山西省長治市沁源縣沁源中學2021-2022學年高三物理模擬試卷含解析

山西省長治市沁源縣沁源中學2021-2022學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.北斗系列衛(wèi)星定點于地球同步軌道，它們與近地衛(wèi)星比較A.北斗衛(wèi)星的線速度較大B.北斗衛(wèi)星的周期較大C.北斗衛(wèi)星角速度較大D.北斗衛(wèi)星的向心加速度較小參考答案：BD2.如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，改變木板與水平面之間的夾角θ，發(fā)現當θ=30o和θ=45o時物塊A所受的摩擦力大小恰好相等，則物塊A與木板之間的動摩擦因數大小為（

）

A．

B．

C．

D．參考答案：B3.（多選）如圖所示，勁度系數為k的輕質彈簧，一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環(huán)頂點P，另一端連接一套在圓環(huán)上且質量為m的小球，開始時小球位于A點，此時彈簧處于原長且與豎直方向的夾角為45°，之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑，小球運動到最低點B時速率為v，此時小球與圓環(huán)之間壓力恰好為零。下列分析正確的是(

)A．小球過B點時，彈簧的彈力大小為mg＋B．小球過B點時，彈簧的彈力大小為k(2R-R)C．從A到B的過程中，重力勢能轉化為小球的動能和彈簧的彈性勢能D．從A到B的過程中，重力對小球做的功等于小球克服彈簧彈力做的功參考答案：ABC解析：A、小球在最低點，不受圓環(huán)的彈力，故彈簧的彈力與重力一起充當向心力，故有：F-mg=m；

故F=mg+m，故A正確；B、彈簧原長為R，現在彈簧長度為2R，根據胡克定律彈簧彈力F=k(2R-R)，故B正確；C、D、重力做功等于重力勢能的減小量，克服彈力做功等于彈簧彈性勢能的增加量，而重力勢能的減小量等于小球的動能和彈簧的彈性勢能的增加量，所以重力對小球做的功大于小球克服彈簧彈力做的功，故C正確、D錯誤，故選ABC4.如圖所示，虛線OL與y軸的夾角θ=450，在OL上側有平行于OL向下的勻強電場，在OL下側有垂直紙面向外的勻強磁場，一質量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速率v0從y軸上的M（OM=d）點垂直于y軸射入勻強電場，該粒子恰好能夠垂直于OL進入勻強磁場，不計粒子重力。（1）求此電場的場強大小E；（2）若粒子能在OL與x軸所圍區(qū)間內返回到虛線OL上，求粒子從M點出發(fā)到第二次經過OL所需要的最長時間。參考答案：（1）；（2）．試題分析：根據粒子只受電場力作用，沿電場線方向和垂直電場線方向建立坐標系，利用類平拋運動；根據橫向位移及縱向速度建立方程組，即可求解；由（1）求出在電場中運動的時間及離開電場時的位置；再根據粒子在磁場中做圓周運動，由圓周運動規(guī)律及幾何關系得到最大半徑，進而得到最長時間；（1）粒子在電場中運動，不計粒子重力，只受電場力作用，；沿垂直電場線方向X和電場線方向Y建立坐標系，則在X方向位移關系有：，所以；該粒子恰好能夠垂直于OL進入勻強磁場，所以在Y方向上，速度關系有，所以，，則有．（2）根據（1）可知粒子在電場中運動的時間；粒子在磁場中只受洛倫茲力的作用，在洛倫茲力作用下做圓周運動，設圓周運動的周期為T

粒子能在OL與x軸所圍區(qū)間內返回到虛線OL上，則粒子從M點出發(fā)到第二次經過OL在磁場中運動了半個圓周，所以，在磁場中運動時間為；粒子在磁場運動，洛倫茲力作為向心力，所以有，；根據（1）可知，粒子恰好能夠垂直于OL進入勻強磁場，速度v就是初速度v0在X方向上的分量，即；粒子在電場中運動，在Y方向上的位移，所以，粒子進入磁場的位置在OL上距離O點；根據幾何關系，

可得，即；所以；所以，粒子從M點出發(fā)到第二次經過OL所需要的最長時間．5.如圖所示，在光滑的水平面上，質量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a

做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B

的加速度為a1和a2，則

A．a1＝a2＝0

（

）

B．a1＝a，a2＝0C．a1＝a，a2＝a

D．a1＝a，a2＝－a參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實驗小組設計了“探究加速度與合外力關系”的實驗，實驗裝置如圖所示。已知小車的質量為500克，g取10m/s2，不計繩與滑輪間的摩擦。實驗步驟如下：（1）細繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個小砝碼盤。（2）在盤中放入質量為m的砝碼，用活動支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑。（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器電源后，釋放小車。（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質量m和對應的小車加速度a。（5）改變盤中砝碼的質量，重復（2）（3）步驟進行實驗。實驗次數1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐標紙上作出圖象。②上述圖象不過坐標原點的原因是：

