2021-2022学年河南省商丘市业庙乡联合中学高三物理模拟试题含解析

2021-2022学年河南省商丘市业庙乡联合中学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，物块A、B静置在水平地面上，某时刻起，对B施加一沿斜面向上的力F，力F从零开始随时间均匀增大，在这一过程中，A、B均始终保持静止．则地面对A的（）

A．支持力不变

B．支持力减小

C．摩擦力增大

D．摩擦力减小参考答案：BC2.如图所示，半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B0，磁场方向垂直纸面向里．半径为b的金属圆环与圆形磁场同心地位置，磁场与环面垂直．金属环上分别接有相同的灯L1、L2，灯的电阻均为R，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计．MN棒以速率v在环上向右匀速滑动，棒滑过圆环直径OO′的瞬间，灯L1，L2恰好正常发光．现撤去中间的金属棒MN，使磁感应强度随时间均匀变化，为了使灯L1，L2也正常发光，磁感应强度随时间变化率的大小应为（）A．1 B．2 C．3 D．4参考答案：D【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．【分析】由E=B?2av求解感应电动势，由欧姆定律求出流过灯L1的电流；根据法拉第电磁感应定律求出磁场变化产生的感应电动势，由欧姆定律求出回路电流I′，因为灯泡正常发光，所以，联立方程即可求出磁感应强度的变化率；【解答】解：当MN棒滑过圆环直径OO′的瞬间，设由于棒切割磁感线产生的感应电动势为E，通过棒的电流为I、通过灯泡的电流为I1，则有：E=Blv=2B0av…①…②…③由①②③得：…④当撤去中间的金属棒MN，磁感应强度随时间变化时，设磁感应强度的变化率为k，此过程中电路中的感应电动势为E′，感应电流为I′、则有法拉第电磁感应定律得：…⑤…⑥由⑤⑥得：…⑦由题意可知I1=I′，解得：，故D正确，ABC错误；故选：D3.如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是

A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和

B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和

C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能

D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和参考答案：CD4.（单选）对于环绕地球做圆周运动的卫星说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫旱做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（）A．B．C．D．参考答案：考点：万有引力定律及其应用．.专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力提供向心力，得到轨道半径与周期的函数关系，再结合图象计算斜率，从而可以计算出地球的质量．解答：解：由万有引力提供向心力有：，得：，由图可知：，所以地球的质量为：，故B正确、ACD错误．故选：B．点评：本题要掌握万有引力提供向心力这个关系，同时要能理解图象的物理含义，知道图象的斜率表示什么．5.（多选）如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（

）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压C．直径D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷参考答案：ABD质谱仪和回旋加速器的工作原理L4L5解析：A、由左手定则可知，粒子带正电，而粒子在MN间被加速，故A正确；B、根据电场力提供向心力，则有qE=，又有电场力加速运动，则有qU=mv2，从而解得：U=，故B正确；C、根据洛伦兹力提供向心力，则有：qvB=，结合上式可知，PQ=，若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点说明运动的直径相同，由于磁场，电场与静电分析器的半径不变，则该群离子具有相同的比荷，故C错误，D正确；故选：ABD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的外轨（选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把内轨（选填“外轨”、“内轨”）适当降低一定的高度．如果两轨道间距为L，内外轨高度差为h，弯道半径为R，则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为．参考答案：考点：向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，进而判断降低哪一侧的高度．火车对内外轨轨道均无侧向挤压时，火车拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根据牛顿第二定律求解火车的行驶速度．解答：解：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，则火车的外轮对轨道有侧向挤压，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度，使外轨高于内轨．设路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得：mgtanθ=m由于θ较小，则tanθ≈sinθ≈解得v=故答案为：外轮，内轨，．点评：本题是生活中圆周运动问题，关键是分析受力情况，分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系，难度不大，属于基础题．7.科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动（1）上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列应为

（2）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，其中

是事实，

是推论参考答案：_②③①④

，

②

，

③①④

8.甲车以加速度3m/s2由静止开始作匀加速直线运动，乙车落后2s在同一地点由静止出发，以加速度4m/s2作匀加速直线运动，两车运动方向致，在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是

。参考答案：（24m）9.如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且ac=ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】定量思想；方程法；比例法；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据题干中的信息，找出在虚线两侧运动时的半径，利用洛伦兹力提供向心力列式，即可解答正离子吸收的电子的个数．【解答】解：由a到b的过程，轨迹半径为：r1=…①此过程洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n个电子，因电子的质量不计，所以正离子的速度不变，电量变为q﹣ne，有b到c的过程中，轨迹半径为：r2==…③洛伦兹力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④联立①②③④得：n=选项B正确，ACD错误故选：B10.如图(a)所示为一实验小车自动测速示意图。A为绕在条形磁铁上的线圈，经过放大器与显示器连接，图中虚线部分均固定在车身上。C为小车的车轮，B为与C同轴相连的齿轮，其中心部分使用铝质材料制成，边缘的齿子用磁化性能很好的软铁制成，铁齿经过条形磁铁时即有信号被记录在显示器上。已知齿轮B上共安装30个铁质齿子，齿轮直径为30cm，车轮直径为60cm。改变小车速度，显示器上分别呈现了如图（b）和（c）的两幅图像。设（b）图对应的车速为vb，（c）图对应的车速为vc。（1）分析两幅图像，可以推知：vb_________vc（选填“>”、“<”、“=”）。（2）根据图(c)标出的数据，求得车速vc=__________________km/h。参考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。11.研究加速度和力的关系加速度和质量的关系：两个相同的小车并排放在光滑水平轨道上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动．（1）利用这一装置，我们来研究质量相同的两辆小车在不同的恒定拉力作用下，它们的加速度是怎样的．由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，由公式

