2021届上海市宝山区上海交通大学附属中学高三(上)期中物理试题(教师版)

上海交通大学附属中学2020-2021学年度第一学期

高三物理期中试卷

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. 关于布朗运动，下列说法正确的是（）

A. 在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动

B. 布朗运动反映了悬浮微粒分子的无规则运动

C. 分子的热运动就是布朗运动

D. 悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显

【答案】D

【解析】

【详解】A．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故A错误；B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故B错误；

C．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，而组成小颗粒的分子有成千上万个，颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，故C错误；

D．悬浮在液体中的颗粒越小，各个方向的平均受力相对差值会更大，布朗运动越明显，故D正确。

故选D。

2. 关于力的合成与分解，以下说法正确的是（）

A.合力一定大于任意一个分力

B. 合力、分力大小全部相等是可以的

C. 分力、合力一定不能都在一条直线上

D. 合力大小不可能等于二个分力中的任何一个【答案】B 【解析】【详解】A．由力的平行四边形定则可知，合力可能大于分力，可能等于分力，也可能小于分力，故A错误；B．根据力的合成法则可知，合力、分力大小全部相等是可以的，故B正确；

C ．根据力的合成法则，分力、合力可以都在一条直线上，故C 错误；

D ．由力的平行四边形定则可知，合力可能大于分力，可能等于分力，也可能小于分力，故D 错误。 故选B 。

3. 如图所示为波沿着一条右端固定的绳子传播到B 点的波形图，由图可判断出A 点开始振动的方向（ ）

A. 向左

B. 向右

C. 向上

D. 向下

【答案】D

【解析】 【详解】由题图可知波向右传播,传播到B 点，B 点刚开始振动且振动方向向下，其重复波源A 的运动，所以A 点开始振动的方向向下.

A.向左与分析结果不相符；故A 项不合题意.

B.向右与分析结果不相符；故B 项不合题意.

C.向上与分析结果不相符；故C 项不合题意.

D.向下与分析结果相符；故D 项符合题意.

4. 如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线，A 、B 为电场线上的两点，一电子以某一速度仅在电场力作用下沿电场线由A 运动到B 的过程中，动能增加，则可以判断

A. 电场强度大小E A ＞E B

B. A 点的电势高于B 点的电势

C. 电场线方向由B 指向A

D. 若Q 为负电荷，则Q 在B 点的右侧

【答案】C

【解析】

【详解】A ．只有一条电场线，无法知道周围电场线的疏密情况，因此无法知道A E 、B E 的大小关系，A 错误；

BC ．由于负电荷从A 向B 动能增加，电场力做正功，受电场力方向从A 指向B ，因此电场线的方向由B 指向A ，沿电场线方向电势降低，故A 点的电势低于B 点的电势，B 错误，C 正确；

D ．由于电场线的方向由B 向A ，若场源电荷Q 为负电荷，应在A 点的左侧，D 错误。

故选C 。

5. 如图所示，S 是波源，MN 是带孔的挡板，其中M 固定、N 可以上下移动，为了使原来振动的A 点停止振动，可采用的办法是（ ）

A. 减小波源S 的频率

B. 波源S 向右移动靠近小孔

C. 减小波源S 的波长

D. 挡板N 上移一点

【答案】C

【解析】 【详解】为了使原来振动的A 点停止振动，即让衍射现象不明显，可以减小波长的大小，或增大缝的宽度。因为波长f νλ=

，增大波源的频率，可以减小波长。故C 正确，A 、B 、D 错误。

故选C 。

6. 如图所示，一根粗细均匀，两端封闭的玻璃管中有一段水银柱，水银柱的上、下两段空气柱温度相等，水银柱静止不动。现在让这两段空气柱温度分别升高1t ?（上段空气）和2t ?（下段空气），而水银柱没有移动，比较1t ?及2t ?的大小，可知（ ）

