辽宁省沈阳市六十七中学2022-2023学年高三物理模拟试题含解析

辽宁省沈阳市六十七中学2022-2023学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1.一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小，v始终增大D.a和v都先减小后增大参考答案：C试题分析：由于质点初始处于静止状态，则其所受合力为零．这就相当于受两个等大反向的力：某个力和其余几个力的合力．其中某个力逐渐减小，而其余几个力的合力是不变的，则其合力就在这个力的反方向逐渐增大，这个力再由零增大到原来大小，则合力又会逐渐减小直到变为零，所以合力变化为先增大后减小，故加速度a先增大后减小，因此AD错误；合外力的方式始终与其余几个力的合力保持一致．由牛顿第二定律F合=ma知其加速度先增大后减小．所以从加速变化看只有C项符合，又由于其合外力方向始终不变，则加速度方向始终不变，所以其速度会一直增大．因此B错误，C正确；故选C。考点：牛顿第二定律、力的合成、力的合成与分解的运用。【名师点睛】根据牛顿第二定律可知物体加速度与合外力成正比，并且方向一致，所以本题要想分析其加速度的变化，要来分析合外力的变化情况．而要分析速度的变化，则要先分析加速度的变化情况。2.（多选）如图所示，长为L的轻杆的下端用铰链固接在水平地面上，上端固定一个质量为m的小球，轻杆处于竖直位置，同时与一个质量为M的长方体刚好接触。由于微小扰动，杆向右侧倒下，当小球与长方体分离时，杆与水平面的夹角为30°，且杆对小球的作用力恰好为零，若不计一切摩擦。则A．长方体与小球的质量比是4：1 B．分离时小球的速率为C．分离后长方体的速率为D．长方体对小球做功－mgL／4参考答案：3.（单选）如图，光滑水平面上，质量为M=3kg的薄木板和质量为m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（

）A.做加速运动

B.做减速运动C.做匀速运动

D.上述都有可能参考答案：A4.A、B、C三个物体放在旋转的圆台上，动摩擦因数均为μ。A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）(

)

A．C物体的向心加速度最大

B．B物体的静摩擦力最大

C．当转台转速增加时，C比B先滑动

D．当转台转速增加时，C比A先滑动

参考答案：ACD5.如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．入口处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场；乙粒子以速度v2沿与ab成45°的方向垂直射入磁场，经时间t2垂直于cd射出磁场。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则A.B.C.D.参考答案：AC【详解】画出两粒子的运动轨迹如图；两粒子比荷相同，则周期相同，设为T；设正方形的边长为a，则从d点射出的粒子运动半径为，运动时间；速度为v2的粒子，由几何关系：，运动时间；根据可知；；故选项AC正确，BD错误；故选AC.二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）一个原子中含有

个质子，含有

个中子，含有

个电子。参考答案：92；146；927.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s，质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。参考答案：8.某同学用弹簧秤、木块和细线去粗略测定木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ．木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止．实验的主要步骤是：（1）用弹簧秤测出

；（2）用弹簧秤平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧秤的示数F1；（3）用弹簧秤平行斜面拉动木块，

，记下弹簧秤的示数F2．(4)推导出动摩擦因数μ=

.参考答案：9.如图是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则在车速为15m/s时汽车发动机功率为______W；该汽车作匀加速运动的时间为______s.参考答案：

答案：6×104

510.如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．

(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每大格(5小格)对应的时间为2.50×10－3s，则圆盘的转速为

r/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为

cm.(保留3位有效数字)参考答案：11.一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________________.参考答案：60°；c．解析：根据折射定律n=①由题意：i+r=90°则sin2+sin2r=1②解得：sini=则∠i=60°传播速度v=c12.用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=

（用所给字母表示,比例系数用k表示）。(2)在寻找上述关系中，运用

科学研究方法。

参考答案：（其中k为比例系数）；

(2)控制变量法13.一颗卫星绕某一星球做匀速圆周运动，卫星的轨道半径为r，运动周期为T，星球半径为R，则卫星的加速度为，星球的质量为．（万有引力恒量为G）参考答案：：解：卫星的轨道半径为r，运动周期为T，根据圆周运动的公式得卫星的加速度a=根据万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，=mM=故答案为：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.①、两球跟球相碰前的共同速度多大？②两次碰撞过程中一共损失了多少动能？参考答案：解析：①A、B相碰满足动量守恒（1分）

得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分）

得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

两次碰撞损失的动能（2分）15.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射人，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出．（1）电场强度的大小和方向．（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射人，经时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度大小（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．参考答案：解：（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为v，电场强度为E．可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿x轴正方向且有

qE=qvB

①又

R=vt0②则

E=?③（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动在y方向位移

④由②④式得

y=⑤设在水平方向位移为x，因射出位置在半圆形区域边界上，于是

x=R

又有

x=a⑥得

a=⑦（3）仅有磁场时，入射速度v′=4v，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有qv′B=m⑧又

qE=ma

⑨由③⑦⑧⑨式得

r=R

⑩由几何关系

sinα=

（11）即

sinα=所以α= （12）带电粒子在磁场中运动周期T=则带电粒子在磁场中运动时间

tB=T

所以tB=t0

（13）【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）带电粒子沿y轴做直线运动，说明粒子的受力平衡，即受到的电场力和磁场力大小相等，从而可以求得电场强度的大小；（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，根据类平抛运动的规律可以求得粒子运动加速度大小；（3）仅有磁场时，入射速度v′=4v，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由几何关系可以求得圆周运动的半径的大小，由周期公式可以求得粒子的运动的时间．17.轻质弹簧原长为2r，将弹簧竖直放置在地面上，如图甲所示，在其顶端将一质量为4m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为r，现将该弹簧水平放置，如图乙所示，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接．AB是长度为5r的水平轨道，B端与半径为r的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5．用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r后，撤去外力，P由静止开始沿轨道运动，重力加速度大小为g，弹簧处于弹性限度内．（1）若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求物块P质量的取值范围．参考答案：解：（1）当弹簧竖直放置时，长度被压缩至r时，由机械能守恒定律知，弹簧的弹性势能Ep=4mgr设P到达B点时速度的大小为vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+联立解得vB=2（2）设P的质量为M，为使P能滑上圆轨道，它到达B点的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圆弧轨道滑回，P在圆轨道上上升的高度不能超过半圆弧的中点C．P从B沿圆弧上滑的过程，由机械能守恒定律知≤MgrP从释放到B的过程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+联立解得M≥m所以P质量范围为m≤M＜2m答：（1）若P的质量为m，P到达B点时速度的大小是2；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，物块P质量的取值范围为m≤M＜2m．【考点】功能关系；动能定理的应用．【分析】（1）先研究弹簧竖直放置时弹簧的弹性势能，即可得到用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度r时弹簧的弹性势能．P从释放到B的过程，由能量守恒定律求P到达B点时速度的大小；（2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，则物块P到达B点的速度不能等于零．沿圆弧上升的最大高度不能超过C点，由能量守恒定律求P质量的取值范围．18.如图所示，在倾角为37o的斜面上，一劲度系数为