河北省石家莊市育星中學2021-2022學年高三物理模擬試題含解析

河北省石家莊市育星中學2021-2022學年高三物理模擬試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，水平面上有—輛小車，車廂底部固定一根細桿，桿的

上端固定—個木球（木球密度小于水），車廂內(nèi)充滿了水。現(xiàn)使小車沿水平面向右做勻加速運動，設桿對木球的作用力為F，下面圖中能大致表示F方向的是圖參考答案：D2.如圖所示，一根不可伸長的輕繩一端拴著一個小球，另一端固定在豎直桿上，當豎直桿以角速度ω轉(zhuǎn)動時，小球跟著桿一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角為θ，下列關于ω與θ關系的圖象正確的是（

）參考答案：D3.如圖所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為50Hz的正弦交流電源相連，兩個阻值均為20Ω的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端.圖中電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈匝數(shù)分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5V。則\A．電流表的讀數(shù)為0.5AB．流過電阻的交流電的頻率為100HzC．變壓器原線圈兩端電壓的最大值為20VD．交流電源的輸出功率為2.5W參考答案：CD4.如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為L、回路電阻為R的正方形金屬框，用細線吊住，放在光滑的傾角為30°的斜面上，線的另一端跨過兩個定滑輪，掛著一個質(zhì)量為的砝碼，金屬框沿斜面上方有一磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的下邊界與金屬框的上邊平行且相距一定距離.則在金屬框從開始運動到整個框進入磁場的過程中，下列說法正確的是A.細線對金屬框做的功等于金屬框增加的機械能B.細線對金屬框的拉力可能等于MgC.線框上的熱功率可能大于D.系統(tǒng)的機械能損失可能小于參考答案：BCD由功能關系可知細線的拉力對金屬框做的功等于金屬框增加的機械能和線框上產(chǎn)生的焦耳熱，故A錯誤；當金屬框在磁場中做勻速運動時，細線的拉力等于砝碼的重力，故B正確；若線框切割磁感線時做減速運動，則安培力的大小大于，由可知選項C正確；由于磁場的下邊界與金屬框的上邊相距一定距離，故金屬框剛進入磁場時可能做勻速運動，也可能做加速運動或減速運動，據(jù)動能定理可得，若做勻速運動，則系統(tǒng)的機械能損失等于，若做加速運動，則系統(tǒng)的機械能損失大于，若做減速運動，則系統(tǒng)的機械能損失小于，選項D正確。5.

關于牛頓第二定律下面說法正確的是A.若物體的質(zhì)量不變，a正比于F，對F、a的單位不限B.對于相同的合外力，a反比于m，對m、a的單位不限C.在公式F=ma中，F(xiàn)、m、a三個量可以取不同單位制中的單位D.在公式F=ma中，當m和a分別用千克、米每二次方秒做單位時，F(xiàn)必須用牛頓做單位參考答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.摩托車手在水平地面轉(zhuǎn)彎時為了保證安全，將身體及車身傾斜，車輪與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，車手與車身總質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)彎半徑為R。為不產(chǎn)生側(cè)滑，轉(zhuǎn)彎時速度應不大于

；設轉(zhuǎn)彎、不側(cè)滑時的車速為v，則地面受到摩托車的作用力大小為

。參考答案：

；。7.（5分）如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q=

。

參考答案：

，8.磁電式電流表（表頭）最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，由于線圈的導線很細，允許通過的電流很弱，所以在使用時還要擴大量程．已知某一表頭G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=5mA，要將它改裝為量程為0～3A的電流表，所做的操作是并聯(lián)（填“串”或者“并”）一個0.05Ω的電阻．參考答案：考點：磁電式電表原理．分析：把電流表改裝成大量程電流表，應給電流表并聯(lián)一個電阻，阻值R并=，I為量程．解答：解：改裝成電流表是要擴大電流的量程，使用并聯(lián)電路的分流原理；要并聯(lián)的阻值為：R并===0.05Ω；故答案為：并，0.05．點評：改裝成電流表要并聯(lián)電阻分流，電阻值等于滿偏電壓除以所分最大電流，改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，電阻值等于量程除以滿偏電流減去原內(nèi)阻．9.小明同學設計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關系。實驗的主要步驟是：①找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點線；②騎上自行車用較快速度駛過起點線，并從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；④待車停下，記錄自行車停下時的位置；⑥用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h。若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定。（1）自行車經(jīng)過起點線時的速度v=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（2）自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（3）多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復上述實驗步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的和，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的。參考答案：10.某實驗小組設計了如圖（a）所示的實驗裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。①圖線________是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的（選填“甲”或“乙”）；②滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=____________kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=____________。參考答案：⑵甲，0.5，0.211.一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示。則：_____彈簧的原長更長，_____彈簧的勁度系數(shù)更大。（填“a”或“b”）

參考答案：b

a12.

