山西省忻州市城关中学2021年高三物理模拟试卷含解析

山西省忻州市城关中学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.（单选）氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2的能态时，发出蓝色光，则氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2的能态时，可能发出的是（

） A．红外线

B．红光

C．紫光

D．射线参考答案：C

2.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是:（

）

A．4cm

B．6cm

C．8cm

D．10cm

参考答案：C3.如图所示，某人用155N的力沿斜面方向向上推一个放在粗糙斜面上的物体，物体重200N，斜面倾角为30o，物体与斜面间动摩擦因数μ=，则物体受到的摩擦力是（

）A．NB．50NC．55ND．75N参考答案：C4.（多选）质量为2．0kg的物体在水平面上运动的v-t图像如图，以水平向右的方向为正。以下判断正确的是A．在0～3s内，质点的平均速度为零

B．在3～5s内，物体的位移为零C．第2s末，合外力的功率为8W

D．在l—6s内，合外力的功为零参考答案：【知识点】匀变速直线运动的图像．A5【答案解析】CD解析：A、在0～3s内，质点的平均速度．故A错误．B、在3～5s内，物体的位移x=vt=2×4=8m．故B错误．C、2s末的速度为2m/s，加速度为a=，根据牛顿第二定律得，F合=ma=4N，根据P=F合v=4×2W=8W．故C正确．D、在1～6s时间内，动能变化为零，根据动能定理，合外力不做功．故D正确．故选：CD．【思路点拨】速度时间图线与时间轴所围成的面积表示物体的位移，根据图线的斜率求出加速度，从而根据牛顿第二定律求出合力，得出合力的功率．根据动能的变化判断合外力做功的情况．5.有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示．若将一带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm．下列说法正确的是（）A．粒子经过P点和Q点时，加速度大小相等、方向相反B．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等C．粒子经过P点与Q点时，动能相等D．粒子在P点的电势能为正值参考答案：C【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据顺着电场线方向电势降低可判断出电场线的方向，确定出粒子所受的电场力方向，由牛顿第二定律分析加速度的方向．φ﹣x图象的斜率大小等于场强E．加速度a=．根据电势关系，分析电势能关系，再由能量守恒定律判断动能的关系．根据功率公式P=Fv，研究功率关系．【解答】解：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，0﹣2mm内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向；在2﹣6mm内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动，加速度沿x轴负方向；φ﹣x图象的斜率大小等于场强E．则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在p点的加速度大于在Q点的加速度，加速度方向相反．故A错误．B、粒子经过P点与Q点时，速率相等，但电场力不同，则根据功率公式P=Fv，可知电场力做功的功率不等．故B错误．C、粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等．故C正确．D、在P点，根据电势能公式Ep=qφ，因为q＜0，φ＞0，所以Ep＜0．故D错误．故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的。参考答案：答案：速度大小，频率解析：第一空不能只写“速度”，因为题中已明确说明了航行方向，即速度方向，所以这里只需写明速度的大小就可以了。也可以填“速率”。7.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。参考答案：

6.4

J，0.8

N·s8.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①--------__________________________________________________________

②__________________________________________________________在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。

________________________________________。

参考答案：--------解析：①--------卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）；②玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）；

或查德威克发现了中子（或其他成就）。选择其中两个。

1为射线，2为射线，3为射线；用途：比如射线可用于金属探伤、放疗、育种等等。只要合理均给分。9.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量小车和拉力传感器的总质量M′；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C点，释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M′与小车中砝码质量之和，|v2－v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)次数M/kg|v2－v12|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根据上表，我们在图中的方格纸上作出ΔE－W图线如图所示，它说明了________参考答案：(1)改变钩码数量

(2)0.6000.610(3)拉力（合力）所做的功近似等于物体动能的改变量10.在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，平行磁场区域的宽度大于线框边长，如图甲所示．测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示．已知图象中四段时间分别为△t1、△t2、△t3、△t4．在△t1、△t3两段时间内水平外力的大小之比1：1；若已知△t2：△t3：△t4=2：2：1，则线框边长与磁场宽度比值为7：18．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．专题：电磁感应——功能问题．分析：线框未进入磁场时没有感应电流，水平方向只受外力作用．可得△t1、△t3两段时间内水平外力的大小相等．设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，根据运动学位移公式得到三段位移与时间的关系式，即可求出则线框边长与磁场宽度比值．解答：解：因为△t1、△t3两段时间无感应电流，即无安培力，则线框做匀加速直线运动的合外力为水平外力．所以△t1、△t3两段时间内水平外力的大小相等．即水平外力的大小之比为1：1．设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，△t2=△t3=2△t4=2△t，线框边长l，磁场宽L根据三段时间内线框位移，得：

v?2△t+a（2△t）2=l

v?4△t+a（4△t）2=L

v?5△t+a（5△t）2=l+L解得：=故答案为：1：1，7：18．点评：此题是电磁感应与电路、力学知识的综合，根据图象上获取的信息，结合E=Blv分析线框的运动情况是解题的关键．11.如图所示装置中，木块B与水平桌面间是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块中，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中动量

