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、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、b、c三個等勢面的電勢關系是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明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發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。現接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0V；現保持滑片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________（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處的質點P的振動方程y=______cm,x=1m處的質點O在5s內通過的路程為______cm.參考答案：11.某波源S發出一列簡諧橫波，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．愛因斯坦在現代物理學領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構模型的科學家是

；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)當透明介質處在真空中時，根據臨界角的定義導出透明介質的折射率n與臨界角θc的關系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質射到光疏介質中，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出聲音，分別經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，結合題中的1s求橋長，在不同介質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，知道不同介質中波的傳播速度不同，當傳播是的頻率不會發生變化。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。現將金屬棒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的電流大小；?若金屬棒a在磁場Ⅰ內運動過程中，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。設兩磁場區域足夠大，求金屬棒a在磁場Ⅰ內運動過程中，金屬棒b中可能產生焦耳熱的最大值。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系Ib=2Ia解得，根據能量守恒，回路中產生的焦耳熱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μ=0.2，質量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，現解除鎖定，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

故因摩擦產生的熱量Q=μmBgs=48J18.如圖，POy區域內有沿y軸正方向的勻強電場，POx區域內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，經電場偏轉后垂直OP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小（2）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分有幾何關系：------