)管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí)，則在螺線(xiàn)管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（

）（A）0。 （B）0.5B。

（C）B。

（D）2B。參考答案：答案：A解析：通電螺線(xiàn)管內(nèi)部可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的強(qiáng)度與電流強(qiáng)度和線(xiàn)圈的匝數(shù)有關(guān)。在a圖中線(xiàn)圈的有效匝數(shù)不為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零。而b圖中的線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)反繞后，有效匝數(shù)等于零，所以沒(méi)有磁場(chǎng)。4.（多選題）（2013?棗莊一模）據(jù)中新社北京2月26日電，中國(guó)軍隊(duì)2013年將舉行近40場(chǎng)軍事演習(xí)，以提高信息化條件下威懾和實(shí)戰(zhàn)能力．若在某次軍事演習(xí)中，某空降兵從懸停在空中的直升飛機(jī)上跳下，從跳離飛機(jī)到落地的過(guò)程中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．0﹣10s內(nèi)空降兵運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越大B．O﹣10s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受重力大于空氣阻力C．10s﹣15s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受的空氣阻力越來(lái)越小D．10s﹣15s內(nèi)空降兵處于失重狀態(tài)參考答案：BC解：A、v﹣t圖象中，圖線(xiàn)上某點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率表示該時(shí)刻加速度，故0﹣10s內(nèi)空降兵運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越小，故A錯(cuò)誤；B、O﹣10s內(nèi)空降兵和降落傘做加速運(yùn)動(dòng)，故整體所受重力大于空氣阻力，故B正確；C、10s末～15s末速度向下做加速度不斷減小的減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律，有f﹣mg=ma，由于a不斷減小，故f不斷減小，故C正確；D、10s﹣15s內(nèi)空降兵向下做加速度不斷減小的減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度向上，是超重，故D錯(cuò)誤；故選BC．5.（多選）如圖電路中電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，閉合開(kāi)關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I,電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q．現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從圖示位置向b端移動(dòng)一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，與移動(dòng)前相比(

)A.U變大

B.I變大C.Q增大

D.Q減小參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.

（3分）原子彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能。圖所示是國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布的新的

標(biāo)志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）7.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)電阻r=1Ω，M為一小電動(dòng)機(jī)，其內(nèi)部線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)電阻RM=2Ω。R為一只保護(hù)電阻，R=3Ω。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓表（可當(dāng)作理想電表）的示數(shù)為1.5V，則電源的輸出功率為

W，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為Ｗ。

參考答案：2.5；1.5

158.如圖所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時(shí)，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動(dòng)。（1）所產(chǎn)生的微小加速度可表示為

。（2）某同學(xué)利用秒表和刻度尺測(cè)出重物M下落的時(shí)間t和高度h，則重力加速度的表達(dá)式為：

。參考答案：

，(2)。9.如圖12所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，則物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。參考答案：10.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m．物體的速度是2m／s。提升過(guò)程中手對(duì)物體做功

J，合外力對(duì)物體做功

J，物體克服重力做功

J。參考答案：

12，2，1011.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．(2)另兩組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a－F關(guān)系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：圖1：________________________________________圖2：________________________________________參考答案：m?M、m過(guò)大(或M過(guò)小)，造成m不是遠(yuǎn)小于M、沒(méi)有平衡摩擦力或木板的傾角過(guò)小12.我國(guó)將開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作.PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體形成危害.礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因.下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中不正確的是

▲

.（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）

A．溫度越高，PM2.5的運(yùn)動(dòng)越激烈

B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．周?chē)罅糠肿訉?duì)PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．倡導(dǎo)低碳生活減少化石燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度參考答案：B13.如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，已測(cè)得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為0V，點(diǎn)處的電勢(shì)為6V,點(diǎn)處的電勢(shì)為3V,那么電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=