，只要测出两小车

之比就等于它们的加速度a之比．实验结果是：当小车质量相同时，a正比于F．（2）利用同一装置，我们来研究两辆小车在相同的恒定拉力作用下，它们的加速度与质量是怎样的．在两个盘里放上相同数目的砝码，使两辆小车受到的拉力相同，而在一辆小车上加放砝码，以增大质量．重做试验，测出

和

．实验结果是：当拉力F相等时，a与质量m成反比。（3）实验中用砝码（包括砝码盘）的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是

（4））将夹子换为打点计时器，可以通过所打纸带计算出物体的加速度。某次实验所得图线如图所示。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_________，小车的质量为________。参考答案：．(1)

位移(2)

小车质量

通过位移

(3)

砝码与砝码盘质量远远小于小车的总质量

(4)

12.氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢离子需要吸收的能量至少是

eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射

种不同频率的光子。参考答案：13.6eV（3分）

3（3分）解析：要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少等于氢原子的电离能13.6eV。一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射2+1=3种不同频率的光子。13.（5分）

，称为核反应；与衰变过程一样，在核反应中，

守恒、

守恒。参考答案：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应；质量数、电荷数三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.甲同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，示数如图所示，该铜丝的直径为_________mm。有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．乙同学用它测量一工件的长度，游标卡尺的示数如图所示，该工件的长度为

mm。

s/mF/Nv/(m·s－1)0.301.000.000.310.990.310.320.950.440.350.910.670.400.810.930.450.741.100.520.601.30

参考答案：__4.832___mm

101.20

mm。15.如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置．两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明

▲

，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关系式

▲

，则说明该实验动量守恒.参考答案：解：两滑块自由静止，滑块静止，处于平衡状态，所受合力为零，此时气垫导轨是水平的；设遮光条的宽度为d，两滑块的速度为：vA=，vB=…①，如果动量守恒，满足：mAvA﹣mBvB=0…②，由①②解得：．故答案为：气垫导轨水平；．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，AB为粗糙的长直斜面，动摩擦因数μ=0.4，与水平方向的夹角θ=37°，BC为光滑水平面，CDE为光滑曲面，B、C两接口处均光滑连接。D、E两点离水平地面的高度分别为h1＝8.64m，h2＝4m。一质量m＝0.20kg的滑块由斜面上某一点P从静止开始下滑，在斜面上始终受一水平向右恒力F=1N的作用，到达B点时立即撤去拉力F，从P点到达C点共经历t＝3s。已知PB与BC长度之和为32m。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2）（1）滑块沿AB段运动时加速度a和所用时间t1；（2）若水平向右恒力F大小可调，则恒力F在何范围内可使滑块沿PB、BC运动越过曲面落地。某同学对第二问的解答如下：若要使滑块越过曲面落地，则离开曲面E点时的速度至少为0。从P点至E点列出动能定理。即可求得所需的最小恒力。请判断该同学的解答是否正确，并说明理由，若该同学解答错误则求出正确的恒力范围。参考答案：（1）由牛顿第二定律 Fcosq+mgsinq-mN＝ma ① （1分）由垂直斜面方向受力平衡可得 N=mgcosq-Fsinq②联立①②可得加速度 a＝8m/s2 （1分）S=S1+S2= （1分）得 t1=2s （1分）（2）该同学回答错误。 （1分）错误1：至少滑到D点速度为0才可以越过曲面落地。 （1分）错误2：在斜面上力F不能过大，否则物块将离开斜面运动。 （1分）从P至D动能定理 （1分）得 F1=0.5N （1分）F2sinq=mgcosq （1分）得 F2=2.67N （1分）所以恒力F的范围应该为 即 17.如图所示，木块A的质量mA=1kg，足够长的木板B质量mB=4kg，质量mC=4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦．现使A以v0=12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速度弹回．（取g=10m/s2）①求B运动过程中的最大速度的大小；②碰撞后C在B上滑行了2m，求B、C之间的动摩擦因数．参考答案：考点： 动量守恒定律．专题： 动量定理应用专题．分析： A与B发生碰撞B获得速度，开始做匀减速直线运动，C开始做匀加速直线运动，当BC速度相同时，两者相对静止，A与B碰后瞬间，B速度最大．B与C速度相同时，C速度最大，根据动量守恒和能量守恒求解C运动过程中的最大速度大小和整个过程中系统损失的机械能．解答： 解：（1