山西省臨汾市南王中學(xué)2021年高三物理模擬試卷含解析

山西省臨汾市南王中學(xué)2021年高三物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖。勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。電子速度的大小和磁場(chǎng)強(qiáng)弱可分別由通過(guò)電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是A．僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子束徑跡的半徑變大B．僅提高電子槍加速電壓，電子束徑跡的半徑變大C．僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大D．僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變大參考答案：B增大勵(lì)磁線圈中電流，是增大了磁感應(yīng)強(qiáng)度，電子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，反而半徑減小，A錯(cuò)；當(dāng)提高電子槍加速電壓，射出的電子速度增大，由上公式可知，R增大，B正確；在C選項(xiàng)中增大勵(lì)磁線圈中電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，由周期公式有：。從式子可知周期變小，C錯(cuò)；在D選項(xiàng)中提高電子槍加速電壓，射出的速度增大，但運(yùn)轉(zhuǎn)周期與速度無(wú)關(guān)，周期不變，D錯(cuò)；故本題選擇B答案。本題是洛倫茲力演示儀，要求我們知道它在其中運(yùn)轉(zhuǎn)半徑由牛頓第二定律推導(dǎo)出，周期又它的定義求出，再由表達(dá)式進(jìn)行比較中的物理量的變化引起的半徑和周期的變化，但還要知道增大電流是增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，提高加速電壓是增大電子射出的速度，依此根據(jù)表達(dá)式分析就不難得到答案。2.在如圖所示的靜電場(chǎng)中，實(shí)線為電場(chǎng)線，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿圖中虛線從A運(yùn)動(dòng)到B，則

A.加速度增大

B.電場(chǎng)力做負(fù)功

C.速度增大

D.電勢(shì)能減小參考答案：CD3.（2010?山西模擬）物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度的方向和水平方向間的夾角α的正切tanα隨時(shí)間t變化的圖象是圖中的（）A.B.

C.D.參考答案：B解：平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的速度不變，為v0，在豎直方向上的分速度為vy=gt，tanα==，g與v0為定值，所以tanθ與t成正比．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．故選B．4.如圖所示，用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，角速度為ω。細(xì)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)繩始終與r圓相切，在細(xì)繩的另外一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球恰好做以O(shè)為圓心的大圓在桌面上運(yùn)動(dòng)，小球和桌面之間存在摩擦力，以下說(shuō)法正確的是A．小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)B．細(xì)繩拉力為C．手對(duì)細(xì)線做功的功率為D．小球與桌面的動(dòng)摩擦因素為參考答案：CD5.已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（

）

A．衛(wèi)星距離地面的高度為

B．衛(wèi)星的線速度為

C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為

D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)（圖甲）推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為圖乙所示的模型：在水平面上相距為L(zhǎng)的兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1=B2=B，每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是l，相間排列。金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）跨在兩導(dǎo)軌間，其長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)、l。當(dāng)所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框abcd在磁場(chǎng)力作用下將向________（填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)。若金屬框電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為f，則金屬框的最大速度為_(kāi)________________參考答案：右

磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)，金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所受安培力向右，金屬框向右加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度設(shè)為vm，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2BL（v-vm），感應(yīng)電流為，安培力為F=2BLI，安培力與阻力平衡，F(xiàn)=f，解得vm=7.已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=___________m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_(kāi)____________個(gè)。參考答案：

（1）根據(jù)，得氣體分子連同占據(jù)的空間為，氣體分子間距離得（2）氣泡內(nèi)氣體質(zhì)量，氣泡內(nèi)氣體摩爾數(shù)為：，分子數(shù)為得：8.如圖所示，直角玻璃棱鏡中∠A=70°，入射光線垂直于AB面。已知玻璃的折射率為，光在AC面上反射后經(jīng)BC面反射從AC面第一次射出，則光線在BC面_______（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）全反射，光線從棱鏡AC邊第一次射入空氣時(shí)的折射角為_(kāi)______。參考答案：發(fā)生；4509.左圖為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=20秒時(shí)波形圖，右圖是x=200厘米處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖線，那么該波的傳播速度為_(kāi)_______厘米/秒，傳播方向?yàn)開(kāi)_______________。

參考答案：100；負(fù)X方向10.如圖，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng).兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6kg·m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為－4kg·m/s。則左方是

球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為

。參考答案：A，2:5

11.如圖所示，在一個(gè)質(zhì)量為M、橫截面積為S的圓柱形導(dǎo)熱氣缸中，用活塞封閉了一部分空氣，氣體的體積為，活塞與氣缸壁間密封且光滑，一彈簧秤連接在活塞上，將整個(gè)氣缸懸吊在天花板上．當(dāng)外界氣溫升高（大氣壓保持為）時(shí)，則彈簧秤的示數(shù)

