广东省东莞市市长安中学2021年高三物理模拟试题含解析

广东省东莞市市长安中学2021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.（多选题）游乐场有一种“花草”游戏，其装置可以抽象称为两个重叠在一起的滑块置于固定的倾角为θ的斜面上，如图所示，两种情况下，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面下滑，下列说法正确的是（）A．若M和m一起沿斜面匀速下滑，图甲中的物块m受摩擦力作用B．若M和m一起沿斜面匀速下滑，图乙中的物块m受摩擦力作用C．若M和m一起沿斜面匀加速下滑，图乙中的物块m一定受到水平向左的摩擦力D．若M和m一起沿斜面匀加速下滑，图甲中的物块m一定受到平行于斜面上摩擦力参考答案：AC【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律．【分析】若M和m一起沿斜面匀速下滑，甲、乙两图中，m都做匀速运动，受力平衡，隔离m，对m受力分析，根据平衡条件求解即可；若M和m一起沿斜面匀加速下滑，分析两个图中m的受力情况，根据牛顿第二定律列方程进行分析．【解答】解：AB、若M和m一起沿斜面匀速下滑，图甲中物块m为研究的对象，m匀速运动，受力平衡，则m受到重力、斜面的支持力和与斜面平行向上的摩擦力；图乙中以m为研究的对象．则由于两个物体一起做匀速运动，所以m只受到重力与支持力的作用，水平方向没有摩擦力，故AB错误；C、若M和m一起沿斜面匀加速下滑，图乙中以整体为研究对象，整体在水平方向有向左的加速度，以m为研究对象，水平方向的摩擦力f=max，方向向左，所以图乙中的物块m一定受到水平向左的摩擦力，C正确；D、若图甲中M和m一起沿斜面匀加速下滑，设M与斜面间的动摩擦因数为μ，则以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：加速度a==g（sinθ﹣μcosθ），设M对m的摩擦力方向沿斜面向下，大小为f，则有mgsinθ+f=ma，得：f=ma﹣mgsinθ=﹣μmgcosθ，负号表示摩擦力方向沿斜面向上．若μ=0，则m和M之间的摩擦力为零，若μ≠0，则m和M之间的摩擦力不为零且沿斜面向上，所以D错误；故选：AC．2.如图所示，一物体从A处下落然后压缩弹簧至最低点，在此过程中最大加速度为a1，动能最大时的弹性势能为E1；若该物体从B处下落，最大加速度为a2，动能最大时的弹性势能为E2，不计空气阻力，则有A．a1=a2，E1<E2

B．a1<a2，E1<E2C．a1<a2，E1=E2

D．a1=a2，E1=E2参考答案：C

3.（多选）某同学用一个空的“易拉罐”做实验，他在靠近罐底的侧面打一个小洞，用手指堵住洞口，向“易拉罐”里面注满水，再把它悬挂在电梯的天花板上；当电梯匀速上升时，他移开手指，水就从洞口喷射出来,在水未流完之前,电梯开始减速上升.关于电梯减速上升前、后的两个瞬间水的喷射情况,下列说法中可能正确的是(

) A.电梯减速前后水的喷射速率不变 B.电梯减速后水不再从孔中喷出 C.电梯减速后水的喷射速率突然变大 D.电梯减速后水的喷射速率突然变小参考答案：BD4.如图所示，小明想推动家里的衣橱，但用尽了力气也推不动，他便想了个妙招，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的“人”字形架，然后往中央一站，衣橱被推动了，下列说法中正确的是

A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱

B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大

C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力

D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力参考答案：C5.如图所示，在XOY平面内有一个以O为圆心，半径为R的圆，P为圆周上的一点，半径OP与x轴成θ角。若空间存在沿y轴正方向场强为E的匀强电场,则O、P两点间的电势差UOP可表示为:(

)A：B:C：D:参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝4.00s。试估算滑块的加速度________.两光电门之间的距离是________。参考答案：0.05m/s2，0.8m7.如图所示，某人在离地面高为10m处，以大小为5m/s的初速度水平抛出A球，与此同时，在A球抛出点正下方，沿A球抛出方向的水平距离s处，另一人由地面竖直上抛B球，不计空气阻力和人的高度，发现B球上升到最高点时与A球相遇，则B球被抛出时的初速度为____________m/s，水平距离s为____________m。

参考答案：10

5

8.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

9.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力）参考答案：(1)0.5（２分）；

0.6810.如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置．现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动．则此过程中，圆环对杆摩擦力F1___