V/m，方向與X軸正方向的夾角為

。參考答案：200V/m

1200三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時(shí)刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動(dòng)能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動(dòng)。A、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大?。唬?）物塊A、B中的哪一個(gè)先停止？該物塊剛停止時(shí)A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過(guò)程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會(huì)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計(jì)算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問(wèn)結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動(dòng)停下來(lái)之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過(guò)計(jì)算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動(dòng)量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動(dòng)時(shí)加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個(gè)物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時(shí)間為t，B向左運(yùn)動(dòng)的路程為sB。，則有④⑤⑥在時(shí)間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動(dòng)，碰撞并不改變A的速度大小，所以無(wú)論此碰撞是否發(fā)生，A在時(shí)間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時(shí)間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒(méi)有與B發(fā)生碰撞，此時(shí)A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時(shí)刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時(shí)速度的大小為vA′，由動(dòng)能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動(dòng)距離為sA′時(shí)停止，B向左運(yùn)動(dòng)距離為sB′時(shí)停止，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺(tái)的最左端，質(zhì)量2kg的小車(chē)左端緊靠平臺(tái)靜置在光滑水平地面上，平臺(tái)、小車(chē)的長(zhǎng)度均為0.6m?，F(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊到達(dá)平臺(tái)最右端時(shí)撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達(dá)小車(chē)的右端。小物塊大小不計(jì)，與平臺(tái)間、小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長(zhǎng)，求:(1)小物塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)速度的大??；(2)水平恒力F對(duì)小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設(shè)撤去水平外力時(shí)小車(chē)的速度大小為v0，小物塊和小車(chē)的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達(dá)小車(chē)右端過(guò)程，對(duì)小物塊和小車(chē)系統(tǒng)：動(dòng)量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設(shè)水平外力對(duì)小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t。小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)小物塊：動(dòng)量定理：運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，質(zhì)量m=1kg，邊長(zhǎng)ab=1.0m，電阻r=2Ω單匝正方形閉合線(xiàn)圈abcd放置在傾角θ=30°的斜面上，保持靜止?fàn)顟B(tài)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直線(xiàn)圈平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，整個(gè)線(xiàn)圈都處在磁場(chǎng)中，重力加速度g=10m/s2．求：（1）t=1s時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量；（2）4s內(nèi)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）t=3.5s時(shí)，線(xiàn)圈受到的摩擦力．參考答案：解：（1）根據(jù)磁通量定義式，那么t=1s時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量：φ=BS=0.1Wb（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律E=，結(jié)合閉合電路歐姆定律，I=，那么感應(yīng)電流，4s內(nèi)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小，由圖可知，t總=2s；依據(jù)焦耳定律，則有：Q=I2rt總=0.01J（3）雖然穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化，線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，但因各邊受到安培力，依據(jù)矢量的合成法則，則線(xiàn)圈受到的安培力的合力為零，因此t=3.5s時(shí)，線(xiàn)圈受到的摩擦力，等于重力沿著斜面的分力，即：f=mgsinθ=5N答：（1）t=1s時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量0.1Wb；（2）4s內(nèi)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱0.01J；（3）t=3.5s時(shí)，線(xiàn)圈受到的摩擦力5N．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；閉合電路的歐姆定律；安培力．【分析】（1）根據(jù)磁通量的定義式，即可求解；（2）依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，及閉合電路歐姆定律，與焦耳定律，即可求解；（3）依據(jù)矢量的合成法則，判定安培力的合力為零，結(jié)合平衡條件，可知，摩擦力大?。?7.一物塊A由靜止釋放以加速度a=2m/s2沿斜面B（斜面無(wú)限長(zhǎng)）向下運(yùn)動(dòng)5s后，加沿斜面向上的力F1=50N作用時(shí)間4s，已知A的質(zhì)量m=10kg，B的質(zhì)量M=20kg，g取10m/s2，斜面角度α=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）過(guò)程中斜面靜止．（1）求斜面的摩擦因數(shù)μ；（2）求F1作用時(shí)間內(nèi)的位移；（3）求前5秒內(nèi)地面給斜面的支持力FN與摩擦力f的大小和方向．參考答案：解：（1）對(duì)物塊A，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得：μ=0.5；（2）5s末物塊A的速度：v1=at0=2×5=10m/s，當(dāng)F1作用在A上時(shí)，由牛頓第二定律得：F1+μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1