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上海市闵行区莘松中学2022年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.(多选)一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示.下列选项正确的是() A. 在0~6s内,物体离出发点最远为30m B. 在0~6s内,物体经过的路程为40m C. 在0~4s内,物体的平均速度为7.5m/s D. 在5s~6s内,物体的加速度为5m/s参考答案:解:A.0﹣5s,物体向正向运动,5﹣6s向负向运动,故5s末离出发点最远,最远为:x=×(2+5)×10=35m,故A错误;
B.由面积法求出0﹣5s的位移s1=35m,5﹣6s的位移s2=﹣5m,总路程为:40m,故B正确;
C.由面积法求出0﹣4s的位移s=30m,平度速度为:v==7.5m/s故C正确;
D.由图象知5~6s过程物体做匀加速,a=﹣=﹣10m/s2,故D错误.故选:BC.2.(单选)如图所示,洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中错误的是A.脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的B.水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C.加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好参考答案:B3.(单选)如图所示,将两块水平放置的金属板用导线与一线圈连接,线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场,两板间有一带正电的油滴恰好处于静止状态,则磁场的磁感应强度B随时间t变化的图象是参考答案:C4.(单选)如图所示,B点位于斜面底端M点的正上方,并与斜面顶端A点等高,且高度为h.在A,B两点分别以速度和沿水平方向抛出两个小球a,b(可视为质点),若a球落到M点的同时,b球恰好落到斜面的中点N,不计空气阻力,重力加速度为g,则A.
=B.
=C.a、b两球同时抛出D.a球比b球提前抛出的时间为(-1)参考答案:B5.下列说法正确的是(
)A.速度的变化量越大,加速度就越大B.匀变速直线运动,速度方向与加速度方向相同C.平抛运动是匀变速曲线运动,自由落体运动是物体在只有重力作用下从静止开始下落的运动D.匀速圆周运动的线速度、角速度、周期都不变参考答案:C二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.置于铅盒中的放射源发射的、和三种射线,由铅盒的小孔射出。在小孔外放一张铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场。射线进入电场后,变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图所示,则图中的射线a为
射线,射线b为
射线。参考答案:
7.一质点沿Ox坐标轴运动,t=0时位于坐标原点,质点做直线运动的v—t图像如图所示,由图像可知,在时间t=________s时,质点距坐标原点最远,在前4s内该质点的位移随时间变化的关系式是s=________。参考答案:答案:2,6t-1.5t2
解析:由图像可知,在时间t=2s时,质点距坐标原点最远,在前4s内该质点的位移随时间变化的关系式是s=6t-1.5t2。8.(4分)用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m(重力加速度g取10m/s2,空气阻力忽略不计),物体被提高后具有的势能为
,物体被提高后具有的动能为
.参考答案:答案:103J,103J9.如图所示,一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,若以地面为零势能点,则当物体回到出发点时的动能为EK=__________J,在撤去恒力F之前,当物体的动能为7J时,物体的机械能为E=_________J。
参考答案:EK=60J、
E=28J10.“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中,有以下器材:长螺线管、滑动变阻器、稳压电源、导线、数据采集器和计算机。(1)还需要的器材是
。(2)(多选题)某组同学两次实验得到如图所示同一坐标下的B-d的图线,则两次图线不同的可能原因是(
)(A)在螺线管轴线上移动,两次螺线管加的电压不同(B)在螺线管轴线上移动,两次用的螺线管匝数不同(C)平行于螺线管轴线移动,一次在螺线管内部移动,另一次在螺线管外部移动(D)在螺线管外部,一次平行于螺线管轴线移动,另一次从螺线管轴线处垂直于螺线管轴线远离螺线管移动参考答案:(1)磁传感器
(2)(A
B)11.如图所示,在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球,电荷量分别为+2q和-q,两小球用长为L的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态,重力加速度为g,则细线对悬点O的作用力等于_________.参考答案:以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力如图:重力2mg、电场力,方向竖直向下,细线的拉力T,由平衡条件得:
12.现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)
①让小车自斜面上方一固定点Al从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用米尺测量Al与A2之间的距离s.则小车的加速度a=
。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h。所受重力为mg,则小车所受的合外力F=
。
④改变
,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,1/t2为缎坐标,根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0。
②进行(1)中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
A、方案正确可行。
B、方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C、方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾向有关。
其中合理的意见是
。参考答案:13.
