上海外国语大学双语学校高三物理上学期期末试题含解析

上海外国语大学双语学校高三物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 在光滑的水平面上，甲、乙两物质的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6m/s由西向东运动，乙物体以速度2m/s由东向西运动，碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4m/s；则
A.甲、乙两物体质量之比是3∶5，是弹性碰撞
B.甲、乙两物体质量之比是1∶5，是弹性碰撞
C.甲、乙两物体质量之比是3∶5，是非弹性碰撞
D.甲、乙两物体质量之比是1∶5，是非弹性碰撞
参考答案：
A
2. 根据理想斜面实验，提出“力不是维持物体运动的原因”的物理学家是
A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．法拉第
参考答案：
A
亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，伽利略通过理想斜面实验第一次提出了力不是维持物体运动的原因，笛卡尔在伽利略研究的基础上第一次表述了惯性定律，牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出了牛顿第一定律．以上是有关牛顿运动定律的物理学史，故本题应选A。

3. 如图所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm。

现用一测力计沿斜面向上拉物体。

若物体与斜面间的最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计的示数可能为
A．10N B．20N C．40N D．60N 参考答案：
ABC
4. （单选题）一辆轿车正在通过如图所示的路段，关于该轿车在转弯的过程中，正确的是（）
A．轿车处于平衡状态
B．轿车的速度大小不一定变化
C．轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向
D．轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向
参考答案：
B
由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速的圆周运动，速度的大小不一定变化，但方向一定变化；若是匀速圆周运动汽车受到的静摩擦力提供向心力，加速度方向指向圆心，若是非匀速的圆周运动，存在径向加速度和切向加速度，加速度的方向是两个加速度的和成方向，故B正确。

5. 以下说法中正确的是
A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
B．液晶具有光学各向异性
C．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行
D．饱和汽压随温度的升高而增大
参考答案：
BCD
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝450。

直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5 m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝140。

如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，则空气阻力大小为___ ___N ，水箱中水的质量M 约为_______kg 。

（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留两位有效数字）
参考答案：
5000N 4.5×103
7. 一个理想的单摆，已知其周期为T 。

由于某种原因，自由落体加速度变为原来的，振幅
变为原来的，摆长变为原来的，摆球质量变为原来的，则它的周期变为原来
的 。

参考答案：
8. 如图， 半径为和的圆柱体靠摩擦传动，已知
，
分别在小圆柱与大圆柱的边缘
上，
是圆柱体上的一点，
，如图所示，若两圆柱之间没有打滑现象，则
∶
∶
= ；
ωA ∶ωB ∶ωc= 。

参考答案：
9. 卢瑟福用a 粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：
N+He → . 参考答案： O+H
10. (9分)热力学第二定律常见的表述有两种。

第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化； 第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

图10（a ）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。

请你根据第二种表述完成示意图10（b ）。

根据你的理解，
热力学第二定律的实质是_________________________。

参考答案：
答案：示意图如下。

热力学第二定律的实质是：自然界中进行的与热现象有关的宏观物
理过程都具有方向性。

11. 如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状
态变化的图像中与上述过程相符合的是图，该过程为过程（选填“吸热”、“放热”或
“绝热”）
参考答案：
D 吸热
气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。

A、B图中温度都是变化的；等温情况下，
PV＝C，P－1/V图象是一条过原点的直线，所以D图正确。

该过程中，体积增大，气体对外
界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。

12. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。

物块在重物的牵引
下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。

从纸带上
便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。

打点计时器
电源的频率为50Hz。

（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。

（2）计数点5对应的速度大小为 m/s，计数点6对应的速度大小为 m/s。

（保留三位
有效数字）。

（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计
算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实
值（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：
（1） 6；7【或7；6】（4分）
（2）1.00；1.20（4分）
（3）2.00；偏大（4分）
13. 如图所示是某一电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动时的轨迹，若该电荷是负电荷，其
绕行的方向是沿____________针方向；如果已知该电荷的荷质比，要求匀强磁场的磁感强
度，则还必须已知的一个物理量是_________________ ．（写出该物理量的名称）
参考答案：
答案：顺周期(或频率或角速度)
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻
的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s．试回答下列问题：
①写出x = 1.0 m处质点的振动函数表达式；
②求出x = 2.5m处质点在0 ～ 4.5s内通过的路程及t = 4.5s
时的位移．
参考答案：
解析：①波长λ = 2.0m，周期T = λ/v = 1.0s，振幅A = 5cm，则y = 5sin(2πt) cm （2
分）
②n = t/T = 4.5，则4.5s内路程s = 4nA = 90cm；x = 2.5m质点在t = 0时位移为y
=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y = —5cm．（2分）
15. （选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t
图象如图所示，若a球的质量m a=1kg，则b球的质量m b等于多少?
参考答案：
解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s （2分）
根据动量守恒定律有：m a=m a+ m b（2分）
∴m b=2.5kg （2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，在真空中，半径为R的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。

在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为R，板长为2R，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直线上。

现有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以速率v0从圆周上的最低点P沿垂直于半径OO1并指向圆心O 的方向进人磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如右边图所示电压u，最后粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出，不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力，
（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）求交变电压的周期T和电压U0的值；
（3）若t=时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射人M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离．参考答案：
（1）粒子自P点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，则
解得（1分）
（2）粒子自O1点进入磁场，最后恰好从N板的边缘平行飞出，设运动时间为t，则
2R＝v0t （1分）
（2分）
t＝nT（n＝1，2，…）（1分）
解得（n＝1，2，…）（1分）
（n＝1，2，…）（1分）
（3）当t=粒子以速度v0沿O2O1射入电场时，则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场，且进入磁场的速度仍为v0，运动的轨道半径仍为R．（1分）
设进入磁场的点为Q，离开磁场的点为O4，圆心为O3，如图所示，四边形OQ O3O4是菱形，故O O4∥ QO3．（1分）
所以P、O、O4三点共线，即PO O4为圆的直径．即P O4间的距离为2R．
17. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，∠A=60°，∠C=90°，一束极细的光于AC边的中点D垂
直AC面入射，已知AD=a，棱镜的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间（结果可以用根式表示）．
参考答案：
解：（1）设玻璃对空气的临界角为C，则sinC==，得：C=45°．
如图所示，i1=60°，因i1＞45°，所以光线在AB面上将发生全反射．
由几何知识得：i2=i1﹣30°=30°＜C，则光线从BC面上第一次射入空气．
由折射定律有：=n=，所以有：r=45°．
（2）棱镜中的光速为：v==，
所求时间为：t=+==．
答：（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角为45°；
（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间为．
【考点】光的折射定律．
【分析】（1）画出光路图，判断光线在AB面和BC面上能否发生全反射，由几何知识求出光线第一次射入空气时的入射角，由折射定律求解折射角；
（2）根据几何关系求出光线在玻璃砖内通过的路程，由运动学知识求解时间．
18. 如图所示，水平轨道和竖直面内的光滑半圆轨道在B点连接。

滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发向左运动，到B点时撤去外力，滑块恰好能通过半圆轨道最高点C，脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A。

试求滑块在AB段运动过程中的加速度a的大小？参考答案：
、设AB位移为x，B点速度为VB，C点速度为VC，圆弧半径为R，平抛时间为t
A到B，由运动学方程 2分
B到C，由机械能守恒定律
2分
恰好通过C点，有，得 2分
C到A，由平抛运动规律 4分
联立得2分。