上海市延安中学2021-2022学年高三下学期线上期中物理试题 Word版含解析.docx

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2021学年第二学期高三教学质量监测物理试卷考生注意：1．试卷满分100分，考试时间60分钟。2．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。3．作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。一、单项选择题（第1-8小题，每小题3分；第9-12小题，每小题4分，共40分）1.天然放射性元素衰变时放出的a射线是（　　）A.质子流B.电子流C.氦核流D.光子流【答案】C【解析】【详解】a射线是氦核流。故选C。2.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，分子间（　　）A引力增加，斥力减小B.引力增加，斥力增加C.引力减小，斥力减小D.引力减小，斥力增加【答案】B【解析】【详解】分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，引力和斥力同时增加，但斥力增加更快，故ACD错误，B正确。故选B。3.一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处于静止状态，合理的是（）A.B. C.D.【答案】D【解析】【详解】质量分布均匀的物块的中心在其几何中心，物体受到重力、两根绳子的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力的作用线必交于一点，根据图象可知，只有D选项的三个力相较于一点，故D正确，ABC错误。故选D。4.汽车在平直公路上加速运动过程中，关于牵引力F的大小及其功率P的判断正确的是（　　）A.若F不变，则功率P不变B.若F不变，则功率P减小C.若功率P不变，则F减小D.若功率P不变，则F增大【答案】C【解析】【详解】AB．若F不变，汽车平直公路上加速运动过程中，速度增大，根据可知功率P增大，故AB错误；CD．若功率P不变，汽车在平直公路上加速运动过程中，速度增大，根据可知牵引力F减小，故C正确，D错误。故选C。5.一个质点做简谐运动，其位移随时间变化的s-t图像如图。以位移的正方向为正，该质点的速度随时间变化的v-t关系图像为（　　）A.B.C.D.【答案】A 【解析】【详解】由s-t图像可知，t=0时刻，质位于正的最大位移处，速度为零，而在时刻，恰好位于平衡位置，速度为负的最大值，在时刻，恰好位于负的最大位移处，速度刚好减为零；在时刻，又恰好回到平衡位置，速度为正的最大值。故选A。6.关于闭合电路，下列说法正确的是（　　）A.电源正负极被短路时，电流很小B.电源正负极被短路时，端电压最大C.外电路断路时，端电压为零D.用电器增加时，路端电压可能减小【答案】D【解析】【详解】AB．电源正负极被短路时，外电路电阻为零，则电流很大，此时路端电压为零，AB错误；C．外电路断路时，电路中电流为零，此时路端电压等于电动势，C错误；D．用电器增加时,如用电器是并联接入，则外电路电阻减小，电路中电流增大，内阻上电压增大，则路端电压减小，选项D正确。故选D。7.质量为m的物体放在地球表面，已知地球的质量为M、半径为R，万有引力常量为G。则地球表面的重力加速度大小可表示为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】对地球表面物体m，引力近似等于重力得故选D。8.如图所示，S1、S2是两个振幅相等的相干波源，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。在A、B、C、D四点中（　　） A.A点振动减弱B.B点振动加强C.周期后，C点处于平衡位置D.A点始终处于波峰，D点始终处于波谷【答案】C【解析】【详解】A．A点为波峰与波峰的叠加位置，所以是振动加强，故A错误；B．B点为波峰与波谷的叠加位置，所以是振动减弱，故B错误；C．C点处于正处于波谷位置，所以经过周期后处于平衡位置，故C正确；D．A点为振动加强点，但并不是始终处于波峰位置，而是在波峰与波谷之间来回往复运动；D为振动减弱点，但并不是始终处于波谷位置，故D错误。故选C。9.光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为5N和15N的两个力而其余力保持不变，关于此后物体的运动情况的说法正确的是（　　）A.一定做匀变速运动，加速度大小可能是10m/s2B.一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2C.可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2m/s2D.可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是8m/s2【答案】A【解析】【详解】ABC．物体在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态，即五个力的合力为零，所以撤去大小分别为5N和15N的两个水平力后，剩余三个力的合力等于撤去的两个力的合力大小，方向相反，合力范围大小为 所以加速度大小范围为如果物体原先是静止的，则撤去后做匀变速直线运动，加速度范围为；如果物体原先是运动的，如撤去后合力方向与运动方向不共线，则做匀变速曲线运动，加速度范围为；如撤去后合力方向与运动方向共线，则做匀变速直线运动。所以A正确，BC错误；D．因为撤去后物体受到的合力恒定，不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，故D错误。