(选修3—4)(4分)如图所示的装置,在曲轴上悬挂一个弹簧振子,若不转动手把,让其上下振动,其周期为T1,现使手把以周期T2匀速转动(T2>T1),振动稳定后,要使弹簧振子的振幅增大,可以让把手的转速
(填“适当增大”、“适当减小”或“不变”),这是因为:
。
参考答案:答案:适当增大;驱动力的频率(或周期)越接近物体的固有频率(或周期),受迫振动振福越大.(每空2分)三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(09年大连24中质检)(选修3—5)(5分)如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A,其上放有一个滑块B,已知木板和滑块的质量均为m=0.8kg,滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,开始时A静止,滑块B以V=4m/s向右的初速度滑上A板,如图所示,B恰滑到A板的右端,求:①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?
参考答案:解析:①因为B做匀减速运动,A做匀加速运动,A,B达到共同速度V1时,B恰滑到A板的右端(2分)
②根据动量守恒
mv=2mv1(1分)
v1=2m/s
……
设A板长为L,根据能量守恒定律
(1分)
L=1m15.质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=45m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2.g取10m/s2.求:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间t;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小.参考答案:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间为3s;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解:设F作用时间为t1,之后滑动时间为t,前段加速度大小为a1,后段加速度大小为a2(1)由牛顿第二定律可得:F﹣μmg=ma1μmg=ma2且:a1t1=a2t可得:a1=0.5m/s2,a2=2m/s2,t1=4t(a1t12+a2t2)=x解得:t=3s(2)由(1)可知,力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12==36m答:(1)撤去力F后物块继续滑动的时间为3s;(2)物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m四、计算题:本题共3小题,共计47分16.据报道,北京首条磁悬浮列车运营线路已经完成前期准备工作,正待命开工。磁悬浮列车它的驱动系统可简化为如图12模型:固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图甲所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,即B=B0sin(2π),如图乙所示。金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。列车在驱动系统作用下沿Ox方向匀速行驶,速度为v(v<v0)。列车所受总阻力虽然很小但不能忽略。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略。(1)可以证明,当线框宽度d=λ/2时,列车可以获得最大驱动力,求驱动力的最大值;(2)由于列车与磁场的相对运动,驱动力大小在随时间变化。写出驱动力大小随时间的变化关系式;(3)为了列车平稳运行,设计方案是在此线框前方合适位置再加一组与线框MNPQ同样的线框M'N'P'Q',两线框间距离满足一定条件时,列车可以获得恒定的驱动力。求恒定驱动力大小及在两线框不重叠的情况下两组线框的MN与M'N'边的最小距离。参考答案:(1)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的位置,这会使得金属框中感应电动势最大,电流最强,也会使得金属框长边受到的安培力最大。此时线框中总的感应电动势为Em=2B0l(v0-v)相应的,根据闭合电路欧姆定律Im=
设此时现况MN边受到的安培力为Fm,根据安培力公式F=BIl
最大驱动力Fm=2B0ImlFm=(2)从MN边在x=0处开始计时,MN边到达x坐标处,磁场向右移动了v0t设此时线框中总的感应电动势为e,则e=2B0l(v0-v)sin(2π)相应的,感应电流为i=(v0-v)sin(2π)
驱动力:F=(v0-v)sin2(2π)(3)为了使驱动力不随时间变化,即需要消除牵引力表达式中随时间变化部分,此时只需线框M'N'P'Q'所受力满足F'=(v0-v)cos2(2π)从而使得F总=(v0-v)sin2(2π)+(v0-v)cos2(2π)F总=(v0-v)不随时间变化
即MN边受力最大时,M'N'受力最小,而MN边受力最小时,M'N'受力最大,即M'N'边与MN边最少相距3λ/4
17.(6分)为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住长降机。放开绳,升降机能到达地球上;人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速g=10m/s2,地球半径为R。求:(1)某人在地球表面用体重计称得重800N,站在升降机中,当长降机以加速度a=g(g为地球表面处的重力加速度)竖直上升,在某处此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球自转的影响,求升降机此时距地面的高度;(2)如果把绳的一端搁置在同步卫星上,地球自转的周期为T,求绳的长度至少为多长。参考答案:解析:(1)由题意可知人的质量m=80kg对人分析:
①
(1分)
②
(1分)
③
(1分)
得:h=3R
④
(1分)
(2)h为同步卫星的高度,T为地球自转周期
,
⑤
(
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