2021届湖南省湘西土家族苗族自治州永顺县 高三上学期新高考物理模拟（四）（含答案）

第19页/共19页2021届高三新高考物理模拟（四）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟第Ⅰ卷（选择题部分共36分）一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.下列说法正确的是（）A.行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大B.只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离，就可以由F＝G计算物体间的万有引力C.第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度D.若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可绕太阳运行【答案】D【解析】【详解】A．行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，根据开普勒第二定律可知，离太阳越远，运行速率越小，故A错误；B．万有引力定律适用于可以视为质点的两个物体，当两物体间的距离趋近于零时，不再适用，故B错误；C．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，故C错误；D．若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体脱离了地球的束缚，但没有脱离太阳的束缚，故物体可绕太阳运行，故D正确。故选D。2.如图所示，一小球（可视为质点）沿斜面匀加速下滑，依次经过A、B、C三点。已知AB＝18m，BC＝30m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（）A.12m/s，13m/s，14m/s B.10m/s，14m/s，18m/sC.8m/s，10m/s，16m/s D.6m/s，12m/s，18m/s【答案】D【解析】【详解】根据△x=at2得B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则有则C点的速度为vC=vB+at=12+3×2=18m/sA点的速度为vA=vB-at=12-3×2=6m/s则选项ABC错误，D正确。故选D。3.如图所示，A、B两个物块的重力分别是，，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（）A.和 B.和C.和 D.和【答案】D【解析】【详解】弹簧可能是压缩状态，也可能是拉伸状态。设绳子的拉力，地板的支持力，弹簧的弹力为F。分情况讨论：(1)如果弹簧是压缩状态时，A、B受力图如图所示对物体A对物体B由于、、计算可得，(2)如果弹簧是拉伸状态时，图中的F分别反向。对物体A对物体B计算可得，故D正确，ABC错误。故选D。4.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（）A.小车静止时，F=mgsinθ，方向沿杆向上B.小车静止时，F=mgcosθ，方向垂直杆向上C.小车向右以加速度a运动时，一定有D.小车向左以加速度a运动时，，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角α满足【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力方向竖直向上，故AB错误；C．小车向右以加速度

a运动时，如图甲所示，只有当时，才有故C错误；D．小车向左以加速度

a运动时，根据牛顿第二定律可知小球受到的合力水平向左，如图乙所示，则杆对球的作用力方向斜向左上方，与竖直方向的夹角满足故D正确。故选D。5.地球的近地卫星线速度约为8km/s，已知月球质量约为地球质量的，地球半径约为月球半径的4倍，下列说法正确的是()A.在月球上发射卫星的最小速度约为8km/s B.月球卫星的环绕速度可能达到4km/sC.月球的第一宇宙速度约为1.8km/s D.“近月卫星”的速度比“近地卫星”的速度大【答案】C【解析】【分析】根据“地球的近地卫星线速度”、半径比、质量比可知本题考查的是第一宇宙速度相关的知识．根据第一宇宙速度的物理意义，由第一宇宙速度公式代入半径比、质量比即可求解．【详解】ABCD．根据第一宇宙速度，月球与地球的第一宇宙速度之比为：月球的第一宇宙速度约为：在月球上发射卫星的最小速度约为1.8km/s，月球卫星的环绕速度小于1.8km/s．“近月卫星”的速度1.8km/s，小于“近地卫星”的速度．A.在月球上发射卫星的最小速度约为8km/s不符合题意B.月球卫星的环绕速度可能达到4km/s不符合题意C.月球的第一宇宙速度约为1.8km/s符合题意D.“近月卫星”的速度比“近地卫星”的速度大不符合题意6.一铁球悬挂在OB绳的下端，轻绳OA、OB、OC的结点为O，轻绳OA悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上。