A. 2t t ?>?1

B. 12t t ?<?

C. 12t t ?=?

D. 无法确定

【答案】A

【解析】 【详解】由图示可知，气体压强：p 2=p 1+h ＞p 1，设气体的温度为T ，水银柱不动，说明气体体积不变，两

部分气体压强变化量相等，气体发生等容变化，由查理定律得： p p T t

?=? 解得：

T t p p ?=? 因为p ?、T 相同，初始压强大的t ? 小，则

2t t ?>?1 故选A 。

7. 关于作用力和反作用力做功的关系，下列说法中正确的是（ ）

A. 当作用力做正功时，反作用力一定做负功

B. 当作用不做功时，反作用力也不做功

C. 作用力和反作用力做的功一定大小相等、正负相反

D . 作用力做正功时，反作用力也可以做正功

【答案】D

【解析】

【详解】作用力与反作用力是否做功，应利用功的定义，在力的方向上是否有位移，相互作用的两个物体，如果其中一个固定，另一个则可能做正功或负功，例如两个同种电荷或异种电荷。

故选D 。

8. 导体棒ab 置于光滑圆弧形金属导轨上，导轨下端接有电源，如图所示．磁场方向为下列哪一种情况时能使导体棒静止在导轨上( )

A . 沿ab 方向

B. 沿ba 方向

C. 竖直向下

D. 竖直向上

【答案】C

【解析】

【详解】导体棒受重力G 、支持力F 与安培力F B 作用，

重力G 与支持力F 的合力为F 合，导体棒静止，

处于平衡状态，由平衡条件可知，安培力F B 与F 合重力等大反向，

安培力水平向里，由图示可知，ab 棒中的电流由a 指向b ，

由左手定则可知，磁场竖直向下；

故选C ．

9. 物理学家蔡特曼和柯氏于1930—1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设计了如图所示的装置。半径为R 的圆筒B 可绕O 轴以角速度ω匀速转动，aOcd 在一直线上，银原子以一定速率从d 点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝c 打在圆筒内壁b 点，aOb θ∠=，ab 弧长为s ，其间圆筒转过角度小于90°，则下列判断正确的是（ ）

A. 圆筒逆时针方向转动

B. 银原子在筒内运动时间s

t ω=

C. 银原子速率为R ωθ

D. 银原子速率为22s

R ω 【答案】D

【解析】 【详解】据题，银原子从d 打在圆筒内壁b 点时其间圆筒转过角度小于90°，则知圆筒沿顺时针方向转动；银原子在筒内运动时间为：

s t R θωω=

= 银原子速率为：

22222

R R R R v t s ωωθθω

====

故D 正确ABC 错误。

故选D 。

10. 如图所示，两个闭合正方形线框A 、B 的中心重合，放在同一水平面内。当小线框A 中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B ，下列说法中正确的是（ ）

A. 有顺时针方向的

电流且有收缩的趋势

B. 有顺时针方向的电流且有扩张的趋势

C. 有逆时针方向的电流且有收缩的趋势

D. 有逆时针方向的电流且有扩张的趋势

【答案】D

【解析】

【详解】小线框A 中通有不断增大的顺时针方向的电流时，由右手螺旋定则可知，小线框A 中电流的磁场向里且逐渐增大，根据叠加原理可知线框B 中电流的磁场向里且逐渐增大，由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以线框B 中感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向；根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可得线框B 有扩张的趋势，故A 、B 、C 错误，D 正确； 故选D 。

11. 如图所示，质量为M 导热性能良好的气缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上．气缸内有一个质量为m 的活塞，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气．气缸内密封有一定质量的理想气体．如果大气压强增大（温度不变），则（ ）

