湖北省荊門市鐘祥第八中學(xué)2022年高三物理模擬試卷含解析

湖北省荊門市鐘祥第八中學(xué)2022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.（多選）如圖所示，在傾角θ=30°的光滑固定斜面上，放有質(zhì)量分別為1kg和2kg的小球A和B，且兩球之間用一根長L=0.3m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h=0.3m．現(xiàn)讓兩球從靜止開始自由下滑，最后都進(jìn)入到上方開有細(xì)槽的光滑圓管中，不計球與圓管內(nèi)壁碰撞時的機(jī)械能損失，g取10m/s2．則下列說法中正確的有（）A．從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，小球A與地球兩者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在B球未進(jìn)入水平圓管前，小球A與地球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．兩球最后在光滑圓管中運動的速度大小為m/sD．從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，輕桿對B球做功1J參考答案：考點：機(jī)械能守恒定律；功的計算．專題：機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：只有重力或只有彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒條件判斷機(jī)械能是否守恒；以系統(tǒng)為研究對象，由機(jī)械能守恒定律可以求出兩球的速度．以A為研究對象，應(yīng)用動能定理可以求得桿對A做的功．解答：解：A、從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，除重力做功外，桿對A做負(fù)功，小球A與地球兩者組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B、在B球未進(jìn)入水平圓管前，只有重力對A做功，小球A與地球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故B正確；C、以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：mBgh+mAg（h+Lsinθ）=（mA+mB）v2，代入數(shù)據(jù)解得：v=m/s，故C正確；D、以A球為研究對象，由動能定理得：mAmg（h+Lsinθ）+W=mAv2，代入數(shù)據(jù)解得：W=﹣1J，則輕桿對B做功，WB=﹣W=1J，故D正確；故選：BCD．點評：本題考查了求球的速度、桿做的功等問題，分析清楚物體運動過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律與動能定理即可正確解題．2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點）以某初速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度大小為，沿斜面上升的最大高度為h，則在沿斜面上升的全過程中.下列說法正確的是A.物體的重力勢能增加了B.物體的重力勢能增加了mghC.物體的機(jī)械能損失了D.物體的動能減少了mgh參考答案：BC加速度a=g=，摩擦力f=mg，物體在斜面上能夠上升的最大高度為h，所以重力勢能增加了mgh，故A錯誤B正確；機(jī)械能的損失量為fs=mg?2h=mgh，故C正確；動能損失量為合外力做的功的大小△Ek=F合外力?s=mg?2h=

mgh，故D錯誤。3.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈上，現(xiàn)同時用大小均為F、方向相反的水平力分別推A和B，它們均靜止不動，則（

）

A．A與B之間一定存在摩擦力

B．B與地面之間一定存在摩擦力

C．B對A的支持力一定小于mg

D．地面對B的支持力的大小一定等于（M+m）g參考答案：D4.物體自由下落時，不計空氣阻力，相對于地面的重力勢能Ep與下落速度v之間有一定的關(guān)系，下列圖象中能正確表示這一關(guān)系的是

（

）參考答案：C5.

如圖所示，F(xiàn)1、F2為有一定夾角的兩個力，L為過O點的一條直線，當(dāng)L取什么方向時，F(xiàn)1、F2在L上分力之和為最大（

）（A）F1、F2合力的方向，

（B）F1、F2中較大力的方向，

（C）F1、F2中較小力的方向，

（D）以上說法都不正確。參考答案：答案：A解析：當(dāng)L取F1、F2合力的方向，F(xiàn)1、F2在L上分力之和為最大，選項A正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（5分）空間存在以ab、cd為邊界的勻強磁場區(qū)域，磁感強度大小為B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)抣1，現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長度為，長邊的長度為如圖所示，某時刻線框以初速v沿與ab垂直的方向進(jìn)入磁場區(qū)域，同時某人對線框放以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該線框的電阻為R，從線框開始進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，人對線框作用力所做的功等于_______________。

參考答案：答案：7.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細(xì)管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程。（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D

