湖南省郴州市武水中学高三物理模拟试题含解析

湖南省郴州市武水中学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.关于近代物理初步的相关知识，下列说法中正确的是（

）（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。选错一个扣3分，最低得分为0分）A.α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B.光电效应和康普顿效应均揭示了光具有粒子性

C.重核的裂变会发生质量亏损，但质量数仍守恒D.氢原子相邻低能级间的跃迁比相邻高能级间跃迁所辐射的光子波长短E.升高或者降低放射性物质的温度均可改变其半衰期参考答案：2.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中（

）

A.导体框中产生的感应电流方向相同B.导体框中产生的焦耳热相同C.导体框ad边两端电势差相同D.通过导体框截面的电量相同参考答案：答案：AD3.（单选）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示．卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度参考答案：【考点】：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】：人造卫星问题．【分析】：卫星做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，据此可以分析不同半径上圆周运动的速度大小、角速度大小和加速度大小．：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，则有：可得：A、线速度可知轨道3的半径大，线速度小，故A错误；B、角速度可知轨道3的半径大，角速度小，故B错误；C、根据开普勒行星运动定律知，轨道2的半长轴大于轨道1的半径，故卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期，故C错误；D、卫星在P点都是由万有引力产生加速度，在同一位置加速度相同，不管卫星在哪个轨道上，加速度大小相同，故D正确．故选：D．【点评】：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．4.（多选）如图所示电路中，电源内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向左滑动，电流表和电压表示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，下列结论正确的是(AD)A．电流表示数变大，电压表示数变小B．电阻R1被电流表短路参考答案：AD解析：设电阻R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4，外电压为U．

A、当滑动触头P向左滑动时，其接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，干路电流I总变大，外电压U=E-Ir，故U变小，U3变小．U变小，I3变小，而由I总=I3+I4，I总变大，I4变大，U4变大，而U1+U4=U，U变小，U1变小，I1变小．又I总=I1+I，I总变大，I1变小，则I变大，且变化的绝对值△I＞△I总，则．根据闭合电路欧姆定律，U=E-I总r，绝对值＝r，则＜r．故B、C错误，A、D正确．故选AD5.（多选）如图所示，一部机器由电动机带动，皮带轮上表面均处于水平，机器皮带轮的半径r2是电动机皮带轮半径r1的2倍，皮带与两轮之间始终不发生滑动．这时在两轮上各放有一个质量相等的小物体P和Q，随轮一起匀速转动．其中小物体P放于电动机皮带轮边缘；小物体Q放于机器皮带轮内侧某一点A，A点到转轴的距离为轮半径r2的一半．小物体P、Q与皮带轮间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．设P、Q两物体的线速度大小分别为v1和v2，角速度分别为ω1和ω2，向心加速度大小分别为a1和a2，则（）A．v1：v2=2：1B．ω1：ω2=1：2C．a1：a2=4：1D．随着皮带轮转速增大，P比Q先发生滑动参考答案：考点：向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：传动装置，在传动过程中不打滑，共轴的角速度是相同的；同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的．所以当角速度一定时，线速度与半径成正比；当线速度大小一定时，角速度与半径成反比．因此根据题目条件可知加速度及角速度．解答：解：B、两轮边缘的线速度大小相等，由v=rω得到：故P、Q两物体的角速度之比为2：1；故B错误；A、P、Q两物体的角速度之比为2：1，转动半径相等，根据v=rω得到：v1：v2=ω1：ω2=2：1故A正确；C、P、Q两物体的角速度之比为2：1，转动半径相等，根据a=ω2r，有：a1：a2=4：1故C正确；D、由于静摩擦力提供向心力，恰好转动时，有：μmg=mω2r解得：ω=由于r、μ相同，故临界加速度相同；由于ω1：ω2=2：1，故物体P先滑动；故D正确；故选：ACD．点评：本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等、同轴传动角速度相等，然后结合公式v=rω和a=ω2r=列式求解．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里，最多能举起质量为80kg的物体，那么此时电梯的加速度大小应为

m／s2，若电梯以5m／s2的加速度上升时，那么此人在电梯中，最多能举起质量为

kg的物体．(g＝10m／s2)参考答案：

2.5_40

7.如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50HZ交流电。小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2。（1）下列说法正确的是

。A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1

D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a－图像（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图像，可能是图中的图线

。(选填“甲”、“乙”、“丙”)参考答案：（1）D（2）丙8.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2；大于。9.气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为t，则庶光片通过光电门的平均速度为v= （1）关于这个平均速度，有如下讨论： A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度 B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度 C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确 D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：

