湖南省湘潭县凤凰中学高三第三次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖南省湘潭县凤凰中学高三第三次模拟考试新高考物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、我国成功地发射了北斗三号组网卫星，如图为发射卫星的示意图。先将卫星发射到半径为的圆轨道上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为的圆轨道做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道时距地心的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球质量为M，引力常量为G，则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为（不计卫星的质量变化）（）A． B．C． D．2、下列四个选项中哪个不等于磁感应强度的单位特斯拉（）A． B． C． D．3、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上的两点，点比点低，晾衣绳粗糙，悬挂衣服的衣架钩在晾衣绳中点和在杆中间位置时都不滑动。衣架静止，下列说法正确的是（）A．衣架钩在晾衣绳中点时，左右两边绳子拉力大小相等B．衣架钩在晾衣绳中点时，右边绳子拉力小于左边绳子拉力C．衣架钩在杆中间位置时，左右两边绳子拉力大小相等D．衣架钩在杆中间位置时，右边绳子拉力大于左边绳子拉力4、“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是（）A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变5、下列说法正确的是（）A．米、千克、秒、库仑都属于国际单位制的基本单位B．同一个物体在地球上比在月球上惯性大C．一对作用力与反作用力做的功一定大小相等且一正一反D．物体做曲线运动时，其所受合力的瞬时功率可能为零6、如图所示，在矩形区域abcd内存在磁感应强度大小为B、方向垂直abcd平面的匀强磁场，已知bc边长为。一个质量为m，带电量为q的正粒子，从ab边上的M点垂直ab边射入磁场，从cd边上的N点射出，MN之间的距离为2L，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直abcd平面向里B．该粒子在磁场中运动的时间为C．该粒子在磁场中运动的速率为D．该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为零二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直放置，轨道的末端的切线水平，一倾角为的斜面体的顶端紧挨着圆弧轨道的末端点放置，圆弧上的点与圆心的连线与水平方向的夹角为。一个小球从点由静止开始沿轨道下滑，经点水平飞出，恰好落到斜面上的点。已知小球的质量，圆弧轨道的半径，重力加速度。下列说法正确的是（）A．小球在点时对轨道的压力大小为 B．、两点的高度差为C．、两点的水平距离为 D．小球从点运动到点的时间为8、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）（重力加速度为g）A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热B．金属棒克服安培力做的功为mghC．金属棒产生的电热为D．金属棒运动的时间为9、如图所示，正方形ABCD位于竖直平面内，E、F、G、H分别为四条边的中点,且GH连线水平，O为正方形的中心。竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成45°角。现自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．电场方向一定由O指向DB．粒子从O到G，电势能逐渐减小C．粒子返回至H点时速率也为D．若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过DE间某点10、如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为，最大速度为；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为，最大速度为，已知两次加速过程中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是A．， B．C． D．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔0.1s选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。结合上述实验步骤，请你完成下列问题：(1)在下列仪器和器材中，还必须使用的有______和______（填选项前的字母）。A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平（含砝码）(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C（v3=0.86m/s）对应的坐标点，并画出v-t图像。(3)观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是______。根据v-t图像计算出小车的加速度a=______m/s2。(4)某同学测量了相邻两计数点间的距离：OA=7.05cm，AB=7.68cm，BC=8.31cm，CD=8.95cm，DE=9.57cm，EF=10.20cm，通过分析小车的位移变化情况，也能判断小车是否做匀变速直线运动。请你说明这样分析的依据是______________________。12．（12分）某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。(1)用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时，下列操作必要且正确的是__________。A．将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动B．为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量C．实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平D．实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数(2)在正确、规范的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为。则打计数点3时，小车的速度大小__________；小车做匀加速直线运动的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字）(3)带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数和小车对应的加速度，作图象。下列图线正确的是_____。A．B．C．D．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内，x轴与绝缘的水平面重合，在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场．质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O，A点距O点L=0.045m，质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动，在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上，碰撞后m2的速度为0.1m/s，此后不再考虑m1、m2间的库仑力．已知电场强度E=40N/C，小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1，取g=10m/s2，求：（1）碰后m1的速度；（2）若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点，OP与x轴的夹角θ=30°，OP长为Lop=0.4m，求磁感应强度B的大小；（3）其它条件不变，若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰，求B/的大小？14．（16分）如图所示，足够长的光滑水平台面M距地面高h=0.80m，平台右端紧接长度L=5.4m的水平传送带NP，A、B两滑块的质量分别为mA=4kg、mB=2kg，滑块之间压着一条轻弹簧(不与两滑块栓接)并用一根细线锁定，两者一起在平台上以速度v=1m/s向右匀速运动；突然，滑块间的细线瞬间断裂，两滑块与弹簧脱离，之后A继续向右运动，并在静止的传送带上滑行了1.8m，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，求：(1)细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能EP；(2)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v1=1m/s逆时针匀速运动，求滑块A与传送带系统因摩擦产生的热量Q；(3)若在滑块A冲到传送带时传送带立即以速度v2顺时针匀速运动，试讨论滑块A运动至P点时做平抛运动的水平位移x与v2的关系?(传送带两端的轮子半径足够小)15．（12分）如图所示，在xoy平面内，有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xoy平面向里.在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置，用于接收电子，电子质量为m，电量为e，不计电子重力及它们间的相互作用.(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；(2)在第(1)问的情况下，求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t：(3)若所有电子都能从P点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大?