吸熱氣體做等溫變化，隨著壓強減小，氣體體積增大。A、B圖中溫度都是變化的；等溫情況下，PV＝C，P－1/V圖象是一條過原點的直線，所以圖D正確。該過程中，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，等溫變化，所以Q＞0，氣體要吸收熱量。8.一質(zhì)量為M=1.2kg的物塊靜止在光滑水平桌面上，一質(zhì)量為m=20g的子彈以水平速度v0=100m/s射入物塊，在很短的時間內(nèi)以水平速度10m/s穿出．則子彈穿出木塊時，子彈動量改變量的大小為1.8kg?m/s，木塊獲得的水平初速度大小為1.5m/s．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：子彈穿過木塊的過程系統(tǒng)動量守恒，應(yīng)用動量的計算公式與動量守恒定律可以求出動量的該變量與木塊的速度．解答：解：子彈動量的該變量：△p=mv﹣mv0=0.020×10﹣0.020×100=﹣1.8kg?m/s，負(fù)號表示方向；子彈穿過木塊過程系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0=mv+Mv′，代入數(shù)據(jù)解得：v′=1.5m/s；故答案為：1.8；1.5．點評：本題考查了求動量的變化量、求速度，應(yīng)用動量的計算公式、動量守恒定律即可正確解題．9.2004年7月25日，中國用長征運載火箭成功地發(fā)射了“探測2號”衛(wèi)星．右圖是某監(jiān)測系統(tǒng)每隔2.5s拍攝的關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片．(1)已知火箭的長度為40m，用刻度尺測量照片上的長度，結(jié)果如圖所示．則火箭在照片中第2個像所對應(yīng)時刻的瞬時速度大小v=____________m／s．(2)為探究物體做直線運動過程x隨t變化的規(guī)律，某實驗小組經(jīng)過實驗和計算得到下表的實驗數(shù)據(jù)：根據(jù)表格數(shù)據(jù)，請你在下圖所示的坐標(biāo)系中，用縱、橫軸分別選擇合適的物理量和標(biāo)度作出關(guān)系圖線．并根據(jù)圖線分析得出物體從AB的過程中x隨t變化的定量關(guān)系式：________________________．參考答案：(1)42m/s(2)圖略（4分）10.在研究勻變速直線運動的實驗中，小明正常進(jìn)行操作，打出的一條紙帶只有三個清晰的點。標(biāo)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(rèn)為小明的想法能否實現(xiàn)？你認(rèn)為不能實現(xiàn)，請說明理由；若能實現(xiàn)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：11.質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A點無初速度自由下落，在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經(jīng)過t=2s小球又回到A點．不計空氣阻力，且小球從未落地，則電場強度的大小E為2×103N/C，回到A點時動能為8J．參考答案：考點：電場強度；動能定理的應(yīng)用．分析：分析小球的運動情況：小球先做自由落體運動，加上勻強電場后小球先向下做勻減速運動，后向上做勻加速運動．由運動學(xué)公式求出t秒末速度大小，加上電場后小球運動，看成一種勻減速運動，自由落體運動的位移與這個勻減速運動的位移大小相等、方向相反，根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合求電場強度，由W=qEd求得電場力做功，即可得到回到A點時動能．解答：解：小球先做自由落體運動，后做勻減速運動，兩個過程的位移大小相等、方向相反．設(shè)電場強度大小為E，加電場后小球的加速度大小為a，取豎直向下方向為正方向，則有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛頓第二定律得：a=，聯(lián)立解得，E===2×103N/C則小球回到A點時的速度為：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s動能為Ek==0.01×4002J=8J故答案為：2×103，8．點評：本題首先要分析小球的運動過程，采用整體法研究勻減速運動過程，抓住兩個過程之間的聯(lián)系：位移大小相等、方向相反，運用牛頓第二定律、運動學(xué)規(guī)律結(jié)合進(jìn)行研究．12.某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗，如圖所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W．當(dāng)用2條、3條…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致，每次實驗中小車獲得的速度都由打點計時器所打的紙帶測出。

除了圖中已有的器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源和

(填測量工具)。

(2)實驗中小車會受到摩擦阻力，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，需要在

(填“左”或“右”)側(cè)墊高木板。參考答案：13.（4分）從某高度處水平拋出一物體，著地瞬間的速度方向與水平方向成角，則拋出時物體的動能與重力勢能(以地面為參考平面)之比為