故选A。10.一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，到达某一高度时撤去该力。若不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的机械能E随时间t变化的关系图像是（　　）AB.C.D.【答案】C【解析】【详解】设物体在恒力作用下的加速度为a，由功能原理可知，机械能增量为知E-t图象是开口向上的抛物线．撤去拉力后，无其他外力做功，机械能守恒，则机械能随时间不变．故选C。11.如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根用细线竖直悬挂的条形磁铁。若线圈下落过程中，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合，则下列说法正确的是（　　） A.从上往下看，圆环中感应电流方向先逆时针后顺时针B.圆环经过磁铁顶端和底端时的速度相等C.圆环经过磁铁中心O处加速度最大D.细线对磁铁的拉力始终大于磁铁的重力【答案】C【解析】【详解】A．磁场的方向向上，当铜环向下运动的过程中，穿过铜环的磁通量向上先增大，后减小，根据楞次定律可知，从上往下看时通过圆环电流方向先顺时针再逆时针，A错误；BCD．铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，则铜环的加速度小于重力加速度，磁体受到一个向下的作用力，因此细线对磁铁的拉力大于重力；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，则铜环的加速度小于重力加速度，磁体受到一个向下的作用力，则细线对磁铁的拉力大于重力；当铜环处于磁铁中央时，磁通量不变，则没有感应电流，没有安培阻力，则铜环的加速度等于重力加速度，为最大值，此时细线对磁铁的拉力等于重力。圆环下落过程中，合力一直向下，由动能定理可知动能增加，速度一直增大，故BD错误，C正确。故选C。12.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0-x2段是对称的曲线，x2-x3段是直线，则（　　）A.粒子在x1处所受电场力最大 B.x1-x2段粒子的动能增大C.粒子在0-x1段做匀变速直线运动，x2-x3段做匀速直线运动D.粒子在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3<φ2=φ0<φ1【答案】D【解析】【详解】A．图像斜率的绝对值表示电场力，粒子在x1处所受电场力最小为零，A错误；B．只受电场力做功，电势能与动能之和不变，x1-x2段粒子的电势能Ep增大，动能减小，B错误；C．由A项分析，粒子在0-x1段电场力是变力，粒子在0-x1段做变速直线运动，x2-x3段力是恒力，粒子做匀变速直线运动，C错误；D．带负电粒子在0、x1、x2、x3处的电势能大小为根据可得φ3<φ2=φ0<φ1D正确。故选D。二、填空题（共20分）13.爱因斯坦提出光子说，认为每个光子具有的能量跟它的______成正比，比例常数为普朗克常量h，若用国际单位制基本单位表示，h的单位为______。【答案】①.频率②.kg·m2/s【解析】【详解】[1]光子能量计算公式e=hn，光子具有的能量跟它的频率成正比；[2]能量的单位J与动能的单位kg·m2/s2相同，所以h的单位J·s可表示为kg·m2/s。14.图（甲）为观察光的干涉和衍射现象的实验装置，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时用绿色激光照射，得到图（乙）所示的光强分布情况，则缝屏上安装的是______（选填“单缝”或“双缝”）。为增大条纹宽度，可改用______色激光照射。（选填“红”或“紫”） 【答案】①.单缝②.红【解析】【详解】[1]由图乙可知，光强分布条纹中间宽、两边窄，可知是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝；[2]由单缝衍射图样特点知，波长越长的可见光单缝衍射条纹宽度越大，故改用红光。15.内壁光滑、粗细均匀、左端封闭的玻璃管水平放置。横截面积为20cm2的活塞封闭一定质量的气体，气柱长度为20cm，压强与大气压强相同，为1.0×105Pa。缓慢推动活塞，当气柱长度变为5cm时，管内气体的压强为______Pa，此时作用在活塞上的推力大小为______N。【答案】①.4.0×105②.600【解析】【详解】[1]玻璃管内气体等温变化，由玻意耳定律p0l0S＝plS得[2]活塞受力平衡，由平衡条件得p0S＋F＝pS解得F＝（p－p0）S＝（4.0×105－1.0×105）×20×10-4N＝600N16.在如图所示的电路中，电源内阻为r，两个定值电阻的阻值分别为R1、R3。闭合开关S，当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为ΔI，则伏特表V2示数变化量的大小ΔU2=______。 【答案】①.减小②.【解析】【详解】[1]当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，I变小，U1=IR1变小，故V1逐渐减小；[2]因R1、R3为定值电阻，故由欧姆定律U2＝E−I(R1+R3+r)可知，电压表V2示数的变化量绝对值与电流表A示数的变化量比值等于R1+R3+r，故有17.如图所示，长为l的轻绳，上端悬挂在O点，下端系一体积不计的小球。b点位于O点正下方，且Ob=l。现将小球拉到绳与竖直方向成θ角后（θ<5°），由静止释放，则球从最高点第一次运动到b点的时间为______。