2022年湖南省衡阳市车江中学高三物理模拟试题含解析

2022年湖南省衡阳市车江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.（单选）某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型．一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1＜tanθ，BC段的动摩擦因数为μ2＞tanθ，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中（）A．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B．地面对滑梯始终无摩擦力作用C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小D．地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小参考答案：考点：摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力．专题：摩擦力专题．分析：小朋友在AB段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在BC段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上．以小朋友和滑梯整体为研究对象，将小朋友的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律分析地面对滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．解答：解：AB、小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度a1分解为水平和竖直两个方向，如图1．以小朋友和滑梯整体为研究对象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左．同理可知，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右．故A正确，B错误．CD、以小朋友和滑梯整体为研究对象，小朋友在AB段做匀加速直线运动时，有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知地面对滑梯的支持力FN小于小朋友和滑梯的总重力．同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力．故CD错误．故选：A．点评：本题对加速度不同的两个运用整体法处理，在中学阶段应用得不多，也可以采用隔离法研究．2.如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的示数为（

）A．

B．

C．

D．参考答案：D3.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则 A．B对墙的压力增大 B．A与B之间的作用力减小 C．地面对A的摩擦力减小 D．A对地面的压力减小参考答案：BC对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：

A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对球B的弹力及墙壁对球的弹力均减小；故A错误，B正确；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故C正确；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故D错误；故选BC．4.（单选）如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α角．为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若磁场分布为一个圆形区域，则这一圆形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（）A．B．cos2αC．sinαD．sin2α参考答案：解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，则粒子在磁场中做圆周的半径：R=，由题意可知，粒子在磁场区域中的轨道为半径等于r的圆上的圆周，这段圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切，如图所示：则到入射方向所在直线和出射方向所在直线相距为R的O′点就是圆周的圆心．粒子在磁场区域中的轨道就是以O′为圆心、R为半径的圆上的圆弧ef，而e点和f点应在所求圆形磁场区域的边界上，在通过e、f两点的不同的圆周中，最小的一个是以ef连线为直径的圆周．即得圆形区域的最小半径r=Rsinα=，则这个圆形区域磁场的最小面积Smin=πr2=；故选：D．5.小球以v1=4m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁经△t=0.01s后以v2=3m/s的速度沿同一直线反弹．小球在这0.01s内的平均加速度为（）A．100m/s2，方向向右 B．100m/s2，方向向左C．700m/s2，方向向左 D．700m/s2，方向向右参考答案：C【考点】加速度．【分析】根据加速度的定义，规定正方向求解即可．【解答】解：令水平向右运动方向为正方向则，加速度a=负号表示加速度的方向水平向左．故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)质点以的速率作匀速圆周运动，每经历3s其运动方向就改变30，则该质点运动的周期为___________s，加速度大小为_________m/s2。

参考答案：

36，0.57.（5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差____________V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________。不考虑重力作用。参考答案：答案：，

8.2004年7月25日，中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星．右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片．(1)已知火箭的长度为40m，用刻度尺测量照片上的长度，结果如图所示．则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v=____________m／s．(2)为探究物体做直线运动过程x随t变化的规律，某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据：根据表格数据，请你在下图所示的坐标系中，用纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线．并根据图线分析得出物体从AB的过程中x随t变化的定量关系式：________________________．参考答案：(1)42m/s(2)图略（4分）9.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：4:1

1:16由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。10.湖面上一列水波使漂浮在水面上的小树叶在3.0s内完成了6次全振动．当该小树叶开始第10次振动时，沿此传播方向与该小树叶相距1.8m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，根据上述信息可求得水波的波长

，水波的传播速度大小为

．参考答案：0.20m；0.40m/s【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】小树叶在3.0s内全振动了6次，求出树叶振动一次的时间即树叶振动的周期，等于此水波的周期．由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m经历的时间为9个周期，求出传播时间，得到波速．若振动的频率变大，波速不变，波传播的时间不变．【解答】解：据题，小树叶在3.0s内全振动了6次，则此水波的周期为T=s=0.5s，由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m、经历的时间为9个周期，即为t=4.5s，波速为v=，波长为λ=vT=0.4×0.5m=0.20m．故答案为：0.20m；0.40m/s11.某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如图甲所示.该同学先在每一叶片边缘粘上一小条长为△l的反光材料，当叶片转到某一位置时，光传感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在计箅机屏幕上显示出矩形波，如图乙所示.已知屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-3s.则电风扇匀速转动的周期为________s;若用游标卡尺测得△l的长度如图丙所示，则叶片长度为________m.参考答案：4.2×10-2；0.2312.如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为＿＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿。(静电力恒量为k)参考答案：答案：，水平向左(或垂直薄板向左)