_____(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2___

_____(填增大、不变、减小)。参考答案：不变，增大，11.用直升机悬挂一面红旗，在天空中匀速水平飞行。红旗（包括旗杆）质量m，悬挂红旗的细绳质量不计，与竖直方向成θ角。不计直升机螺旋桨引起的气流对红旗的影响，红旗受到的空气阻力为

；直升机质量M，机身受水平方向的空气阻力f。不考虑空气浮力，直升机螺旋桨受到空气的作用力为

。参考答案：mgtanθ；12.某同学进行用实验测定玩具电动机的相关参数．如图1中M为玩具电动机．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的读数随电流表读数的变化情况如图2所示．图中AB、DC为直线，BC为曲线．不考虑电表对电路的影响．①变阻器滑片向左滑动时，V1读数逐渐减小．（选填：增大、减小或不变）②电路中的电源电动势为3.6V，内电阻为2Ω．③此过程中，电源内阻消耗的最大热功率为0.18W．④变阻器的最大阻值为30Ω．参考答案：考点：路端电压与负载的关系；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：①由闭合电路欧姆定律明确电流及电压的变化；②确定图线与电压表示数对应的关系．根据图线求出电源的电动势和内阻．③判断V2读数的变化情况．电源内阻的功率由P=I2r求解．④当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，由欧姆定律求解变阻器的最大阻值．解答：解：①变阻器向左滑动时，R阻值变小，总电流变大，内电压增大，路端电压即为V1读数逐渐减小；②由电路图甲知，电压表V1测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V1的电压与电流的关系．此图线的斜率大小等于电源的内阻，为r=Ω=2Ω当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V；③当I=0.3A时，电源内阻消耗的功率最大，最大功率Pmax=I2r=0.09×2=0.18W；④当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以R=﹣r﹣rM=（﹣2﹣4）Ω=30Ω．故答案为：①减小；②3.6，2；③0.18；④30．点评：本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．对于电动机，理解并掌握功率的分配关系是关键．13.要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出)．实验中，重力加速度g取10m/s2.图甲图乙(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a＝____________；(2)该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施________．A.每次实验的M＋m′都相等

B.每次实验都保证M＋m′远大于mC.每次实验都保证M＋m′远小于m

D.每次实验的m′＋m都相等(3)根据am图象，可知μ＝________(请保留两位有效数字)．参考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：应为直线，标度的选取要合适(2分)D(2分)(3)0.16(2分)三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻．

（1）他先用多用表电压档直接接在电源两极，读数如图甲，则电源电动势约为

▲

V．（2）为了更准确的测量电源的电动势和内电阻，他用多用表的“直流100mA”档设计了如图乙的测量电路，为了电表安全，请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为

▲

Ω（3）将多用电表的选择开关从OFF旋转至“直流100mA”档，调节电阻箱到合适的值并记录其读数R，合上开关从多用表上读出相应的示数I．（4）重复（3）获得多组数据,根据数据作出了如图丙所示的图线．（5）由图线得干电池的电动势E=

▲

V（保留三位有效数字），内阻r=

▲

Ω（取整数），多用表的内电阻对

▲

（选填“E”、“r”或“E和r”）的测量结果有影响．参考答案：（1）1.3V（1.30V也得分）

（2）13Ω（15Ω也给分）（5）1.45（1.40~1.50均给分）8Ω

r15.(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧形轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝(用H、h表示)。

（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：

h(10－１m)2.003.004.005.006.00s2(10－１ｍ２)2.623.895.206.537.78

请在坐标纸上作出s2—h关系图。（3）对比实验结果与理论计算得到的s2—h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率

(填“小于”或“大于”)理论值。（4）从s2—h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是

。参考答案：答案：（1）4Hh（2）见图

（3）小于（4）摩擦，转动（回答任一即可）解析：（1）根据机械能守恒，可得离开轨道时速度为，由平抛运动知识可求得时间为，可得.（2）依次描点，连线，注意不要画成折线。（3）从图中看，同一h下的s2值，理论值明显大于实际值，而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。（4）由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实际速率明显小于“理论”速率（这一点，可能不少同学会考虑不到）。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，M、N为水平放置、互相平行且厚度不计的两金属板，间距，已知N板电势高，两板间电压×V。现有一质量×，电荷量×的带负电油滴，由N板下方距N为的O处竖直上抛，经N板中间的P孔进入电场，到达上板Q点时速度恰为零。求油滴上抛的初速度。（取）参考答案：17.空间有一静电场，在x轴上的电场方向竖直向下，轴上的电场强度大小按E＝kx分布（x是轴上某点到O点的距离），如图所示。在O点正下方有一长为L的绝缘细线连接A、B两个均带负电的小球（可视为质点），A球距O点的距离为L，两球恰好静止，细绳处于张紧状态。已知A、B两球质量均为m,B所带电量为-q，，不计两小球之间的静电力作用。（1）求A球的带电量；（2）画出A球所受电场力F与x的图像；剪断细线后，A球向上运动，求A球运动的最大速度；（提示：借助F-x图像可以确定电场力做功的规律）（3）剪断细线后，求B球的运动范围。参考答案：（1）A、B两球静止时，A球所处位置场强为

B球所处位置场强为

（1分）

对A、B由整体法得：

（2分）

解得：

（1分）(2)A球所受电场力F与x的图象如图所示：

（1分）

剪断细线后，A球向上运动，当A球的加速度为零时，速度达到最大，此时A球距O点距离为

解得：

（1分）

剪断细线后，A球从运动到获得最大速度，A球上升的高度为

由动能定理得：

（1分）

由图像可知，可得：

（1分）