A. 气体的体积增大

B. 细线的张力增大

C. 气体的压强增大

D. 斜面对气缸的支持力增大

【答案】C

【解析】

【详解】设大气压强为P 0，封闭气体压强为P ，活塞面积为S ，斜面倾角为θ，对活塞列受力平衡方程得：PS=P 0S-mgsinθ，故当P 0增大时，P 增大，由玻意耳定律得，气体体积减小，故A 错误，C 正确．对封闭气体和汽缸及活塞整体受力平衡得，细线拉力与大气压强度的改变没有关系，即细线的张力不变，故B 错误．对封闭气体和汽缸及活塞整体受力平衡得，斜面的支持力与大气压强度的改变没有关系，故D 错误．故选C ．

【点睛】此题是对玻意尔定律的考查对于封闭气体的状态变化，关键要分清是什么过程，哪些量在变化，求解系统的外力时，注意选择合理研究对象；压强的判断可对活塞或者气缸为研究对象列方程求解. 12. 如图所示，当AB 间加上电压时，R 1、R 2、R 3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R 1：R 2：R 3为（ ）

A. 1：1：4

B. 1：1：1

C. 1：1：2

D. 2：2：1

【答案】A

【解析】 【详解】因R 1和R 2串联，电流相等，且消耗的功率相等，根据P =I 2R 可知R 1=R 2；因并联支路电压相等，

上面支路的功率等于R 3功率的2倍，根据2

U P R

=可知，R 3=2R 12=4R 1，即 R 1：R 2：R 3=1：1：4

A ．1：1：4，与结论相符，选项A 正确；

B ．1：1：1，与结论不相符，选项B 错误；

C ．1：1：2，与结论不相符，选项C 错误；

D ．2：2：1，与结论不相符，选项D 错误；

故选A.

二、填空题（共5小题，20分，每题4分）

13. 如图所示，实线是一列简谐横波在10t =时的波形图，虚线为20.5s t =时的波形图，已知210t t T <-<（T 为周期），10t =时，2m x =处的质点A 正向y 轴正方向振动。则质点A 的振动周期为______s ；波的传播方向是______。（选填：“沿着x 轴的正方向”、“沿着x 轴的负方向”、“沿着y 轴的正方向”和“沿

着y 轴的负方向”）

【答案】 (1). 2 (2). 沿着x 轴的正方向

【解析】

【详解】[1]已知0＜t 2-t 1＜T ，则根据波形的平移得知，波传播的时间

2114

t t T -= 得到

()21440.5s 2s T t t =-=?=

[2]根据t 1=0时的波形图上x =2m 处的质点A 正向y 轴正方向振动，判断出波的传播方向沿着x 轴的正方向。 14. 如图所示，一根细绳的上端系在O 点，下端系一个重球B ，放在光滑的斜面体A 上。现用水平推力F 向右推斜面体使之在光滑水平面上向右缓慢运动一段距离（细绳尚未到达平行于斜面的位置）。在此过程中：A 的位移大小与B 的位移大小______（选填：“相等”或“不相等”）；A 对B 所做功的大小与B 对A 所做功的大小______（选填：“相等”或“不相等”）。

【答案】 (1). 不相等 (2). 相等

【解析】

【详解】[1]做出斜面体向右移动一段距离后的情况如图，斜面体上各点的运动情况相同，位移可以用图中的红色线表示，小球的位移如图中绿色线表示，可知二者的位移是大小是不相等的。

[2]小球B 对斜面体A 的弹力与斜面体A 对小球B 的弹力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相

反；弹力的方向垂直于斜面的方向，由几何关系可知，二者的位移在垂直于斜面的分量是相等的，所以A 对B 所做功的大小与B 对A 所做功的大小相等，一正一负。

15. 某人造地球卫星质量为m ，其绕地球运动的轨道为椭圆。已知它在近地点时距离地面高度为h 1，速率为v 1，加速度为a 1，在远地点时距离地面高度为h 2，速率为v 2，设地球半径为R ，则该卫星由近地点到远地点过程中地球对它的万有引力所做的功为______。在远地点时运动的加速度a 2为______。

【答案】 (1). 222111W 22mv mv =

- (2). 2

1212R h a a R h ??+= ?+?? 【解析】

【详解】[1]由动能定理，卫星由近地点到远地点过程中地球对它的万有引力所做的功为 222111W 22

mv mv =

- [2]由牛顿第二定律 ()

121Mm

G ma R h =+ ()222Mm G

ma R h =+

解得 2

1212R h a a R h ??+= ?+??