。參考答案：

答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向為正方向，設(shè)A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞15.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大?。唬?）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可。【詳解】（1）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在xoy坐標(biāo)系內(nèi)存在一個以（a，0）為圓心、半徑為a的圓形磁場區(qū)域，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B．另在y軸右側(cè)有一方向向左的勻強電場，電場強度大小為E，分布于y≥a的范圍內(nèi)．O點為質(zhì)子源，其出射質(zhì)子的速度大小相等、方向各異，但質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)．已知質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為a，設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電量為e，重力及阻力忽略不計．求：（1）出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子，到達(dá)y軸所用的時間；（2）出射速度與x軸正方向成30°角（如圖中所示）的質(zhì)子，到達(dá)y軸時的位置；（3）質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍．參考答案：解：（1）質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得：evB=即：v=出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子，經(jīng)圓弧后以速度v垂直于電場方向進(jìn)入電場，在磁場中運動的時間為：t1===質(zhì)子進(jìn)入電場后做類平拋運動，沿電場方向運動a后到達(dá)y軸，由勻變速直線運動規(guī)律有：a=即：故所求時間為：t=t1+t2=+（2）質(zhì)子轉(zhuǎn)過120°角后離開磁場，再沿直線到達(dá)圖中P點，最后垂直電場方向進(jìn)入電場，做類平拋運動，并到達(dá)y軸，運動軌跡如圖中所示．由幾何關(guān)系可得P點距y軸的距離為：x1=a+asin30°=1.5a設(shè)在電場中運動的時間為t3，由勻變速直線運動規(guī)律有：x1=即t3=質(zhì)子在y軸方向做勻速直線運動，到達(dá)y軸時有：y1=vt3=Ba所以質(zhì)子在y軸上的位置為：y=a+y1=a+Ba（3）若質(zhì)子在y軸上運動最遠(yuǎn)，應(yīng)是質(zhì)子在磁場中沿右邊界向上直行，垂直進(jìn)入電場中做類平拋運動，此時x′=2a質(zhì)子在電場中在y方向運動的距離為：y2=2Ba質(zhì)子離坐標(biāo)原點的距離為：ym=a+y2=a+2Ba由幾何關(guān)系可證得，此題中凡進(jìn)入磁場中的粒子，從磁場穿出時速度方向均與y軸平行，且只有進(jìn)入電場中的粒子才能打到y(tǒng)軸上，因此質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍應(yīng)是（a，a+2Ba）

答：（1）出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子，到達(dá)y軸所用的時間為+；（2）出射速度與x軸正方向成30°角（如圖中所示）的質(zhì)子，到達(dá)y軸時的位置為a+2Ba；（3）質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍為（a，a+2Ba）．【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【專題】壓軸題；定性思想；推理法；帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題．【分析】（1）質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解速度，質(zhì)子進(jìn)入電場后做類平拋運動，沿電場方向運動a后到達(dá)y軸，由勻變速直線運動規(guī)律求解；（2）質(zhì)子轉(zhuǎn)過120°角后離開磁場，再沿直線到達(dá)圖中P點，最后垂直電場方向進(jìn)入電場，做類平拋運動，并到達(dá)y軸，畫出運動軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合運動學(xué)基本公式求解；（3）若質(zhì)子在y軸上運動最遠(yuǎn)，應(yīng)是質(zhì)子在磁場中沿右邊界向上直行，垂直進(jìn)入電場中做類平拋運動，根據(jù)運動學(xué)基本公式求解質(zhì)子離坐標(biāo)原點的距離，再結(jié)合幾何關(guān)系分析即可．17.在xOy平面內(nèi)，第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界，OM與x軸負(fù)方向成45°角。在x<0且OM的左側(cè)空間存在著x軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為E=50N/C，在y<0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B=0.2T，如圖所示。一不計重力的帶負(fù)電的微粒，從坐標(biāo)原點O沿y軸負(fù)方向以v0＝4×103m/s的初速度進(jìn)入磁場，已知微粒的帶電荷量為q＝-4×10－18C，質(zhì)量為m＝1×10－24kg。求：（1）帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界時的位置坐標(biāo)及經(jīng)過磁場邊界時的速度方向；（2）帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域時的位置坐標(biāo)；（3）帶電微粒在電、磁場區(qū)域運動的總時間(結(jié)果可以保留)。參考答案：解：(1)第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：qv0B＝m

解得：r＝＝5×10－3m

（2分）A點位置坐標(biāo)為(－5×10－3m，－5×10－3m)

（2分）經(jīng)過磁場邊界時速度方向與OM夾角為450；與電場平行。

（1分）(2)微粒從C點沿y軸正方向進(jìn)入電場，做類平拋運動a＝，解得：a＝2.0×108m/s2