浙江省杭州市中泰中学2021年高三物理模拟试题含解析

浙江省杭州市中泰中学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）如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明

()

A．乘客一定处在超重状态

B．电梯一定是在下降

C．电梯可能是在上升

D．电梯的加速度方向一定是向下参考答案：AC2.枪以竖直向上射出一颗子弹，子弹在空中竖直运动，设空气阻力与子弹速度大小成正比，子弹升到最高点之后，又落回射出点，运动的最高点距抛出点为h，此过程中，下列说法正确的是A．子弹出枪口时的加速度最大B．子弹在最高点时的加速度为零C．下落过程中克服空气阻力做功D．上升过程中合外力做功为参考答案：AD解析：上升过程，重力和阻力均向下，出枪口时速度最大，阻力最大，合外力最大，故加速度最大。在最高点，无阻力，仍受重力，加速度不为零，可得A正确B错误；对上升过程，由动能定理可知D正确。由于阻力，落回抛出点的速度小于v0，对下落过程，由动能定理可知C错误。3.（多选题）如图所示，竖直平面内有A、B两点，两点的水平距离和竖直距离均为H，空间存在水平向右的匀强电场，一质量为m的带点小球从A点以水平速度v0抛出，经一段时间竖直向下通过B点，重力加速度为g，小球在由A到B的运动过程中，下列说法正确的是（）A．小球带负电B．速度先增大后减小C．机械能一直减小D．任意一小段时间内，电势能的增加量总等于重力势能的减少量参考答案：AC【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】将小球的运动分解为水平和竖直方向，水平方向匀减速运动，判断电场力方向，再根据电场力与电场方向关系判断电性；根据合力的方向与速度方向的关系判断小球的速率变化．根据功能关系除重力以外的其他力做正功，机械能增加，其他力做负功，机械能减小；小球运动过程中，重力势能、动能和电势能之和不变，总能量守恒．【解答】解：A、小球在B点的速度竖直向下，水平方向匀减速运动，竖直方向自由落体运动，可知电场力方向水平向左，与电场方向相反，说明小球带负电，故A正确；B、小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力，即合力方向朝左下方，与初速度成钝角，所以开始减速，然后成锐角，可知合力先做负功然后做正功，则速度先减小后增大，故B错误；C、因为电场力做负功，电势能增加，机械能减小，故C正确；D、任意一小段时间，小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，总能量守恒，所以电势能的增加量不等于重力势能的减少量，故D错误；故选：AC4.（单选）如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则关于物体a，b受力个数下面说法正确的是A．铁块b一定受2个力 B．木块a一定受4个力 C．木块a

可能受6个力 D．木块a

可能受5个力参考答案：【知识点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．B3B4【答案解析】B解析：B、C、先对a、b整体受力分析，受到重力和推力，二力平衡，整体不受墙壁的弹力和摩擦力；最后对a受力分析，受到重力、推力、b对a的压力和静摩擦力；故a受到4个力；故C错误，B正确；A、D、再对b受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力，三力平衡，故支持力和静摩擦力的合力与重力平衡，竖直向上，即b受3个力；故A、D错误；故选：B．【思路点拨】先对b受力分析，再对a、b整体受力分析，最后对a受力分析．弹力和摩擦力的有无可以根据假设法判断，即假设存在，或假设不存在，看是否与运动状态相矛盾．5.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为=0.6328μm，=3.39μm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为A．10.50eV

B．0.98eV

C．0.53eV

D．0.36eV参考答案：D解析：本题考查玻尔的原子跃迁理论.根据,可知当当时,连立可知。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为v1=2.4m/s时，物块的速度是

m/s，木板和物块最终的共同速度为

m/s．参考答案：0.8，2解析：由动量守恒定律，Mv-mv=Mv1-mv2，解得v2=0.8m/s；由动量守恒定律，Mv-mv=(M+m)V，解得木板和物块最终的共同速度为V=2m/s。7.

