山西省忻州市原平育才中学高三物理模拟试卷含解析

山西省忻州市原平育才中学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.下列图象均能正确皮映物体在直线上的运动，则在t=2s内物体位移最大的是（

）参考答案：B2.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙。用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E。这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是A.撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B.撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为ED.撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/3参考答案：BD撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故A错误，B正确．撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体的相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v0．根据动量守恒和机械能守恒得2mv0=3mv，E=?3mv2+EP，又E=m，联立得到，弹簧的弹性势能最大值为EP=．故C错误，D正确．故选BD。3.下列几种运动，运动状态发生变化的是（）A．汽车沿着上坡坡道匀速直线前进B．降落伞吊着货物斜向下匀速降落C．船在海面上向东北方向匀速航行D．火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进参考答案：D【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】状态与时刻对应，过程与时间间隔对应，故运动状态用瞬时速度描述，速度是矢量，大小或方向的变化都是速度发生变化．【解答】解：A、汽车沿着上坡坡道匀速直线前进，瞬时速度不变，故运动状态不变，故A错误；B、降落伞吊着货物斜向下匀速降落，瞬时速度不变，故运动状态不变，故B错误；C、船在海面上向东北方向匀速航行，瞬时速度不变，故运动状态不变，故C错误；D、火车沿水平面内的弯曲轨道匀速前进，是曲线运动，速度的方向时刻改变，故运动状态是改变的，故D正确；故选：D4.如图所示，物体以一定的初速度从A点冲上固定的粗糙斜面，到达斜面最高点c后沿斜面反向下滑，已知物体沿斜面向上运动到AC长度处的B点时，所用时间为t，则（）A．物体由B到c的时间为 B．物体由C到B的时间为tC．物体由A到C的时间为2t D．物体由C到A的时间小于2t参考答案：C【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题．【分析】采用逆向思维，结合匀变速直线运动的位移时间公式求出CB、CA的时间之比，从而得出CB与BA的时间之比，得出物体从B滑到C所用的时间．根据牛顿第二定律得出上滑和下滑的加速度大小，结合运动学公式比较运动的时间．【解答】解：A、物体向上匀减速运动，相当于从静止向下匀加速运动，则：根据x=得，t=，因为CB与CA的位移之比为1：4，则CB与CA的时间之比为1：2，所以CB与BA的时间之比为1：1．则物体从B运动到C的时间tBC=t．A到C的时间为2t．故A错误，C正确．B、根据牛顿第二定律知，返回的加速度小于上滑的加速度大小，则C到B的时间大于B到C的时间，即物体由C到B的时间大于t，故B错误．D、根据牛顿第二定律知，返回的加速度大小小于上滑的加速度大小，则C到A的时间大于A到C的时间，即大于2t，故D错误．故选：C．5.地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（

）A．F1=F2＞F3

B．a1=a2=g＞a3

C．ω1=ω3＜ω2

D．v1=v2=v＞v3参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示。则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是______________（选填“最大，零”）；在t3=0.1s时位于0<x<5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是______________。

参考答案：零，1m<x<3m

7.氢原子第能级的能量为，其中为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则

。参考答案：根据跃迁公式即可解得。8.(4分)从事太空研究的宇航员需要长时间在太空的微重力条件下工作、生活，这对适应了地球表面生活的人，将产生很多不良影响。为了解决这个问题，有人建议在未来的太空城中建立两个一样的太空舱，它们之间用硬杆相连，可绕O点高速转动，如图所示。由于做匀速圆周运动，处于太空中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉。太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向指向

；假设O点到太空舱的距离为90m，要想让太空舱中的宇航员能体验到地面重力相似的感觉，则太空舱转动的角速度大约是

rad/s（g取10m/s2）。参考答案：

答案：沿半径方向向外；1/39.质量为M的均匀直角金属杆aob可绕水平光滑轴o在竖直平面内转动，oa=ob/2=l．现加一水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，并通以电流I，若撤去外力后恰能使直角金属杆ob部分保持水平，如图所示．则电流应从杆的_______端流入；此电流强度I的大小为____________．

参考答案：答案：a

4Mg/9Bl10.一物体在光滑水平面上的A点以一定初速度开始运动，同时受到一个与初速度方向相反的恒力作用，经时间t0力的大小不变，方向相反，使物体回到A点时速度恰为零。则这一过程所需时间为

。参考答案：

答案：11.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。参考答案：12.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图甲。图乙是打出的纸带的一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图所给出的数据可求出小车下滑的加速度a=

。（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的加速度a表示阻力的计算式为Ff=________。参考答案：（1）4；（2）斜面倾角、物体质量（共4分，各2分）；13.（4分）在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1kg的质点，以速度＝10m/s沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图所示。如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间为

s，质点经过Ｐ点时的速率为

____

m/s．（）

参考答案：3；18.03三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5）（6分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少?参考答案：解析：由图知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根据动量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）15.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图，滑板长L=1m，起点A到终点线B的距离S=5m．开始滑板静止，右端与A平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F使滑板前进．板右端到达B处冲线，游戏结束．已知滑块与滑板间动摩擦因数μ=0.5，地面视为光滑，滑块质量m1=2kg，滑板质量m2=1kg，重力加速度g=10m/s2求：（1）滑板由A滑到B的最短时间可达多少？（2）为使滑板能以最短时间到达，水平恒力F的取值范围如何？参考答案：解：（1）滑板一直加速，所用时间最短．设滑板加速度为a2f=μm1g=m2a2a2=10m/s2s=t=1s；

（2）刚好相对滑动时，F最小，此时可认为二者加速度相等F1﹣μm1g=m1a2F1=30N当滑板运动到B点，滑块刚好脱离时，F最大，设滑块加速度为a1F2﹣μm1g=m1a1﹣=LF2=34N则水平恒力大小范围是30N≤F≤34N；

答：（1）滑板由A滑到B的最短时间可达1s（2）为使滑板能以最短时间到达，水平恒力F的取值范围30N≤F≤34N．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位移的关系．【分析】（1）滑板一直加速，所用时间最短，由牛顿第二定律和运动学公式求解时间．（2）刚好相对滑动时，F最小，此时可认为二者加速度相等，当滑板运动到B点，滑块刚好脱离时，F最大，列牛顿第二定律和运动学公式即可求解．17.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛．比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟．已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率P=1.5W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不计．图中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m．（1）求赛车越过壕沟需要的最小速度为v1（2）赛车进入圆轨道前在B点的最小速度v3（3）要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）参考答案：解：（1）设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1，由平抛运动的规律，有：s=v1th=gt2解得：v1=s=2.5×=5m/s（2）设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为v2，最低点的速度为v3，由牛顿第二定律及机械能守恒定律，有：mg=mm=m+mg?（2R）解得：v3===4m/s（3）由于B点以后的轨道均为光滑，故轨道最低点速度应该等于平抛的初速度，通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是：vmin=4m/s设电动机工作时间至少为t，根据功能原理有：pt﹣fL=m由此可得：t=2.53s即要使赛车完成比赛，电动机至少工作2.53s的时间．答：（1）赛车越过壕沟需要的最小速度为5m/s；（2）赛车进入圆轨道前在B点的最小速度为4m/s；（3）要使赛车完成比赛，电动机至少工作2.53s时间．18.质量m=0.016kg、长L=0.5m，宽d=0.1m，电阻R=0.4Ω的矩形线圈，从h1=5m高处自由下落，进入一个匀强磁场，当线