； （2）利用这一装置可验证机械能守桓定律。滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：

，滑块获得的动能表达式为：

；参考答案：（1）BC

（2）

知道光电门测量滑块瞬时速度的原理，能根据已知的运动学公式求出速度进而计算物体的动能是解决本题的关键。10.蛟龙号载人潜水艇是一艘由中国自行设计的载人潜水器．2012年6月27日潜水深度7062.68m，这标志着我国具备了载人到达全球99%以上海域深处进行作业的能力．潜水艇外壳是国产钛合金做成的，呈鸡蛋形状，舱内空间约为80m3与外界导热良好．开始潜入时，舱内空气（看成理想气体）的压强为latm，温度为27℃，水深7062.68m处的温度为4℃．求：①当蛟龙号载人潜水艇在水深7062.68m处停留足够长的时间后，舱内气体的压强为多少atm；②在上述过程中舱内气体放热（填“放热”或“吸热”）；③从微观的角度解释舱内压强的变化：舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．．参考答案：【考点】：热力学第一定律；理想气体的状态方程．【专题】：热力学定理专题．【分析】：①舱内空气为等容变化，列出初态和末态的压强和温度，由查理定律求解．②舱内空气看成理想气体，其内能只跟温度有关，根据温度变化分析内能的变化，放热还是吸热．③气体的压强与分子的平均动能和分子数密度有关，根据气体压强微观意义进行分析．：解：①舱内空气为等容变化，初态：p1=1atm，T1=300K；末态：p2=？，T1=277K由查理定律得：=代入数据解得：p2==×1atm=0.92atm，②在上述过程中舱内气体的温度降低，内能减小，而体积不变，气体不做功，由热力学第一定律判断得知，气体放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．答：①舱内气体的压强为0.92atm．②放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．【点评】：对于气体问题，往往是气态方程和热力学第一定律的综合，关键要正确分析不变量，灵活选择状态方程．11.如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，

闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光

▲

（选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”），同时他观察到车厢的长度比静止时变▲（选填“长”或“短”）了。参考答案：先到达后壁

短（12.（填空）（2013?杭州模拟）某同学拉着纸带运动，得到一条点迹清晰的纸带．他确定好起点之后，作了s﹣t图象如图所示．则在0﹣2.0s内的平均速度大小为

m/s，在

s时的瞬时速度大小等于它在0.6﹣2.0s内的平均速度．参考答案：0.8；1.0或1.4解：由图可知在0﹣2.0s内的位移x=1.60﹣0=1.60m，则平均速度，由图知0.6s时物体的位置在x=0.1m处，0.6﹣2.0s内的平均速度m/s，图象的斜率表示瞬时速度，由图可知，当曲线的斜率等于1.07时，瞬时速度与0.6﹣2.0s内的平均速度相同，此时曲线的倾斜角约为45°．做出曲线的切线可得，当时刻：t=1.0s或t=1.4s时，瞬时速度大小等于它在0.6﹣2.0s内的平均速度．故答案为：0.8；1.0或1.413.（8分）质量为1．0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连．物体与转盘间最大静摩擦力是重力的0．2倍，弹簧的劲度系数为600N／m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图2—13所示．圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度=

(2)当角速度达到2ω0时，弹簧的伸长量X=

．(g取10m／s2)参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁15.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。每隔一相等的确定的时间间隔T拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H表示）的可能值以及与各H值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。参考答案：小球沿竖直线上下运动时，其离开玻璃管底部的距离h随时间t变化的关系如图所示．设照片拍摄到的小球位置用A表示，A离玻璃管底部的距离为hA，小球开始下落处到玻璃管底部的距离为H.小球可以在下落的过程中经过A点，也可在上升的过程中经过A点.现以表示小球从最高点（即开始下落处）落到玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底部反跳后上升到最高点所需的时间），表示小球从最高点下落至A点所需的时间（也就是从A点上升至最高点所需的时间），表示小球从A点下落至玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底部反跳后上升至A点所需的时间）.显然，.根据题意，在时间间隔??的起始时刻和终了时刻小球都在A点．用n表示时间间隔???内（包括起始时刻和终了时刻）小球位于A点的次数（n≥2）.下面分两种情况进行讨论：1．A点不正好在最高点或最低点．当n为奇数时有

（1）在（1）式中，根据题意可取中的任意值，而

（2）当n为偶数时有

（3）由（3）式得

（4）由（1）、（3）、（4）式知，不论n是奇数还是偶数，都有

（5）因此可求得，开始下落处到玻璃管底部的距离的可能值为

（6）若用表示与n对应的H值，则与相应的A点到玻璃管底部的距离

（7）当n为奇数时，可取中的任意值，故有

n=3,5,7,···

（8）可见与相应的的可能值为0与之间的任意值．当n为偶数时，，由（6）式、（7）式求得的可能值

n=2,4,6,···

（9）2．若A点正好在最高点或最低点．无论n是奇数还是偶数都有

n=2,3,4,···

（10）

n=2,3,4,···（11）

n=2,3,4,···

（12）或

17.某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。实验发现：半径为r0的粒子，其质量为m0、电量为q0，刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力。（球形体积和球形面积公式分别为）。求：（1）图中区域II的电场强度Ｅ；（2）半径为r的粒子通过O2时的速率ｖ；（3）试讨论半径r≠r0的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转。参考答案：见解析(1)设半径为r0的粒子加速后的速度为v0，则设区域II内电场强度为E,则v0q0B=q0E

电场强度方向竖直向上。

（6分）(2)设半径为r的粒子的质量为m、带电量为