，机械能

（填“守恒”或“不守恒”）。

参考答案：12.如图所示，利用动滑轮来吊起质量为20kg的物体，已知拉力F＝140Ｎ，滑轮与绳的质量以及摩擦均不计，则当物体由静止开始升高1ｍ时，物体的动能为

Ｊ参考答案：8013.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F﹣x图线如图所示．（1）由图求出弹簧的劲度系数k=75；（2）图线不过原点的原因是：弹簧自身重力的影响；（3）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比，即F=kx，式中k值与橡皮筋的原长l0、横截面积S有关．理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称为杨氏模量．①在国际单位中，杨氏模量Y的单位是D；A．N

B．m

C．N/m

D．N/m2②若某橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是1.0×107N/m2（结果保留两位有效数字）．参考答案：解：（1）由图可知，弹簧的劲度系数为K===100N/m；（2）该图线不过原点的原因是：弹簧自身有重力，弹簧水平放置其自然长度为L，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长．（3）①由k=Y得：Y==故单位为N/m2②由Y=得，Y==1.0×107N/m2故答案为：（1）100N/m；（2）弹簧自身重力的影响；（3）①D；②1.0×107N/m215.在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：A．电压表V1（0～5V，内阻很大）

B．电压表V2（0～9V，内阻很大）C．电流表A1（0～50mA，内阻很小）

D．电流表A2（0～300mA，内阻很小）E．滑动变阻器R1（0～60Ω）

F．滑动变阻器R2（0～2kΩ）G．直流电源E

H．开关S及导线若干

I．小灯泡（U额=5V）某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端．移动过程中发现小灯末曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U﹣I关系图象如图甲所示．（1）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表

（选填器材代号“A”或“B”），电流表

（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器

（选填器材代号“E”或“F”）．（2）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图．（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为

V，内阻为

Ω．（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连．则每个小灯消耗的实际功率为

W（结果保留两位有效数字）．参考答案：解：（1）从图甲可知，记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V，因此电压表的量程需要选择15V，故电压表选B；通过小灯的电流I最大为：0.2A=200mA，故电流表的量程需要选择500mA，故电流表选D；电路采用滑动变阻器限流接法，为了便于实验操作，滑动变阻器应选小阻值的，故滑动变阻器选E；（2）从图甲可知，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始测量的，因此滑动变阻器采用的不是分压接法，而是限流接法；从图甲可知，小灯泡的电阻为10Ω～30Ω，阻值较小，因此电流表采用外接法，作出的实验电路图如右上图所示；（3）从图甲可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，小灯两端电压U1最大为6V，通过小灯的电流I1最大为0.2A，则此时小灯电阻RL为30Ω，由闭合电路欧姆定律有：I1=当滑动变阻器接入电阻为R1=60Ω时，小灯两端电压U2最小为1V，通过小灯的电流I2最小为0.1A，则此时小灯电阻RL为10Ω，由闭合电路欧姆定律有：I2=解得：E=8V，r=10Ω；（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，根据闭合电路欧姆定律有：E=2U+Ir，解得U=4﹣5I，作出此时的U﹣I图象如图所示图中交点I=0.18A，U=3.1V，则通过每个灯泡的电流为0.18A，每个灯泡的电压为3.1V故每个小灯消耗的实际功率P=0.18A×3.1V≈0.56W；故答案为：（1）B，D，E；（2）如图所示；（3）8，10；（4）0.56．【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．【分析】（1）根据图甲测量数据，选择电压表和电流表，根据滑动变阻器接法，选择滑动变阻器；（2）根据图甲数据，判断滑动变阻器和电流表的接法，再作出实验电路图；（3）根据图甲数据，以及滑动变阻器的最大阻值，利用闭合电路欧姆定律列式，求出直流电源电动势和内阻；（4）在图甲中作出电源的U﹣I图象，交点即为小灯泡串联后的总电流和总电压，再计算每个小灯消耗的实际功率；四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(14分)2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”发射升空，“嫦娥一号”探月卫星的路线简化后示意图如图所示。卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测。若地球与月球的质量之比为=，卫星的停泊轨道与工

作轨道的半径之比为=b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，求：(1)卫星在停泊轨道和工作轨道运行的线速度大小之比？(2)卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期大小之比？参考答案：解析：⑴设“嫦娥一号”卫星质量为m，引力常量为G，卫星在停泊轨道运行时，地球对其万有引力提供圆周运动的向心力，则……………………（2分）

所以……………………（1分）

卫星在工作轨道运行时，月球对其万有引力提供圆周运动的向心力，则

……………………（2分）

所以……………………（1分）

联立上述各式得：……………（2分）

⑵由…