2022-2023学年安徽省合肥市城西成人高中学校高三物理模拟试题含解析

1、2022-2023学年安徽省合肥市城西成人高中学校高三物理模拟试题含解析一、 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. 如图所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线ab连接，其余部分未与杆接触。杆电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d，在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感强度为B，现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t=0导线从时刻O点进入磁场，直到全部穿过过程中，外力F所做功为 （ ）A B CD 参考答案：B2. 已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T

2、，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（ ） A卫星距离地面的高度为 B卫星的线速度为 C卫星运行时受到的向心力大小为 D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度参考答案：BD3. 如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一 小铁球，横杆右边用一根细线吊一小铁球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成a角，若a， 则下列说法正确的是 A轻杆对小球的弹力方向与细线平行 B轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上 C轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行，也不沿着轻杆方向 D小车匀速时，=a参考答案：A4. （单选）关于

3、物理学的研究方法，以下说法错误的是（ ） A伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法B卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大法C电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比D合力与分力、总电阻、交流电的有效值用的是“等效替代”的方法参考答案：C5. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为，重力加速度为g，则座舱A. 运动周期为B. 线速度的大小为RC. 受摩天轮作用力的大小始终为mgD. 所受合力的大小始终为m2R参考答案：BD【详解】由于座舱做匀速圆周运动，由公式，解得：，

4、故A错误；由圆周运动的线速度与角速度的关系可知，故B正确；由于座舱做匀速圆周运动，所以座舱受到摩天轮的作用力是变力，不可能始终为，故C错误；由匀速圆周运动的合力提供向心力可得：，故D正确。二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 一位同学受到“研究平抛运动”昀实验启示，他想用如图所示的装置来验证动量守恒定律：一光滑水平台上，等大的甲、乙两小球间有一根被压缩的轻质弹簧，弹簧的原长较短。当弹簧突然释放后，两个小球被弹簧弹射，分别落在水平地面上的P、Q两点，然后该同学进行了下列物理量的测量：A用天平测出甲、乙两个小球的质量分别是m1、m2B用米尺测出甲、乙两个小球的落地点与平台边缘的水

5、平距离分别为s1、s2C用米尺测出平台离地面的高度h(1)上面的三个步骤中，你认为不必要的步骤有_（填序号）。(2)根据需要选用上面A、B、C三个步骤中的物理量来表示，只要满足关系式_,则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。参考答案： (1). C (2). m1 s1 ? m2 s2【详解】（1）两球均做平抛运动，因高度相同，则时间相同；要验证的表达式：m1v1-m2v2=0，即，即m1 s1 ? m2 s2，故不需要测量平台离地面的高度h，即不必要的步骤有C；（2）只要满足关系式m1 s1 ? m2 s2，则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。7. 一根柔软的弹性绳，a、b、c、d为绳上的一系

6、列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图所示现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波，振幅为2cm若a质点开始时先向上运动，经过0.2s d质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，（ad距离小于一个波长）则绳子形成的简谐横波波速可能值为3或2 m/s，此时j质点的位移为0cm参考答案：考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象版权所有专题：振动图像与波动图像专题分析：由题，a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，速度方向可能向下，也可能向上，结合波形得到波长，由时间得到周期，由v=求出波速解答：解：若a质

7、点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向下时，则有，得T=0.4s，=xad，得=4xad=1.2m，波速v=3m/s波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向上时，则得T=0.2s，=xad，得=xad=0.4m，波速v=2m/s，波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm故答案为：3或2，0点评：本题中a的速度方向未知，有两种情况，可能向上，也可能向下，是多解问题，结合波形得

8、到波长和周期，即可求出波速8. （5分）地核的体积约为整个球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34。经估算，地核的地平均密度为_kg/m3。(结果取两位有效数字)参考答案：答案：1.21049. 如图所示，质点O从t=0时刻开始作简谐振动，振动频率为10Hz。图中Ox代表一弹性绳，OA=7 m，AB=BC=5m。已知形成的绳波在绳上的传播速度为10m/s，则在第2 s内A比B多振动_次，B比C多振动_次。参考答案： 次； 次。10. （5分）1999年11月20日，我国发射了“神舟号”载入飞船，次日载入舱着陆，实验获得成功。载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空气阻

9、力与速度的平方成正比，比例系数k，载人舱的质量为m，则此过程中载人舱的速度应为_。参考答案：答案：11. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数 N/ m。（2）当弹簧受到5N的拉力时，弹簧的长度为 cm。参考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。12. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t0时刻波刚好传播到x6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s。请回答下列问题：从图示时刻起再经过_ s，质点B第一次处于波峰；写出从图示时刻起质点A的振动方程为_ cm。参考答案：0.5B点离x=0处

10、波峰的距离为x=24m，当图示时刻x=0处波峰传到质点B第一次处于波峰，则经过时间为波的周期为，图示时刻，A点经过平衡向下运动，则从图示时刻起质点A的振动方程为13. 如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90左右即停止，放电余留20左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/

11、s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要_m2。 当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为_h； 参考答案：1，84 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （10分）一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加速度随时间变化如图所示，设向A的加速度方向为正方向，若从出发开始计时，则： （1）物体的运动情况是_。（2）4

12、S末物体的速度是_，0-4S内物体的平均速度是_。（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图像。参考答案：（1）一直向A运动（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如图（4分） 15. 如图甲所示，斜面倾角为=37，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中、均为直线段。已知线框的质量为M=0.1 kg，电阻为R=0.06 （取g=l0ms-2, sin 37=0.6,

13、cos 37=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则 其中x1=0.36m； 解得=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1 解得a=2m/s2 v1=1.2m/s 其中 x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则 （3）线框刚出磁

14、场时速度最大，线框内电功率最大 由 可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得 将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，长，高，质量的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动当木箱的速度时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力，并同时将一个质量的光滑小球轻放在距木箱右端的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计取求：（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；（2）小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；（3）小球离开木箱时木箱的速

15、度参考答案：17. 如图所示，质量m=4kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数0.2，传送带的长度l6m，当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角37。已知：sin37=0.6, cos37=0.8。求：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力；(2)某时刻剪断绳子，则经过多少时间，物体可以运动到传送带的左端；（3）物体在运动过程中和传送带之间由于摩擦而产生的热量。参考答案：18. 2016年2月11日，美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）团队向全世界宣布发现了引力波，这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。

16、已知光在真空中传播的速度为c，太阳的质量为M0，万有引力常量为G。（1）两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍，合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识，求此次合并所释放的能量。（2）黑洞密度极大，质量极大，半径很小，以最快速度传播的光都不能逃离它的引力，因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。a因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响，我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到，有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T，半径为r0的匀速圆周运动。由此推测，圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M；b严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道，在牛顿体