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

根据万有引力提供向心力可得解得卫星在轨道半径为的圆轨道上运动的线速度大小同理可得在半径为的圆轨道上做圆周运动的线速度大小为设卫星在椭圆轨道上点的速度为，根据题意有可知在点时发动机对卫星做功在点时发动机对卫星做的功为因此有故B正确，A、C、D错误；故选B。2、D【解析】

A．根据可知，，选项A不符合题意；BC．，选项BC不符合题意；D．由可知，，选项D符合题意。故选D。3、D【解析】

令a到节点的高度为h1，b到节点的高度为h2，节点到M的水平距离为x1，节点到N的水平距离为x2，a端绳子和水平方向的夹角为α，b端绳子和水平方向的夹角为β，对绳子节点进行受力分析，如图所示：

AB．当衣架钩在晾衣绳中点时，设a、b到节点绳子长度为L，根据几何关系有：，，因为h1＜h2，可得：α＜β，根据平衡条件：Facosα=Fbcosβ，可得：，则：Fa＜Fb，故AB错误；

CD．衣架钩在杆M、N中间位置时，根据几何关系：，，x1=x2，因为h1＜h2，可得：α＜β，根据平衡条件：Facosα=Fbcosβ，可得：，则：Fa＜Fb，故C错误，D正确。

故选D。4、B【解析】摩天轮运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，选项A错误；圆周运动过程中，在最高点由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，选项B正确；转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，C错误；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，根据P=mgvcosθ可知重力的瞬时功率在变化，选项D错误．故选B．5、D【解析】

A．在国际单位制中，力学的单位被选为基本单位的是米、千克、秒，电学的单位被选为基本单位的是安培，不是库仑，故A错误；B．惯性大小的唯一量度是质量，故同一个物体在地球上与在月球上惯性一样大，故B错误；C．作用力做正功，反作用力也可以做正功，比如两带电小球靠斥力分开，库仑斥力对两小球都做正功，故C错误；D．物体做曲线运动时，如果速度和力垂直，功率为零，如匀速圆周运动，故D正确。故选D。6、B【解析】

A．粒子向下偏转，根据左手定则可知磁场方向垂直abcd平面向外，故A错误；B．粒子运动轨迹如图所示根据图中几何关系可得，则R2=3L2+（R-L）2解得R=2L解得θ=60°该粒子在磁场中运动的时间为故B正确；C．根据洛伦兹力提供向心力可得，解得该粒子在磁场中运动的速率为故C错误；D．根据动量定理可得该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量等于动量变化，由于速度变化不为零，则动量变化不为零，洛伦兹力对该粒子的冲量不为零，故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．小球从点运动到点根据动能定理有在c点时有代入数据解得，据牛顿第三定律，小球在点时对轨道的压力大小为，故A错误；BCD．小球从点运动到点做平抛运动有解得又由平抛运动规律可知水平位移竖直位移故B正确，D正确，C错误。故选BD。8、CD【解析】

