2021-2022学年上海市上海交通大学附属中学高三下学期期中物理试题（原卷+解析版）

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上海交通大学附属中学 2021-2022 学年度第二学期高三物理期中考试试卷（满分 100 分，60 分钟完成。答案请写在答题纸上。）命题：刘启龙     审核：王晓敏考生注意： 1．全卷共 6 页，共 20 题. 2．第 19--20 题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分，有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位。 一、选择题（共 40 分，第 1−8 小题，每小题 3 分；第 9−12 小题，每小题 4 分。每小题只有一个正确答案） 1. 图中安保人员用测温枪测量行人体温，测温枪测量体温是由于探测到了行人额头发出的（　　）A. 可见光 B. 红外线 C. 紫外线 D. 白光2. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（   ）A.  B. C.  D. 3. 将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（  ）A. B. C. D. 4. 一定质量的理想气体，在体积保持不变的条件下，若气体温度升高，则（    ）A. 气体中每个分子热运动的动能一定都变大B. 气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大C. 气体的压强可能不变D. 气体一定从外界吸收热量5. 如图为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法正确的是 （　　）
 A. 声波是横波B. Wifi信号传播不需要介质C. 丙图是泊松亮斑图样D. 月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致6. 在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线，导线的方向与磁场方向垂直，如图反映的是这根导线受到的磁场力大小F与通过导线的电流I之间的关系，M、N两点各对应一组F、I的数据，其中可能正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 7. 如图所示，两个带等量负电荷的小球用绝缘轻杆连接处于水平状态，O为杆的中点。虚线为两球的竖直对称轴，小磁针处于静止状态，要使小指针S极垂直纸面指向外，可采取的措施是（　　）A. 将两球绕O点在竖直面内沿逆时针转动B. 将两球绕O点在竖直面内沿顺时针转动C. 将两球绕竖直轴（俯视看）沿逆时针转动D. 将两球绕竖直轴（俯视看）沿顺时针转动8. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A. 实验中必须让木板保持匀速运动B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数9. 电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零。下列说法正确的（　　）A. 正方形右下角电荷q带负电 B. M、N、P三点中N点场强最小C. M、N、P三点中M点电势最高 D. 负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小10. 人类探索宇宙的步伐一直坚定豪迈。4 月 16 日我国“神舟十三号”载人飞船经过 6 个月太空飞行安全成功返回。在 2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s 时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12 圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 （　　）A. 质量之和 B. 质量之积 C. 速率之积 D. 各自的自转角速度11. 如图（a）所示，电源电动势E=9V，内阻不计，定值电阻R1=500Ω，电阻R的U-I关系如图（b）所示，R2为滑动变阻器。电键闭合后，为使R2消耗的电功率等于R1功率的2倍，滑动变阻器R2的阻值和对应的功率P2分别为（　　）A. R2=1000Ω  B. R2=1000Ω C. R2=1500Ω  D. R2=1500Ω 12. 图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）A. 该起重机的额定功率为B. 该起重机的额定功率为C. 和时间内牵引力做的功之比为D. 和时间内牵引力做的功之比为二、填空题（共 20 分） 13. 1911 年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子核式结构模型。核电站的反应堆是利用____释放的核能。14. 如图所示，阻值为 R 的金属棒从图示位置 ab 分别以 v1、v2的水平向右速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到 a'b' 位置，若 v1:v2＝1:2，则在这两次过程中通过任一截面的电荷量 q1:q2＝__________；产生的热量 Q1:Q2＝__________。 15. 弹性绳沿 x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当 t＝0 时使其开始沿 y 轴做振幅为 8cm 的简谐振动，在 t＝0.25s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________m/s，t＝_________s 时，位于 x2＝45cm 的质点 N 恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置。 16. 如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l＝10cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，则A侧空气柱的压强将_________（选填“不变”“变小”或“变大”）。当两侧的高度差为h1＝10cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75cmHg。则放出部分水银后A侧空气柱的长度为_________cm。17. 图示电路中，R1=12Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0~3V和0~15V两档，理想电流表的量程有0~0.6A和0~3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的，电流表指针指在满偏的。求：（1）此时电流表示数是多少？（2）该电源电动势为多大?三、综合题（共 40 分） 18. （1）如图，用DIS研究小车在轨道上运动规律时，用位移传感器获得的v-t图像，可以看出小车在AB段做_________运动。如果要测量小车通过轨道某处时的瞬时速度，也可选用_________传感器。（2）在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，①首先要判断灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系，可在图中通过灵敏电流计、电键、_________、_________连线组成闭合电路判断。
 ②若电流从电流计“＋”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是（      ）A. B.C. D.③如图所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为_________（填顺时针方向或逆时针方向）19. 如图所示，长为 L 轻质绝缘细线一端悬于 O 点，且 O 点距水平地面高 2.6L，另一端系一质量为 m、电荷量为＋q 的小球（可视为质点）。在水平地面上方的空间加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），电场的范围足够大，小球静止在 A 点，细线与竖直方向夹角 α＝37°．已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为 g，空气阻力忽略不计。求： （1）匀强电场的电场强度。 （2）保持细线始终张紧，将小球从 A 点拉起至与 O 点处于同一水平高度的 B 点，A、B 两点间的电势差 U。 （3）将小球从 B 点由静止释放，当小球运动到 A 点时细线突然断裂，且匀强电场方向变为与原来方向相反、大小为，小球落地时的速度大小。20. 某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。图1所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小 a车 随速度 v 的变化曲线. （1）求列车速度从20m/s降至 3m/s 经过的时间t（保留 1 位小数）； （2）有关列车电气制动，可以借助图2模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回路中的电阻阻值为 R，不计金属棒 MN 及导轨的电阻。MN 沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，可假设 MN 棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图 1 中的P点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系，并在图 1 中画出图线；（3）制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明列车从100m/s减到3m/s的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）