（5分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：反应方程下方的数字中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________MeV。参考答案：答案：1.8×1028.质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为

m/s，方向是

。参考答案：0.6

向左9.（4分）在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1.0×10－8库仑、质量为2.5×10－3千克的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以米为单位，t以秒为单位。从开始运动到5秒末物体所经过的路程为

米，克服电场力所作的功为

焦耳。参考答案：

答案：0.34，3×10－410.一质点作自由落体运动，落地速度大小为8m/s则它是从

m高处开始下落的，下落时间为---------

s参考答案：11.气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图所示），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：弹簧劲度系数k2k3k4k5k6kv（m/s）0.711.001.221.411.581.73v2（m2/s2）0.501.001.491.992.492.99v3（m3/s3）0.361.001.822.803.945.18（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图所示，读得d=

m；（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v=

；（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是

。参考答案：（1）1.62×10-2

（2）d/t

(3)W与v2成正比12.小楠同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中得到一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则：（1）C点相对应刻度尺的读数为

cm；（2）打E点时小车运动的速度vE=

m/s（保留两位有效数字）；（3）小车运动的加速度a=

m/s2（保留两位有效数字）．参考答案：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】根据图示刻度尺确定其分度值，然后读出刻度尺示数；由△x=at2求出加速度，根据匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点对应的速度．【解答】解：（1）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，由图可知，C、D、E、F四点对应的刻度分别是3.00cm、4.90cm、7.00cm、9.60cm，（2）利用匀变速直线运动的推论得：vE==≈0.24m/s（3）由△x=at2可知，小车的加速度：a==≈0.40m/s2．故答案为：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．13.为了探究加速度与力的关系，使用如图13所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)若取M＝0.4kg，改变m的值进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．A．m＝5g

B．m＝15gC．m＝40g

D．m＝400g(2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：____________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。参考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：代入数据解得：答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。15.如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(12分)如图所示，AB为一水平放置的绝缘平板，虚线L右边存在着垂直纸面向里的匀强磁场B。从t=0时刻起再在虚线Ｌ右边加一水平向左的电场，电场强度E随时间t的变化规律是E=Kt。平板上有一质量为m、带电量为q的物体。物体与平板的动摩擦因素为μ。某时刻以速度从虚线左边进入磁场，进入磁场后正好作匀加速运动。（不考虑电场变化对磁场的影响）（1）物体带何种电荷？（2）物体运动的加速度a是多大？（3）物体刚进入磁场时电场强度是多大？参考答案：解析：⑴负电荷

（3分）

⑵刚进入磁场瞬间，由牛顿第二定律得：

F合=qkt－μ(mg+Bqv)=ma

①

（2分）

进入磁场△t瞬间，由牛顿第二定律得：

F′合=qk(t+△t)－μmg－μBq(+a△t)=ma

②

（2分）

解①②得：a=

③

（2分）

⑶③式代入①式得：t=++

④

（2分）

E=kt=

⑤

（1分）17.（12分）如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长为2.8m、质量为10kg。已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1。铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，g取10m/s2。

（1）通过分析计算，说明铁板将如何运动？

（2）加工一块铁板需要多少时间？

（3）加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）

参考答案：解析：（1）开始滚轮给铁板向前的滑动摩擦力F1＝μ1FN＝0.3×100N＝30N

工作台给铁板的摩擦阻力F2＝μ2FN＝0.1×(100+10×10)N＝20N

铁板先向右做匀加速运动：a＝m/s2＝1m/s2

加速过程铁板达到的最大速度vm＝ωR＝5×0.4m/s＝2m/s

这一过程铁板的位移s1＝m＝2m<2.8m，

此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力，F1′＝F2，铁板将做匀速运动。

即整个过程中铁板将先做加速度a＝1m/s2匀加速运动，然后做vm＝2m/s的匀速运动（只要上面已求出，不说数据也得分）

（2）在加速运动过程中，由vm＝at1得

t1＝s

匀速运动过程的位移为s2＝L－s1=2.8m－2m＝0.8m

由s2＝vt2，得t2＝0.4s

所以加工一块铁板所用的时间为T=t1＋t2＝2s＋0.4s＝2.4s