16. 小球从离地高5.8m 的平台以某一初速度做竖直上抛运动，测得抛出后第3s 内经过的路程为3.4m ，可知小球抛出的初速度大小为______m/s ，落到地面时速度大小为______m/s 。（重力加速度210m/s g =）

【答案】 (1). 22m/s 或28m/s

(2). /s 或30m /s

【解析】

【详解】[1]抛出后第三秒内路程为 3.4m s =，设其上升时间为t ，则下落时间为(1-t )。 ()2211122

s gt g t =

+- 代入数据，可得 10.2s t =，20.8s t =

根据竖直上抛运动规律，可知

()002v g t =-+

小球抛出初速度

010222m /s 28m /s v v ==，

[2]根据竖直上抛运动规律，可知

2202gh v v =-

代入数据，可得

12106m /s 30m /s v v ==，

17. 如图，质量为m ，横截面为直角三角形的物块ABC ，AB 边靠在竖直墙面上，与竖直墙面之间的动摩擦因数为μ，ABC α∠=。现用方向垂直于斜面BC ，大小为F 的推力作用在物块上，物块静止不动，重力加速度为g ，则竖直墙面对物块的摩擦力大小为______。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使物块保持静止，动摩擦因数应满足______。

【答案】 (1). sin f mg F α=+ (2). sin cos mg F F αμα

+≥

【解析】 【详解】[1]对物块受力分析，受推力F 、重力G 、支持力N 和向上的静摩擦力f ，如图

由于物块保持静止，根据共点力平衡条件，有x 方向

cos 0N F α-=

y 方向

sin 0f G F α--=

由以上两式，解得

sin f mg F α=+

[2]竖直方向上合力为零，有

sin mg F f α+=

又f =μN ，要使物块保持静止，动摩擦因数应满足 sin cos mg F F αμα

+≥

三、综合题（共3小题，40分） 18. 如图所示的是“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验装置，其中对应的传感器（A ）是______传感器，传感器（B ）是______传感器。

【答案】 (1). 压强 (2). 温度

【解析】

【详解】[1]“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验装置含有压强传感器和温度传感器。压强传感器只需要联通就可以和待测气体保持压强相同，因此上方是压强传感器

[2]温度传感器需要和待测气体充分接触，才能达到温度平衡，因此应该在储气罐保持密切接触，因此B 为温度传感器。

19. 如图（a ）所示为“用DIS 描绘电场的等势线的实验装置图，实验过程有如下操作步骤:

①将其中一个探针与导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，并将这些点压印在白纸上.②在一块平整的木板上，依次铺放白纸、复写纸、导电纸，用图钉固定.③合上电键.④取出白纸画出各条等势线.⑤在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极（图中A 、B ），并将两个电极分别与电源的正负极相连.⑥重复步骤，找出其它4个基准点的等势点.⑦用探针压印

的方法把A 、B 的位置标记在白纸上.在两电极的连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它

们的位置压印在白纸上.

（1）将每一步骤前的序号按正确的操作顺序填写:_______________________；

（2）该实验中，在两个电极的连线上选取间距相等的a 、b 、c 、d 、e 五个点作基准点，如图（b ）所示，实验中若发现a 点电势低于b 点电势，说明电极A 与电源的_______（选填“正”或“负”）极相连； （3）实验中测得a 、b 两点间的电压为1U ，b 、c 两点间的电压为2U ，则1U _______2U （选填“大于”、“小于”或“等于”）.