当球运动到b点时，轻绳在P处被烧断，不计小球在b处的能量损失，小球继续沿光滑水平轨道运动，此轨道与光滑竖直的圆轨道的最低点相切，小球沿圆轨道运动时恰能通过最高点，则圆轨道的半径为______。（重力加速度为g）【答案】①.②.【解析】【详解】[1][2]单摆的周期公式，小球从最高点第一次运动到b点的时间为 从最高点到b，由动能定理得设轨道的半径为R，则从b到c刚好过c点时有解得三、综合题（第18题10分，第19题14分，第20题16分，共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。18.在“用DIS研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”实验中，实验装置如图（a）所示。(1)图（a）中______为压强传感器。（选填“A”或“B”）(2)实验中，下列做法正确的是（）A、无需测量被封闭气体的体积B、密封气体的试管大部分在水面之上C、每次加入热水后，用温度传感器搅拌使水温均匀D、每次加入热水后，立即读数(3)甲同学测得多组压强与摄氏温度的数据，并在p-t坐标系中作图，获得下图所示的图像。图线与横轴交点的温度被开尔文称为______，其物理意义是______。 (4)乙同学记录下了初始时封闭气体压强p0和摄氏温度t0，随后逐渐加热水升高温度，并记录下每次测量结果与初始值的差值Δp和Δt。在实验中压强传感器软管突然脱落，他立即重新接上后继续实验，其余操作无误。则Δp-Δt的关系图可能是（）A、B、C、D、【答案】①.B②.A③.绝对零度④.低温极限⑤.C【解析】【详解】(1)[1]由于实验要测的是气体压强，故压强传感器应直接与气体内部相连，而温度可通过玻璃管传导到内部气体，因此温度传感器插在水里即可。即A为温度传感器，B为压强传感器。(2)[2]A.研究的是一定质量气体在体积不变时的情况，故体积不变即可，不需测量，A正确；B.实验应保证各处气体的温度一致，故密封气体的试管全部在水中，故B错误；CD.每次加入热水后，要保证被封闭气体各处温度与水温相同，故不能立即读数。可进行适当搅拌后，等待气体状态稳定后再进行读数。但搅拌不可以用传感器，应该用玻璃棒，故CD错误；故选A。(3)[3][4]对一定质量的理想气体来说，在体积不变时，根据气体状态方程，可知其压强与绝对温度的关系为正比例关系，图线应该是一条过绝对零点的倾斜直线，所以若是压强对应摄氏温度的情况，其图线的延长线与横轴的交点坐标应该是开氏温标的0K，其物理意义为宇宙的低温极限。(4)[5]根据 可知，当温度变化时有压强变化量与温度变化量成正比。而当压强传感器软管突然脱落时，将会漏气，使得内外气体再次等压，而温度维持不变。随后的压强变化量与温度变化量仍应是线性变化，但常数C已经不同（物质的量变少了），斜率应变得更小一些，故C正确。19.如图，将质量m=2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，直杆在A点以下部分粗糙，环与杆该部分间的动摩擦因数m=0.5（最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等），直杆A点以上部分光滑。现在直杆所在的竖直平面内，对环施加一个与杆成37°夹角斜向上的恒力F，使环从直杆底端O处由静止开始沿杆向上运动，经t=4s环到达A点时撤去恒力F，圆环向上最远滑行到B处，已知圆环经过A点时速度的大小。（重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）求AB间的距离LAB；（2）求圆环在OA间向上运动的过程中F的大小；（3）若要使圆环在沿AO下滑的过程中机械能守恒，可加一恒力F′，求F′的大小和方向。【答案】（1）m；（2）20N；（3）16N，垂直于杆向上【解析】【分析】【详解】（1）圆环在沿AB向上运动的过程中机械能守恒，有解得LAB=m （2）对于圆环沿OA向上的匀加速运动过程，上升的位移x=vAt=8m根据动能定理Fxcos37°-mgxsin37°-m（mgcos37°-Fsin37°）x=m代入数据，解得F=20N（3）恒力F′的方向垂直于杆向上，且满足这样F′不作功，圆环也不受摩擦力，只有重力对圆环作功，圆环的机械能守恒，算得20.如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、d两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆，其质量为m。杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。现让导体杆由静止开始向下滑动，不计导轨和导体杆的电阻，重力加速度为g。（1）请通过分析，定性描述导体杆的运动情况；（2）求导体杆向下运动的最终速度大小；（3）若在导体杆达到最终速度之前，电阻R产生的热量为Q，求导体杆在此过程下落的高度；（4）若用一竖直向上的力拉导体杆，使其从静止开始向上做加速度为的匀加速直线运动，写出拉力F随时间t变化的关系式。【答案】（1）见解析；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）导体杆在重力作用下向下运动，向下切割磁感线，由楞次定理“阻碍相对运动”知导体杆受向上 安培力，安培力大小随速度的增大而增大，安培力先小于重力，棒做加速运动，后等于重力做匀速直线运动，速度达到最大，所以导体杆先向下做加速度减小的加速运动，后做匀速运动。（2）导体杆匀速时速度最大，根据平衡条件有又联立可得（3）导体杆在此过程下落的高度为h，由能量守恒得将代入可得（4）根据牛顿第二定律得根据闭合电路的欧姆定律得又由匀变速直线运动规律联立可得