第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置，如图中的甲所示，弹簧测力计的示数记为F1；第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢释放轻绳，使轻绳OA转动到竖直位置，如图中的乙所示，弹簧测力计的示数记为F2，则（）A.F1恒定不变，F2逐渐增大 B.F1、F2均逐渐增大C.F1先减小后增大，F2逐渐减小 D.F1逐渐增大，F2先减小后增大【答案】C【解析】【详解】题图甲中，OA与OC的合力与重力等大反向，且保持不变，OA的方向不变，通过画矢量图可知，当OC顺时针转动到水平位置时，F1先减小后增大，如图所示题图乙中，设OA绳与竖直方向的夹角为θ，因为OA与OC垂直，且合力与重力等大反向，故F2＝mgsinθ，根据题意，随着θ的减小，F2逐渐减小，如图所示，故C正确，ABD错误。故选C。7.在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（）A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍【答案】A【解析】【详解】设斜面的倾角为，则有解得则小球落在斜面上时的竖直分速度为根据平行四边形定则知小球落至斜面时的速率则有因甲、乙两球的初速度之比为3：1，则两球落在斜面上的速率之比为3：1，即甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的3倍。故选A。8.如图，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上．两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态．已知球B质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角．OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，现将轻质细线剪断的瞬间(重力加速度为g)A.弹簧弹力大小B.球B的加速度为gC.球A受到的支持力为D.球A的加速度为【答案】D【解析】【详解】A、隔离对B分析，根据共点力平衡得：水平方向有：竖直方向有：，则，弹簧弹力，A错误；B、轻绳剪断后，，另两个力不变，此时：，B错误；C、轻绳剪断后，，沿圆弧切线和沿半径方向处理力，瞬间速度为零，沿半径方向合力为零，有：，C错误；D、沿切线方向，，D正确；故选D．9.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面2R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.卫星的线速度为B.卫星的角速度为C.卫星的加速度为D.卫星的周期为【答案】CD【解析】【详解】卫星在距地面2R0高处做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，在地球表面处有，其中r1＝R0，r2＝3R0，联立以上各式解得：，，，，A、B错误，C、D正确．10.如图，在某次比赛中，排球从底线A点的正上方以某一速度水平发出，排球正好擦着球网落在对方底线的B点上，且AB平行于边界CD。已知网高为h，球场的长度为s，重力加速度为g，不计空气阻力且排球可看成质点，则排球被发出时，击球点的高度H和水平初速度v分别为（）A.H=h B.H=hC.v= D.v=【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB．排球做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，由x=vt可知，排球从初位置运动到网的位置与排球从初位置到落地的时间之比为t1∶t2=∶s=1∶2排球在竖直方向上做自由落体运动，由h=gt2得解得H=h，A正确，B错误；CD．排球从被发出至落在B点的过程中有s=vt，所以C错误，D正确。故选AD。11.如图，水平地面上有三个靠在一起物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P，设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是（）A.若μ≠0，则k＝ B.若μ≠0，则k＝C.若μ＝0，则k＝ D.若μ＝0，则k＝【答案】BD【解析】【详解】对整体，由牛顿第二定律有F－μ（m＋2m＋3m）g＝（m＋2m＋3m）a设R和Q之间相互作用力的大小为F1，Q与P之间相互作用力的大小为F2，对R，由牛顿第二定律有F1－μ（3m）g＝3ma解得F1＝对Q和R组成的整体，由牛顿第二定律有F2－μ（2m＋3m）g＝（2m＋3m）a解得F2＝所以与μ无关。故选BD。12.如图甲所示，一长为2m、质量为2kg的长木板静止在粗糙水平面上，有一个质量为1kg可视为质点的小物块置于长木板右端。对长木板施加的外力F逐渐增大时，小物块所受的摩擦力Ff随外力F的变化关系如图乙所示。现改用F1的水平外力拉长木板，取g＝10m/s2，则小物块在长木板上滑行的时间为1s，则下列说法正确的（）A.长木板与水平面间的滑动摩擦力为4N B.F1=22NC.这段时间内小物块的加速度a1＝4m/s2 D.这段时间内长木板的加速度a=6m/s2【答案】BC【解析】【详解】A．由题图乙知力F较小时，小物块和长木板均静止，随着外力的增大二者先一起加速运动，后来发生相对滑动，当F>2N时二者开始加速，表明长木板受水平面的滑动摩擦力Ff2＝2N，故A错误；BCD．