山西省临汾市南王中学2021年高三物理模拟试卷含解析

山西省临汾市南王中学2021年高三物理模拟试卷含解析一、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.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大参考答案：B增大励磁线圈中电流，是增大了磁感应强度，电子在磁场中作匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得：，当磁感应强度增大，反而半径减小，A错；当提高电子枪加速电压，射出的电子速度增大，由上公式可知，R增大，B正确；在C选项中增大励磁线圈中电流，磁感应强度增大，由周期公式有：。从式子可知周期变小，C错；在D选项中提高电子枪加速电压，射出的速度增大，但运转周期与速度无关，周期不变，D错；故本题选择B答案。本题是洛伦兹力演示仪，要求我们知道它在其中运转半径由牛顿第二定律推导出，周期又它的定义求出，再由表达式进行比较中的物理量的变化引起的半径和周期的变化，但还要知道增大电流是增大磁感应强度，提高加速电压是增大电子射出的速度，依此根据表达式分析就不难得到答案。2.在如图所示的静电场中，实线为电场线，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到B，则

A.加速度增大

B.电场力做负功

C.速度增大

D.电势能减小参考答案：CD3.（2010?山西模拟）物体做平抛运动时，它的速度的方向和水平方向间的夹角α的正切tanα随时间t变化的图象是图中的（）A.B.

C.D.参考答案：B解：平抛运动水平方向上的速度不变，为v0，在竖直方向上的分速度为vy=gt，tanα==，g与v0为定值，所以tanθ与t成正比．故B正确，A、C、D错误．故选B．4.如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω。细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与r圆相切，在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球恰好做以O为圆心的大圆在桌面上运动，小球和桌面之间存在摩擦力，以下说法正确的是A．小球做变速圆周运动B．细绳拉力为C．手对细线做功的功率为D．小球与桌面的动摩擦因素为参考答案：CD5.已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，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：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右

磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与阻力平衡，F=f，解得vm=7.已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。阿伏加德罗常数，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。参考答案：

（1）根据，得气体分子连同占据的空间为，气体分子间距离得（2）气泡内气体质量，气泡内气体摩尔数为：，分子数为得：8.如图所示，直角玻璃棱镜中∠A=70°，入射光线垂直于AB面。已知玻璃的折射率为，光在AC面上反射后经BC面反射从AC面第一次射出，则光线在BC面_______（填“发生”或“不发生”）全反射，光线从棱镜AC边第一次射入空气时的折射角为_______。参考答案：发生；4509.左图为一列简谐横波在t=20秒时波形图，右图是x=200厘米处质点P的振动图线，那么该波的传播速度为________厘米/秒，传播方向为________________。

参考答案：100；负X方向10.如图，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s。则左方是

球，碰撞后A、B两球速度大小之比为

。参考答案：A，2:5

11.如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为，活塞与气缸壁间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上．当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为

▲

．参考答案：不变

（2分）

12.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：13.如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。（1）若已知开关K反向后，冲击电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ＝__________（用已知量的符号表示）。（2）待测处的磁感应强度的大小为B＝__________。参考答案：（1）qR/N,（2）qR/2NS解析：（1）由I=q/△t，E=IR，E=N△φ/△t，联立解得△φ=qR/N。（2）由φ＝BS，△φ=2BS，△φ=qR/N，联立解得B＝qR/2NS。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象。(1)图象不过坐标原点的原因是____________________________；(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。参考答案：(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)115.图3是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。图3(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。(2)ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距s＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。参考答案：（1）0.02s（2）0.70cm、0.100m/s四、计算题：本题共3小题，共计47分16.为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的安全距离。我国公安部门规定：高速公路上行驶汽车的安全距离为200m，汽车行驶的最高速度为120km/h，取g=10m/s2，请你根据下面提供的资料，说明计算安全距离为200m的依据。

资料一：驾驶员的反应时间：03~0.6s之间，

资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数路面动摩擦因数干沥青与混凝土路面0.7~0.8干碎石路面0.6~0.7湿沥青与混凝土路面0.33~0.4参考答案：解：由表分析，0.6s是最长的反应时间，对应刹车之前的最大可能距离；0.33是最小的动摩擦因数，对应最大的可能运动距离，

①

由 ②

得：mm略小于200m，因此200m的安全距离是必要的。 ③本题共8分，其中①式2分，②式4分，③式2分。17.如图所示，光滑水平面上静止放置质量M=2kg的长木板C；离板右端x=0.72m处静止放置质量mA=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.4；在板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，g=10m/s2．现在木板上加一水平向右的力F=3N，到A与B发生弹性碰撞时撤去力F．问：①A与B碰撞之前运动的时间是多少？②若A最终能停在C上，则长木板C的长度至少是多少？参考答案：解：①若AC相对滑动，则A受到的摩擦力为：FA=μmAg=0.4×10×1N=4N＞F故AC不可能发生相对滑动，设AC一起运动的加速度为a由有：②因AB发生弹性碰撞，由于mA=mB故AB碰后，A的速度为0AB碰撞后，由AC系统动量守恒定律：Mv1=（M+mA）v由题题意有v1=at=1.2m/s解得AC稳定后的共同速度v=0.8m/s由功能关系和能量守恒得：可得△x=0.12m

故木板C的长度L至少为：L=x+△x=0.72+0.12m=0.84m答：①A与B碰撞之前运动的时间1.2s；②若A最终能停在C上，则长木板C的长度至少是0.84m．18.在直角坐标系y轴右侧有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向沿y轴负方向，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为q的正粒子(重力不计)从坐标原点O沿x轴正方向做直线运动，运动到A点时撤去电场，当粒子在磁场中运动到距离原点O最远处P点(图中未标出)时，撤去磁场，同时加另一匀强电场，其方向沿y轴负方向，最终粒子垂直于y轴飞出。已知A点坐标为(a，0)，P点坐标为。求(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。(2)磁场的磁感应强度艿和粒子运动到彳点时速度v的大小。(3)整个过程中电场力对粒子做的功。(4)粒子从原点D开始运动到垂直于y轴飞出过程所用的总时间。参考答案：见解析（1）粒子的运动轨迹如图，由P点距原点最远可知，粒子做圆周运动的圆心在OP连线上。设AP段粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，由几何关系得

①（2）OA段粒子做匀速直线运动，由二力平衡得

②设AP段粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律得

③②③三式联立得

④

⑤（3）PQ过程的逆过程可看做类平抛运动，故粒子从y轴射出时的速度为