【答案】 (1). ②⑤⑦③①⑥④ (2). 负 (3). 大于

【解析】

【详解】(1)[1]本实验采用恒定电流场来模拟静电场的方法来描绘电场的等势线，先安装实验装置，第一、二步骤是②⑤．再选好基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上．第三步是⑦．再进行操作寻找等势点，所以第四、五步是③①．再重复实验画图．最后两步是⑥④；按正确的操作顺序是：②⑤⑦③①⑥④；

(2)[2]若发现a 点电势低于b 点电势，则电场线方向由B 到A ，B 接线柱接电源的正极，A 接线柱接电源的负极；

(3)[3]根据等量异种电荷电场线的分布情况可知，a 、b 两点间电场线比b 、c 两点间电场线密，则a 、b 两点间的场强比b 、c 两点间的场强大，由U =Ed 可知，

U 1大于U 2；

20. 如图所示，粗糙的斜面AB 下端与光滑的圆弧轨道BCD 相切于B ，整个装置竖直放置，C 是最低点，圆心角37θ?=，D 与圆心O 等高，圆弧轨道半径1m R =，斜面长4m L =。现有一个质量0.1kg m =的小物体P 从斜面AB 上端A 点无初速度下滑，物体P 与斜面AB 之间的动摩擦因数0.25μ=。不计空气阻力，210m/s g =，sin370.6?=，cos370.8?=，求：

(1)物体沿斜面AB 下滑时的加速度大小a ；

(2)物体P 第一次通过C 点时的速度大小C v ；

(3)物体P 从D 点向上到达最高点为E ，求E 到D 的高度。

【答案】(1)4m/s 2；(2)6m/s ；(3)0.8m

【解析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律有

sin cos mg mg ma θμθ-=

得

2sin cos 4m/s a g g θμθ=-=

(2)物体P 从A 下滑道C 的过程中，根据动能定理得

21sin 37(1cos37)cos372

C mgL mgR mg L mv μ???=

?+-- 解得

6m/s C v = (3)令ED 间的高度为h ，C 到E 由机械能守恒定律知

21()2

C mg h R mv +=

解得E 到D 高度为 36(1)m 0.8m 210

h =-=? 21. 如图所示，光滑绝缘水平面上静止放置一根长为L 、质量为m 、带Q +电量的绝缘棒AB ，棒的质量和电量分布均匀，O 点右侧区域存在大小为E 、水平向左的匀强电场，B 、O 之间的距离为0x 。现对棒施加水平向右、大小为4QE F =

的恒力作用，求： (1)B 端进入电场8

L 时加速度的大小和方向； (2)棒在运动过程中获得的最大动能km E ；

(3)棒具有电势能的最大可能值pm E 。（设O 点处电势为零）

【答案】(1) 8QE a m =

，方向水平向右；(2) 0()48

km QE L E x =+ ；(3)见解析 【解析】 【详解】(1) 根据牛顿第二定律：

()48QE L Q E ma L

-?= 解出

8QE a m

=

方向水平向右． (2) 设棒进入电场x 时，其动能达到最大，此时棒所受合力应为零，即：

4QE Q x E L

=? 得

14

x L =

动能定理： 0(0)4()04

2

k QE QE x x x E ++-=- 解出动能最大值 0()48

km QE L E x =

+ (3) 设绝缘棒恰好能够全部进入电场， 0()042

QE Q x L EL +-= 解出得

x 0=L

存在三种可能性：可能1，x 0=L 时，电势能最大值

12m E QEL =

可能2，x 0＜L ，棒只能部分进入电场，设进入电场x ，动能定理：

00()04

2

xQE QE L x x x ++-=

，x = 电势能最大值

0(4m QE E x = 可能3，x 0＞L ，棒全部进入电场，设进入电场x ′，动能定理： 0()()042QE QE x x L QE x L '+---=，023x L x '+=

电势能最大值 00042(2)

()4436m x L QE x L QE QE E x x ++=+=?=

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/c584.html