▲

（填“變大”、“變小”或“不變”），如在該過(guò)程中氣體從外界吸收的熱量為，且氣體的體積的變化量為，則氣體的內(nèi)能增加量為

▲

．參考答案：不變

（2分）

12.如圖所示，一個(gè)半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)。已知，該球體對(duì)光的折射率為，則它從球面射出時(shí)的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：13.如圖所示是測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個(gè)很小的測(cè)量線圈放在待測(cè)處，測(cè)量線圈平面與該處磁場(chǎng)方向垂直，將線圈跟沖擊電流計(jì)G串聯(lián)（沖擊電流計(jì)是一種測(cè)量電量的儀器）。當(dāng)用反向開(kāi)關(guān)K使螺線管里的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而有電流流過(guò)G。該測(cè)量線圈的匝數(shù)為N，線圈面積為S，測(cè)量線圈電阻為R，其余電阻不計(jì)。（1）若已知開(kāi)關(guān)K反向后，沖擊電流計(jì)G測(cè)得的電量大小為q，則此時(shí)穿過(guò)每匝測(cè)量線圈的磁通量的變化量為△φ＝__________（用已知量的符號(hào)表示）。（2）待測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝__________。參考答案：（1）qR/N,（2）qR/2NS解析：（1）由I=q/△t，E=IR，E=N△φ/△t，聯(lián)立解得△φ=qR/N。（2）由φ＝BS，△φ=2BS，△φ=qR/N，聯(lián)立解得B＝qR/2NS。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)將力傳感器固定在小車(chē)上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車(chē)的拉力，探究在小車(chē)及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a－F圖象。(1)圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是____________________________；(2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量________(填“是”或“否”)；(3)由圖象求出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量為_(kāi)_______kg。參考答案：(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)115.圖3是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。圖3(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)_______。(2)ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距s＝________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。參考答案：（1）0.02s（2）0.70cm、0.100m/s四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.為了安全，在公路上行駛的汽車(chē)之間應(yīng)保持必要的安全距離。我國(guó)公安部門(mén)規(guī)定：高速公路上行駛汽車(chē)的安全距離為200m，汽車(chē)行駛的最高速度為120km/h，取g=10m/s2，請(qǐng)你根據(jù)下面提供的資料，說(shuō)明計(jì)算安全距離為200m的依據(jù)。

資料一：駕駛員的反應(yīng)時(shí)間：03~0.6s之間，

資料二：各種路面與輪胎之間的動(dòng)摩擦因數(shù)路面動(dòng)摩擦因數(shù)干瀝青與混凝土路面0.7~0.8干碎石路面0.6~0.7濕瀝青與混凝土路面0.33~0.4參考答案：解：由表分析，0.6s是最長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，對(duì)應(yīng)剎車(chē)之前的最大可能距離；0.33是最小的動(dòng)摩擦因數(shù)，對(duì)應(yīng)最大的可能運(yùn)動(dòng)距離，

①

由 ②

得：mm略小于200m，因此200m的安全距離是必要的。 ③本題共8分，其中①式2分，②式4分，③式2分。17.如圖所示，光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M=2kg的長(zhǎng)木板C；離板右端x=0.72m處?kù)o止放置質(zhì)量mA=1kg的小物塊A，A與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4；在板右端靜止放置質(zhì)量mB=1kg的小物塊B，B與C間的摩擦忽略不計(jì)．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2．現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F=3N，到A與B發(fā)生彈性碰撞時(shí)撤去力F．問(wèn)：①A與B碰撞之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？②若A最終能停在C上，則長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度至少是多少？參考答案：解：①若AC相對(duì)滑動(dòng)，則A受到的摩擦力為：FA=μmAg=0.4×10×1N=4N＞F故AC不可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)AC一起運(yùn)動(dòng)的加速度為a由有：②因AB發(fā)生彈性碰撞，由于mA=mB故AB碰后，A的速度為0AB碰撞后，由AC系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律：Mv1=（M+mA）v由題題意有v1=at=1.2m/s解得AC穩(wěn)定后的共同速度v=0.8m/s由功能關(guān)系和能量守恒得：可得△x=0.12m

故木板C的長(zhǎng)度L至少為：L=x+△x=0.72+0.12m=0.84m答：①A與B碰撞之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間1.2s；②若A最終能停在C上，則長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度至少是0.84m．18.在直角坐標(biāo)系y軸右側(cè)有相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)撤去電場(chǎng)，當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到距離原點(diǎn)O最遠(yuǎn)處P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí)，撤去磁場(chǎng)，同時(shí)加另一勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向沿y軸負(fù)方向，最終粒子垂直于y軸飛出。已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(a，0)，P點(diǎn)坐標(biāo)為。求(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度艿和粒子運(yùn)動(dòng)到彳點(diǎn)時(shí)速度v的大小。(3)整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功。(4)粒子從原點(diǎn)D開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到垂直于y軸飛出過(guò)程所用的總時(shí)間。參考答案：見(jiàn)解析（1）粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，由P點(diǎn)距原點(diǎn)最遠(yuǎn)可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在OP連線上。設(shè)AP段粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，由幾何關(guān)系得

①（2）OA段粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由二力平衡得

②設(shè)AP段粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，由牛頓第二定律得

③②③三式聯(lián)立得

④

⑤（3）PQ過(guò)程的逆過(guò)程可看做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，故粒子從y軸射出時(shí)的速度為