。

③根據（1）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？

。④你認為本次實驗中小車的質量是否要遠遠大于砝碼的質量：

（選填“是”或“否”）。參考答案：7.如圖所示，直導線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長0.40m，在磁感強度是0.60T的勻強磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動，運動方向跟ab導線垂直．這時直導線ab產生的感應電動勢的大小是_______V，直導線ab中感應電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導線ab電阻r=1Ω，則ab兩端的電勢差大小為_______V。參考答案：1.2V

b→a

1.0Vab導線切割磁感線，感應電動勢E=BLv=1.2V，由右手定則知ab中電流方向是“b→a”；ab兩端的電勢差=1.0V8.如圖所示，是一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖象．已知這列波的頻率為5Hz，此時，x=1．5m處的質點向y軸正方向振動，可以推知：這列波正在沿x軸(填“正”或“負”)方向傳播，波速大小為___________m／s．寫出x=1．5m處質點做簡諧運動的表達式_________________________________________________。參考答案：9.在研究勻變速直線運動的實驗中，小明正常進行操作，打出的一條紙帶只有三個清晰的點。標記為0、1、2，則紙帶的加速度為

；而P點是紙帶上一個污點，小明想算出P點的速度，你認為小明的想法能否實現？你認為不能實現，請說明理由；若能實現請算出P點的速度

。（如圖是小明用刻度尺測量紙帶時的示意圖。）參考答案：10.如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．將細管中密閉的空氣視為理想氣體，當洗衣缸內水位緩慢升高時，外界對空氣做了0.5J的功，則空氣________(填“吸收”或“放出”)了__________的熱量．參考答案：放出0.511.（5分）1999年11月20日，我國發(fā)射了“神舟號”載入飛船，次日載入艙著陸，實驗獲得成功。載人艙在將要著陸之前，由于空氣阻力作用有一段勻速下落過程，若空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數k，載人艙的質量為m，則此過程中載人艙的速度應為________________。參考答案：答案：12.某物質的摩爾質量為μ，密度為ρ，NA為阿伏加德羅常數，則每單位體積中這種物質所包含的分子數目是___________．若這種物質的分子是一個挨一個排列的，則它的直徑約為__________。參考答案：；或

()13.如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強磁場磁感應強度B=1.0T，質量為m=0.04kg、高h=0.05m、總電阻R=5Ω、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質量為M=0.08kg的小車上，小車與線圈的水平長度l相同．當線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速度v1=10m/s進入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直。若小車運動的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示，則根據以上信息可知

（

）

A．小車的水平長度l=15cm

B．磁場的寬度d=35cm

C．小車的位移x=10cm時線圈中的電流I=7A

D．線圈通過磁場的過程中線圈產生的熱量Q=1.92J參考答案：C三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數為k=100N/m的輕質彈簧拴接在一起，物體A處于靜止狀態(tài)。在A的正上方h高處有一質量為的小球C，由靜止釋放，當C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時彈簧的壓縮量為H。對C機械能守恒：

C與A彈性碰撞：對C與A組成的系統(tǒng)動量守恒：

動能不變：

解得：

開始時彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢能不變，機械能守恒：

聯立以上各式代入數據得：

15.（簡答）光滑的長軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內．質量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，求運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運動過程中A環(huán)距軌道最低點的最大高度為h1，如圖所示，整體機械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長換成2R，A環(huán)離開底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長度L＝0.5m的粗糙水平軌道，二者相切于B點，整個軌道位于同一豎直平面內，P點為圓弧軌道上的一個確定點。一可視為質點的物塊，其質量m＝0.2kg，與BC間的動摩擦因數0.4。工件質量M＝0.8kg，與地面間的動摩擦因數。（取g＝10m/s2）（1）若工件固定，將物塊由P點無初速度釋放，滑至C點時恰好靜止，求P、C兩點間的高度差h。（2）若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點與工件保持相對靜止，一起向左做勻加速直線運動。①求F的大小②當速度v＝5m/s時，使工件立刻停止運動（即不考慮減速的時間和位移），物塊飛離圓弧軌道落至BC段，求物塊的落點與B點間的距離。參考答案：解：（1）物塊從P點下滑經B點至C點的整個過程，根據動能定理得代入數據得

②（2）①設物塊的加速度大小為a，P點與圓心的連線與豎直方向間的夾角為，由幾何關系可得

③根據牛頓第二定律，對物體有

④對工件和物體整體有

⑤聯立②③④⑤式，代入數據得

⑥②設物體平拋運動的時間為t，水平位移為，物塊落點與B間的距離為，由運動學公式可得

⑦