(4分)激光的應用非常廣泛，其中全息照片的拍攝就利用了光的

原理，這就要求參考光和物光有很高的 。參考答案：

答案：干涉

相干性(各2分)13.如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1=20cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高?，F(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h=10cm。(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0=75cmHg)①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”作單位)。②此過程左管內(nèi)的氣體對外界________(填“做正功”“做負功”或“不做功”)，氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)．參考答案：①50cmHg②做正功吸熱三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關鍵．知道光速和折射率的關系.15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內(nèi)氣體變?yōu)?℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設活塞與氣缸壁問無摩擦）（結(jié)果保留一位小數(shù)）參考答案：

解析：

①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據(jù)

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上，兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴，調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動；進入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點。（1）判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；（2）求磁感應強度B的值；（3）現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達下板M點，應將磁感應強度調(diào)至B＇，則B＇的大小為多少？參考答案：（1）墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運動，有

解得：由于電場方向向下，電荷所受電場力向上，可知：墨滴帶負電荷。（2）墨滴垂直進入電、磁場共存區(qū)域，重力仍與電場力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做勻速圓周運動，有考慮墨滴進入磁場和撞板的幾何關系，可知墨滴在該區(qū)域恰完成四分之一圓周運動，則半徑R＝d

聯(lián)立解得B＝（3）根據(jù)題設，墨滴運動軌跡如圖，設圓周運動半徑為，有由圖示可得：

得：

聯(lián)立解得：17.如圖，兩根電阻不計的平行光滑金屬導軌相距L=0.5m水平放置，一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連．導軌x＞0一側(cè)存在沿x方向變化的穩(wěn)恒磁場，其方向與導軌平面垂直，x=0處磁場的磁感應強度B0=1T．一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒垂直置于導軌上．棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導軌向右運動，運動過程中速度v與位移x滿足v=關系，通過電阻的電流保持不變．求：（1）金屬棒運動過程中通過電阻R的電流；（2）導軌x＞0一側(cè)磁感應強度Bx隨x變化關系；（3）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；（4）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率．參考答案：解：（1））開始時棒產(chǎn)生的電動勢為：E=B0Lv0=1×0.5×2=1V

由閉合電路歐姆定律得回路中的感應電流為：I==A=2.5A

（2）由通過電阻的電流保持不變，可知金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢始終相等，所以有：B0Lv0=BxLvx，解得：（3）金屬棒在x處所受安培力的大小為：F=BxIL=（x+1）IL=1.25+1.25x由于安培力與x成線性變化，所以在x=0到x=2m過程中克服安培力做功為：J克服安培力做功等于在此過程中回路中產(chǎn)生的熱量：Q=W=5J因此電阻R上產(chǎn)生的熱量：J（4）設x=0到x=2m過程外力的平均功率為，x=2m時金屬棒的速度為：m/s通過電阻的電流保持不變，有：因此x=0到x=2m過程用時：s由動能定理有：因此W答：（1）金屬棒運動過程中通過電阻R的電流是2.5A；（2）導軌x＞0一側(cè)磁感應強度Bx隨x變化關系為Bx=x+1；（3）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量是3.75J；（4）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率是2.41W．【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；功率、平均功率和瞬時功率；閉合電路的歐姆定律．【分析】（1）由法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律相結(jié)合，來計算感應電流的大??；（2）由通過電阻的電流保持不變，可知金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢始終相等，即可求解；（3）由位移時間公式求出0﹣2s內(nèi)棒通過的位移大小，由法拉第電磁感應定律、歐姆定律和電量公式求解電荷量．（4）依據(jù)功能關系，及動能定理可求出外力在過程中的平均功率．18.如圖所示，是一種電子擴束裝置的原理示意圖。直角坐標系原點O處有一電子發(fā)生器，朝xOy平面內(nèi)x≥0區(qū)域任意方向發(fā)射電子，電子的速率均為，已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m。在0≤x≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿x軸負方向的勻強電場，場強大小,在x>d區(qū)域內(nèi)分布著足夠大且垂直于xOy平面向外的勻強磁場，勻強磁場的磁感應強度。ab為一塊很大的平面感光板，在磁場內(nèi)平行于y軸放置，電子打到板上時會在板上形成一條亮線。不計電子的重力和電子之間的相互作用。(1)求電子進入磁場時速度的大??；(2)當感光板ab沿x軸方向移到某一位置時，恰好沒有電子打到板上，求感光板到y(tǒng)軸的距離(3)保持(2)中感光板位置不動，若使所有電子恰好都能打到感光板上，求磁感應強度的大小以及電子打到板上形成亮線的長度。參考答案：見解析(1)根據(jù)動能定理：

(3分)得

(1分)(2)由v0＝知，對于沿y軸負方向射出的電子進入磁場時與邊界線夾角θ＝60°

若此電子不能打到ab板上，則所有電子均不能打到ab板上。當此電子軌跡與ab板相切時，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

(2分)又

得

(1分)由幾何知識

(1分)解得

(1分