浙江省舟山市田家炳中学2021年高三物理模拟试题含解析

浙江省舟山市田家炳中学2021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.如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，场强E=10N/C，MNP为竖直面内一固定轨道，其1/4圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板，NP长度为2m，圆弧半径为1m。一个可视为质点的带电量为+2C的物块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生碰撞（只改变速度方向而不改变速度大小）后，最终停止在水平轨道上某处。已知物块质量为2kg，在MN段的摩擦可忽略不计，与NP段轨道间的滑动摩擦因数为0.1。则物块（

）A．运动过程中与挡板发生1次碰撞B．返回圆弧轨道的最大高度为0.6mC．在NP间往返一次克服摩擦力作功8JD．第一与第二次经过圆轨道上N点时对轨道的压力之比为15:11参考答案：BD2.(单选)关于物理学研究的方法,以下说法错误的是A、在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，应用了控制变量法B、在利用速度-时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用的是微元法C、用点电荷代替带电体,应用的是模型法D、伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，使用的是实验归纳法参考答案：D3.弹簧下挂一小球，拉力为T。现使小球靠着倾角为α的光滑斜面，并使弹簧仍保持竖直方向，则小球对斜面的正压力为（

）（A）Tcosα

（B）Ttgα

（C）0

（D）Tctgα参考答案：C4.（多选题）下列说法正确的是（）A．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C．地球上接收到离地球远去的遥远星球发出的光的波长要变长D．全息照相利用了干涉原理参考答案：CD【考点】光的衍射；光的干涉；光的偏振．【分析】受迫振动的频率等于驱动力的频率；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去玻璃的反射光；多普勒效应中，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率减小；全息照相利用了干涉原理．【解答】解：A、在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率；当发生共振时，受迫振动的振幅最大；故A错误；B、拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度，故B错误；C、根据多普勒效应，地球上接受到离地球远去的遥远星球发出的光的频率减小，根据c=λf，接受到光的波长变大；故C正确；D、全息照相的拍摄利用了光的干涉原理；故D正确；故选：CD．5.（多选）如图11是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为Ff，直杆质量不可忽略．一质量为m的小车以速度v0撞击弹簧，最终以速度v弹回．直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面的摩擦．则A．小车被弹回时速度v一定小于v0

B．直杆在槽内移动的距离等于

C．弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力

D．直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止参考答案：答案：BC．解析：在小车向右运动的过程中将受到弹簧向左的弹力作用做加速度逐渐增大的减速运动，若小车撞击弹簧时的速度v0较小，弹簧上的弹力小于，小车速度即减为零，随后被弹簧，此过程中只有动能与弹性势能之间相互转化，因此最终弹回的速度v等于v0，故选项A错误；若小车撞击弹簧时的速度v0较大，在其速度还未减为零，弹簧上的弹力已增至，由于直杆的质量不可忽略，所以小车继续做加速度增大的减速运动，弹簧继续被压缩，弹力大于后，直杆向右做加速运动，当两者速度相等时，弹簧被压缩至最短，故选项D错误；选项C正确；当小车速度减为零时，小车反向被弹簧，弹簧弹力减小，直杆最终也不再在槽内移动，因此根据功能关系有：x＝，即直杆在槽内移动的距离为：x＝，故BC正确．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C（图上未画），带电体A、B和C均可视为点电荷。则小环C的平衡位置为

；将小环拉离平衡位置一小位移x(x小于d)后静止释放，则小环C

回到平衡位置。(选填“能”“不能”或“不一定”)参考答案：在AB连线的延长线上距离B为d处，不一定7.（9分）一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提升物重4N的物体，在30秒内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外不计其它的能量损失，则电动机的输入电功率为__________W,在提升重物的30秒内，电动机线圈所产生的热量______J,线圈的电阻__________Ω。参考答案：

0.6W，6J，5Ω8.（选修3-3（含2-2）模块）(4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为___

，单位体积的分子数为

。

参考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）9.（4分）在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰，已知甲的质量为1kg，乙的质量为3kg，碰前碰后的位移时间图像如图所示，碰后乙的图像没画，则碰后乙的速度大小为

m/s，碰撞前后乙的速度方向

（填“变”、“不变”）参考答案：

0.1

不变10.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s。请回答下列问题：①从图示时刻起再经过________s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________cm。参考答案：①0.5②①B点离x=0处波峰的距离为△x=24m，当图示时刻x=0处波峰传到质点B第一次处于波峰，则经过时间为②波的周期为，图示时刻，A点经过平衡向下运动，则从图示时刻起质点A的振动方程为11.斜抛运动可看成是水平方向的

运动和竖直方向的

运动的合运动参考答案：匀速直线运动，匀减速直线运动12.一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。参考答案：正向，0.8m，根据图（b）可知，图线在t=0时的切线斜率为正，表示此时质点沿y轴正向运动；质点在图（a）中的位置如图所示。设质点的振动方程为(cm)，当t=0时，,可得.当时，y=2cm达到最大。结合图（a）和题意可得，解得13.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度ω的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n．测得几组不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN．（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度ω的关系式Ek=2ω2；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角速度ω=2rad/s．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径．根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能．（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式．（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度．解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?πD，代入计算得到数据如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=kω2．当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．k是比例系数．将任一组数据比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是Ek=2ω2（3）根据动能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用油膜法估测油酸分子直径的大小．(1)现将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜；(2)把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示．已知坐标方格边长为L，按要求数出油膜轮廓线而累积的方格是n个，则油酸的面积约是________；(3)已知1滴油酸溶液中含纯油酸的体积为V0，由以上数据估测出油酸分子的直径为___________参考答案：15.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验时，设计了如图甲所示的实验装置．所用的钩码的质量都是30g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(弹力始终未超过弹性限度，取g＝10m/s2)

砝码质量M(g)0306090120150弹簧总长L(cm)6.007.158.349.4810.6411.79①试根据这些实验数据，在图乙所示的坐标纸上作出砝码质量M与弹簧总长度L之间的函数关系图线．②上一问所得图线的物理意义是：____________________________________________③该弹簧劲度系数k＝___N/m.(结果保留两位有效数字)参考答案：

①（3分）如图所示．（无用尺划线不得分）②（3分）表明弹簧的弹力和弹簧伸长量成正比[③25-26

(3分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如下图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R=3Ω的电阻．导轨相距d=1m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B=0.5T．质量为m=0.1kg，电阻为r=1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于MN的恒力F=1N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0.5N．求（1）CD运动的最大速度是多少？（2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？（3）当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？参考答案：17.如题25图所示，在xOy平面内，直线MN和y轴之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限和第I象限的射线DC右下区域存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为B．有一质量为m，带电量为+q的质点从电场左边界上的A点沿x轴正方向射入电场，A点与原点O的距离为d，质点到达y轴上P点时，速度方向与y轴负方向的夹角为，P点与原点O的距离为h．接着，质点进入磁场，从磁场边界OC上的Q点（未画出）离开磁场之后，又从y轴上的D点垂直于y轴进入电场，最后刚好回到A点．不计质点的重力，求：

（1）D点与原点O的距离；

（2）粒子从A点射入的初速度v0；

（3）粒子在磁场中的运动时间t．参考答案：（1），类平抛：

在P点时，

（2分），类平抛：

联解以上各式可得：（2分）

（2）质点在磁场中运动时，轨迹如图所示。令粒子在磁场中运动的半径为R，据几何关系有：

解得：

（2分）

据牛顿运动定律有：

解得：

ks5u

（2分）

（3）

，粒子转过的圆心角：