2022-2023学年河北省石家庄市育星中学高三物理模拟试卷含解析

2022-2023学年河北省石家庄市育星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.如图所示的装置，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动。缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气，起初在小活塞上的杯子里放有大量钢球。能使两活塞相对气缸向下移动是：（A）给气缸内气体缓慢加热

（B）取走几个钢球（C）让整个装置自由下落

（D）大气压变小参考答案：[

AD

]2.我国东海为期三个半月的暑期休渔期于九月十六日正式结束，福建沿海渔民驾驶三艘渔船从某港口同时出发，同时到达我国钓鱼岛黄尾屿海域捕鱼。三船运动的位移时间（x-t）图像如图所示，则下列说法正确的是（

）

A．在O—t1时间段内，乙物体做匀加速运动

B．在O—t1时间段内，甲物体的速度方向一直保持不变

C．在O—t1时间段内，三者的平均速度v甲=v乙=v丙

D．在O—t1时间段内，三者的路程L甲>L乙>L丙参考答案：C3.（多选）如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住，处于静止状态．现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是()A．竖直挡板对球的弹力一定增大B．斜面对球的弹力保持不变C．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零D．斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma参考答案：AB解析：A、B以小球为研究对象，分析受力情况，如图：重力mg、竖直挡板对球的弹力F2和斜面的弹力F1．设斜面的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：竖直方向：F1cosθ=mg

①

水平方向：F2-F1sinθ=ma，②

由①看出，斜面的弹力F1大小不变，与加速度无关，不可能为零．故C错误，B正确;由②看出，若加速运动时，F2=F1sinθ+ma．F2将增大，故A正确;D、根据牛顿第二定律知道，重力、斜面和挡板对球的弹力三个力的合力等于ma．故D错误．故选：AB

4.（单选）做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的是A.速率

B.速度

C.速度的变化率

D.合外力参考答案：B5.“快乐向前冲”节目中有这样一种项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，如果已知选手的质量为m，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳

与竖直方向夹角为α，如图所示，不考虑空气阻力和绳的质量，下列说法正确的是(

)A.选手摆动最低点时所受绳子的拉力等于mgB.选手摆到最低点时所受绳子的拉力为大于mgC.选手摆到最低点时所受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力D.选手摆到最低点过程中，运动可分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀加速运动。参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，某同学在研究摩擦力时，为了“记住”拉力曾经达到的最大值，在弹簧测力计指针的左侧轻塞一个小纸团，它可随指针移动。如需读出此弹簧测力计测得的最大值时，应读纸团

▲

（填“左”或“右”）边沿所对应的刻度值。参考答案：7.（4分）在国际单位制中，力学的三个基本物理量是长度、________和时间，其对应的单位分别是米、________和秒。参考答案：质量；千克8.如图所示为一电流随时间变化的图象。该电流的有效值为___________。参考答案：（4分）9.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：.F1保持不变，F2逐渐增大10.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上．现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为mg．若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为0.25πmgl．参考答案：考点：功的计算；共点力平衡的条件及其应用．版权所有专题：功的计算专题．分析：框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡列式即可求解，力F的大小；使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，求出AC边转过的角度，力F′做的功等于力乘以弧长．解答：解：对框架ABC受力分析，其整体重心在O点，由数学知识可知，OD=，框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡得：F?CD=3mg?OD解得：F=mg使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，则有：F′l=3mg?L解得：L=，即重心位置距离墙壁的距离为时，动能最大，根据几何关系可知，转过的圆心角为：θ=此过程中力F′做的功为：W=F′lθ=1.5mgl×=0.25πmgl故答案为：mg，0.25πmgl点评：本题主要考查了力矩平衡公式的直接应用，知道运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，力F′始终与AC垂直，则F′做的功等于力乘以弧长，难度适中．11.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN＝8cm.从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动周期为________s，振动方程的表达式为x＝________cm。参考答案：12.某实验小组在探究“加速度与物体质量、受力的关系”的实验，设计如下的实验方案，实验装置如图所示，所使用打点计时器交流电源频率是50Hz，具体实验步骤如下：A.按图所示安装好实验装置；B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C.取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D.先接通打点计时器的电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E.重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复～步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度。回答以下问题：（1）按上述方案做实验是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量__________(填“是”或“否”).（2）实验打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可测得小车的加速度是___________m/s2.

(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格，如下表：实验次数12345砝码盘中的砝码总重力F/N0.100.200.290.390.49小车加速度a/m·s-2.0.881.441.842.382.89他根据表中的数据画出a-F图像如图所示，造成图线不过坐标原点的主要原因是______________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是__________，其大小是_____________。参考答案：（1）否

（2）1.44

(3)未考虑砝码盘的重力

砝码盘的重力

0.78N(0.76~0.79N)13.（2分）甲、乙、两辆汽车的质量之比是1:2，如果它们的动能相等，且轮胎与水平地面之间的动摩擦因数都相等,则它们关闭发动机后滑行距离之比是______。参考答案：

2:1三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0．2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g=10m/s2）求：t=0．6s时的瞬时速度v。参考答案：17.如图所示，水平地面上OP段是粗糙的，OP长为L=1.6m，滑块A、B与该段的动摩擦因数都为μ＝0.5，水平地面的其余部分是光滑的。滑块B静止在O点，其质量mB＝2kg．滑块A在O点左侧以v0＝5m/s的水平初速度向右运动，并与B发生碰撞．A的质量是B的K（K取正整数）倍，滑块均可视为质点，取g＝10m/s2．（1）若滑块A与B发生完全非弹性碰撞，求A、B碰撞过程中损失的机械能；（2）若滑块A、B构成的系统在碰撞过程中没有机械能损失，试讨论K在不同取值范围时滑块A克服摩擦力所做的功．参考答案：解：（1）设滑块A碰B后的共同速度为v，AB碰撞过程中损失的机械能为ΔE由动量守恒定律有

mAv0＝(mA＋mB)v

①（2分）由能量守恒定律有

ΔE=mAv2－(mA＋mB)v2

②（2分）联立①②式并代入数据解得

J

③（2分）（2）设碰撞后A、B速度分别为vA、vB，且设向右为正方向，由于弹性碰撞，有：mAv0＝mAvA＋mBvB

④（2分）mAv02＝mAv＋mBv

⑤（2分）联立④⑤式并代入数据解得

m/s

⑥（1分）m/s

⑦（1分）假设滑块A、B都能在OP段滑动，滑块A、B在OP段的加速度（）相等，由⑥⑦式知在任意时刻，滑块A、B不会再一次发生碰撞.

（1分）由题知，当滑块A刚好能够到达P点有

⑧（1分）代入数据解得

⑨（1分）ks5u讨论：（1）当K=1时，，滑块A停在O点，A克服摩擦力所做的功为

⑩（1分）（2）当时，滑块A停在OP之间，A克服摩擦力所做的功为J

11（1分）（3）当时，滑块A从OP段右侧离开，A克服摩擦力所做的功为J

12（1分）18.如图14所示，质量为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点，受到一冲量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动，运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20，桌面距离水平地面的高度为1.25m，A、B两点的距离为4.0m，B、C两点间的水平