13.在测定通电螺线管内部磁感应强度的实验中，将磁传感器探头从通电螺线管轴线上某位置开始逐渐放入内部，记下移动距离和对应的磁感应强度。（1）磁感应强度随移动距离变化最快的位置应在螺线管的

（选填“中点”或“两端”）。（2）本实验中使用的磁传感器测量值受磁场与传感器探头夹角的影响，对比测定螺线管内部磁场，已知通电螺线管外磁感线分布如粗实线所示，测量外部某位置A的磁感应强度大小，操作正确的是图

。参考答案：（1）两端(2)甲三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？参考答案：①水的沸点随液面上方气压的增大而升高；②力的平衡；③压强；④熔点（熔化）。解析：高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一，以物理角度看：高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面．高压锅的基本原理就是利用增大锅内的气压，来提高烹饪食物的温度，从而能够比较快的将食物煮熟。15.如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：

由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为m、电量为+q的带电粒子，以某一初速度垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r．可将带电粒子的运动等效为一环形电流，环的半径等于粒子的轨道半径．不计重力影响．（1）求粒子在磁场中做圆周运动线速度的大小v；（2）求等效环形电流的大小I；（3）若在O点固定一个点电荷A．粒子射入磁场的位置和速度方向保持不变．当原有磁场大小、方向都不变时，改变粒子射入磁场的初速度的大小，仍可使粒子绕O做半径为r的匀速圆周运动；当原有磁场方向反向，而磁感应强度B的大小不变时，再改变粒子射入磁场的初速度的大小，还能使粒子绕O做半径为r的圆周运动．两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I，求△I的表达式．参考答案：解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，所以，有：，解得：；（2）电量为+q的带电粒子做的匀速圆周运动，周期，即相当于环形电流任一截面在周期T内通过电量q；所以，等效环形电流为：；（3）当磁场反向时，洛仑兹力方向也会相反，粒子仍绕O做半径为r的圆周运动，所以，点电荷A对带电粒子的库仑力F一定指向圆心，所有，A带负电．磁场反向前粒子的速度为v1，有，所以，，磁场反向后粒子的速度为v2，有，所以，，等效电流，两次形成等效电流分别，因为v1＞v2，所以，I1＞I2；所以，两次所形成的等效电流之差的绝对值=所以，，所以，，所以，，故可得．答：（1）粒子在磁场中做圆周运动线速度为；（2）等效环形电流大小为；（3）两次所形成的等效电流之差的绝对值．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）由洛伦兹力做向心力可解得v；（2）由电流等于某一横截面单位时间通过的电量，而电量即带电粒子所带电量乘以单位时间带电粒子绕的圈数；（3）分析两种情况受力情况，向心力构成；写出等效电流的表达式，转化为向心力公式中的量，并由向心力公式解得等效电流之差．17.如图所示，地面依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=2.5m，质量均为m2=150kg，现有一小滑块以速度v0=6m／s冲上木板A左端，已知小滑块质量=200kg，滑块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2)(1)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件。(2)若μ1=0.4，求滑块运动时间。(结果用分数表示)。参考答案：（1）0.35≤＜0.5

（2）（1）滑上木板A时，木板不动，由受力分析得

若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得（2分）代入数据得0.35≤＜0.5

（2分）（2）若=0.4，则货物在木板A上滑动时，木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律得，

（1分）由

达B板时的速度

（1分）在A板上滑动时间由

（1分）滑块滑上B板时B运动，由

（1分）速度相同时

（1分）相对位移（1分）物块与板B能达到共同速度：

（1分）然后一起相对静止的一起减速：

（1分）

（1分）

（1分）注：计算过程中表达正确即给分，数值只看最后结果。18.已知光在真空中的传播速度C=3×108m/s。如图，折射率n＝1.5某玻