根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得mgh-μmgd-W=0，得W=mg（h-μd），故B错误．电路中产生的总的焦耳热Q=W=mg（h-μd），则属棒产生的电热为mg（h-μd），故C正确．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，得．金属棒经过磁场通过某界面的电量为；根据动量定理：，其中，解得，选项D正确；故选CD.9、AD【解析】

A．自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点，可知粒子沿OG方向做匀减速运动，粒子受到的合外力沿GO方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O指向D，选项A正确；B．粒子从O到G，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项B错误；C．粒子返回至O点时速率为，则到达H点的速度大于v0，选项C错误；D．设正方形边长为2L，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度为向右的g，因粒子恰能到达G点，则仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为g，则当粒子水平位移为L时，则：竖直位移则粒子一定经过DE间某点，选项D正确；故选AD。10、BC【解析】

AC．由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由可知，两粒子的比荷一定相等，即，选项A错误，选项C正确；B．粒子最终获得的速度，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确；D．粒子最后获得的最大动能由于粒子的比荷相等，因此选项D错误；故选BC.三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、AC小车速度随时间均匀变化0.62相邻相等时间（0.1s）内的位移变化量均为0.63cm左右，在误差范围内相等，所以小车做匀速直线运动。【解析】

（1）[1]AB．图中打点计时器用的是50Hz交流电源而不是直流电源，故选项A正确，B错误；C．测量纸带上的点之间距离时，还需要用到刻度尺，故选项C正确；D．但是不用秒表，因为计时器的点间距能够说明间隔时间的问题，选项D错误；E．实验用不到天平，因为不用测量质量，选项E错误。故选AC。（2）[2]先画出C点，即在时间为0.3s时找出对应的速度0.86m/s即可，然后将图中各点用直线画出来；（3）[3]因为它是一条直线，说明其加速度的大小是不变的，故说明是匀变速直线运动，也可以说是因为速度的变化的相同时间内是相同的.[4]加速度的大小可以根据加速度的定义来计算得出；计算加速度时需要在直线上取两个点，所取的点间距尽量大一些；（4）[5]由于在匀变速直线运动中，相邻相等时间内的位移的变化量是相等的，故我们只需要验证这个运动是不是满足这个关系就可以；由于相邻点间的时间是相等的，又因为，…；说明相邻相等时间内通过的位移都是相等的，所以小车的运动是匀变速直线运动。12、AD1.132.50B【解析】

(1)[1]A．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A正确；B．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B错误；C．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C错误；D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D正确。故选AD。(2)[2]打点计时器电源的频率为，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得代入数据可得[3]根据逐差法有代入数据可得(3)[4]木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，则有整理得则图象为不过原点的斜线，故B正确，ACD错误。故选B。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）0.4m/s，方向向左（2）1T（3）0.25T【解析】试题分析：(1)m1与m2碰前速度为v1，由动能定理－μm1gl＝m1v－m1v代入数据解得：v1＝0.4m/s设v2＝0.1m/s，m1、m2正碰，由动量守恒有：m1v1＝m1v1′＋m2v2代入数据得：v1′＝－0.4m/s，方向水平向左(2)m2恰好做匀速圆周运动，所以qE＝m2g得：q＝2×10－3C粒子由洛伦兹力提供向心力，设其做圆周运动的半径为R，则qv2B＝m2轨迹如图，由几何关系有：R＝lOP解得：B＝1T(3)当m2经过y轴时速度水平向左，离开电场后做平抛运动，m1碰后做匀减速运动．m1匀减速运动至停，其平均速度为：＝v1