2020-2021学年上海市时代中学高三物理联考试题带解析

2020-2021学年上海市时代中学高三物理联考试题含解析
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. （单选）小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图。

图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向如图水平向右,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,小船相对于静水的速度不变。

则
A．航线图甲是正确的，船头保持图中的方向，小船过河时间最短
B．航线图乙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河时间最短
C．航线图丙是正确的，船头保持图中的方向，小船过河位移最短
D．航线图丁不正确的，如果船头保持图中的方向，船的轨迹应该是曲线
参考答案：
A
2. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。

力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则
A．时刻的瞬时功率为
B．时刻的瞬时功率为
C．在到这段时间内，水平力的平均功率为
D．在到这段时间内，水平力的平均功率为参考答案：
BD
3. 如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。

当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为
A． B． C． D．
参考答案：
C
解析：第三个小球受三个力的作用，它们的关系是
，得
4. 如图所示，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则
A．两物体落地时速率相同
B．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同
C．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同D．两物体落地时，重力的瞬时功率相同
参考答案：
答案：AB
5. 如图是一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的0点，总质量为60kg.此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53o，则手受到的
拉力和脚受到的作用力分别为(设手和脚受到的力的作用线或作用线的反向延长线均
通过重心0，g=10m/s2，sin53o =0.8)
A.360N 480N
B·480N 360N
C·450N 800N
D·800N 450N
参考答案：
A
由题意可知脚所受的支持力与手所受的拉力相互垂直，对人进行受力分析，如图所示，则有脚所受的作用力F1=mgcos37°=0.8×60×10=480N，手所受的作用力F2=mgsin37°=360N．故A 正确．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为0.6m/s，方向是向左．
参考答案：
绳伸直且与竖直方向夹角为θ=30°，若此时小车和小于都静止，则弹簧的弹力为10N；若小车和小球一起水平向右做加速度3m/s2的匀加速直线时，弹簧细绳位置仍然如图，则弹簧的弹力为 4.8 N．
参考答案：
解答： 解：小车处于静止时，弹簧的弹力等于重力，即
F=mg=10N
．
小车和小球向右做匀加速直线运动时，有
Tsin30°=ma ，解得T=．
竖直方向上有F ′+Tcos30°=mg 解得弹簧弹力为=4.8N ．
故答案为：10，4.8．
发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠．
①这群氢原子能发出 3 种不同频率的光，其中有 2 种频率的光能使金属钠发生光电效应． ②金属钠发出的光电子的最大初动能 9.60 eV ．
参考答案：
3种 2种 9.60eV
9. 超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L 的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B ，每个磁场的宽度都是l ，相间排列。

金属框abcd （悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L 、l 。

当所有这些磁场都以速度v 向右匀速运动时，金属框abcd 在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。

若金属框电阻为R ，运动中所受阻力恒为f ，则金属框的最大速度为_________________
参考答案：
右，
10. （2）“用DIS 测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用光电门传感器。

小王同学利用DIS 实验器材研究某物体沿X 轴运动的规律，发现物体所处的坐标X 与时间t 满足X=t3-2t （单位均是SI 制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为__________m/s 。

参考答案：
10
11. 一个质量为M=3kg 的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m 为2kg 的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F ，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。

突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m 时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s ，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________ N ，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J 。

参考答案：
０ N ； ５０ J 。

12. 两个质量相等的物体，从地面向上竖直抛出，其动能之比
，不计空气阻
力．则它们抛出时动量之比p 1:p 2＝________，上升的最大高度之比h 1 : h 2＝________。

参考答案：
答案：
: 1，3 : 1
13. ①已知基态氢原子的能量为
，一群处于n=3能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生
_______种不同频率的光子，其中频率最低的光子能量是_______ev.
②原子核
经过________次
衰变，__________次
衰变，变为原子核
.
参考答案：
①由可知能产生3种不同频率的光子；n=3至n=2能级的光子频率最低；②核反应方程满足质量数和电荷数守恒。

三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受到的力、物体的质量。

其中加速度的测量是本实验中的一个重要环节，请你根据已有的物理知识，提供两种不同的测量（或比较）物体加速度的方法：
方法
一：。

方法
二：。

参考答案：
答案：
方法一：测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在时间内的位移，则
；
方法二：在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度；
方法三：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的时间内发生的位移
、
，
则
；
方法四：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的位移内所用的时间、，则
；
方法五：直接用加速度计测量。

以上五种方法，学生能任意回答两个即可，也可以是这五种方法之外的其它方法，只要方法正确合理，均给分。

15. (5分)如图6所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取____________或_____________的方法。

参考答案：
答案：②滤光片 ③单缝 ④双缝 减小双缝间距离 增大双缝到屏的距离。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （14分）一匀强电场，场强方向是水平的（如图7）。

一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。

求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差。

参考答案：
解析：
设电场强度为E，小球带电量为q，因小球做直线运动，它受
的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图。

mg=qE=tanθ
由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为：
设从O到最高点的路程为s：
运动的水平距离为：I=cosθ
两点的电势能之差：△W=qEl
由以上各式得：17. 如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n＝，玻璃介质的上边界MN 是屏幕。

玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l＝40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行。

激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑。

①画出光路图。

②求两个光斑之间的距离L。

参考答案：
①画出光路图如图所示（反射光线、折射光线、折射角小于入射角各1分）
②在界面AC，a光的入射角
由光的折射定律有：(2分)
代入数据求得折射角(1分)
由光的反射定律得反射角(1分)
由几何关系易得：ΔODC是边长为l/2的正三角形，ΔCOE为等腰三角形，CE=OC=l/2
故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm (2分)
18. 我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星。

设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。

已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度为v1，地球表面重力加速度为g。

求：
(1)月球表面的重力加速度；
(2)该探月卫星绕月运行的速率。

参考答案：
解（1）设月球表面重力加速度为g月
（2分）
同理（2分）
∴（1分）（2）万有引力提供圆周运动向心力
绕地球运动（2分）
绕月球运动（2分）
解得（1分）。