当F>14N时小物块和长木板开始相对滑动，根据题意小物块在长木板上滑行时间为1s，则F1>14N，此时小物块受到的摩擦力Ff1＝4N，根据牛顿第二定律Ff1＝ma1解得小物块的加速度a1＝4m/s2由运动学规律知小物块在长木板上滑行的时间满足解得长木板的加速度为a＝8m/s2由牛顿第二定律可得－Ff1－Ff2＝Ma解得F1=22N故BC正确，D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题部分共64分）二、填空题（本题共2道小题，共15分）13.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）．【答案】①.A②.0.233③.0.75【解析】【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度．故本题正确答案为：A；0.233；0.75．14.某研究性学习小组利用气垫导轨验证牛顿第二定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器将采集到的数据传送给计算机。滑块在细线的牵引下向左做加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到电压U随时间t变化的图像，如图乙所示。（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1____Δt2（选填“＞”“＝”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝__________mm。（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要对滑块和钩码组成的系统验证牛顿第二定律，还应测出两光电门间距离L和____________________（写出物理量的名称及符号）。（4）若上述物理量间满足关系式___________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统满足牛顿第二定律。【答案】①.＝②.8.473（8.472~8.474）③.滑块P和遮光条总质量M④.【解析】【详解】（1）[1]检验气垫导轨水平的方法是轻推滑块，看滑块是否做匀速直线运动，则有Δt1＝Δt2。（2）[2]螺旋测微器读数是固定和可动刻度之和，故d=8mm+47.3×0.01mm=8.473mm（3）[3]对滑块和钩码组成的系统，由牛顿第二定律得mg＝（m＋M）a根据速度位移公式有其中，则有结合题中Δt1、Δt2、d、L，可以测量加速度，故还需要测量滑块P和遮光条的总质量M。（4）[4]将（3）中的方程联立得，只需证明三、计算题（本题共3道小题，共34分）15.飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力mg、竖直向上的机翼升力F升、发动机推力F推，空气阻力F阻、地面支持力N和轮胎受地面的摩擦阻力f。已知升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比，即F升=k1v2，F阻=k2v2，k1、k2为已知量，轮胎受地面的摩擦阻力f与地面的支持力成正比，比例系数为μ，假设飞机在跑道上加速滑行时发动机推力F推=。（1）飞机起飞时的速度v多大？（2）若要求飞机在水平跑道上匀加速滑行，则轮胎受地面的摩擦阻力f与地面的支持力成正比的比例系数为μ应满足怎样的条件？（3）若飞机在水平跑道上从静止开始匀加速滑行后起飞，跑道的长度至少多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）根据题意，飞机刚要离开跑道时，地面支持力为零，飞机的升力与重力平衡，故有解得飞机起飞时的速度为（2）设摩擦阻力f与地面的支持力的比例系数为μ，根据牛顿运动定律，得飞机水平方向受推力、摩擦力和阻力作用，合力使飞机产生加速度有代入数据可得要使飞机做匀加速运动，故可知即满足（3）飞机匀加速运动的加速度为起飞的条件为即由匀加速运动关系式得16.如图所示，将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v０水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点C。圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角127°的圆弧，CB为其竖直直径，（sin53°=0.8，g=10m/s2）求：（1）小球经过C点的速度大小；（2）小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小；（3）平台末端O点到A点的竖直高度H。【答案】（1）5m/s；（2）6N；（3）3.36m【解析】【分析】【详解】（1）恰好过C点，也就是在C点，重力提供向心力（2）B→C的过程，由动能定理在B点，合力提供向心力解得（3）O→A，小球做平抛运动，在竖直方向在A点sin53°=A→C过程中联立得：H=3.36m17.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q．【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和解题．(1)从a