2021年湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣第五中學(xué)高三物理模擬試題含解析

2021年湖南省長沙市寧鄉(xiāng)縣第五中學(xué)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，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運動，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是

參考答案：答案：A解析：在x=R左側(cè)，設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點和圓心的連線與x軸正方向成θ角，則導(dǎo)體棒切割有效長度L=2Rsinθ，電動勢與有效長度成正比，故在x=R左側(cè)，電動勢與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系，由對稱性可知在x=R右側(cè)與左側(cè)的圖像對稱。2.（單選）如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加電壓為之U，電子最終打在光屏P上．只改變某一條件，關(guān)于電子的運動，下列說法中正確的是（）A．滑動變阻器滑片向右移動時，電了打在熒光屏上的位置上升B．滑動變阻器滑片向左移動時，電子打在熒光屏上的位置上升C．電壓U增大時，電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間增大D．電壓U增大時，電子打在熒光屏上的速度大小不變參考答案：考點：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運動．專題：帶電粒子在電場中的運動專題．分析：滑動觸頭向右移動時，加速電壓增大，加速后速度變大，粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間變短，粒子在平行偏轉(zhuǎn)電場方向的位移減?。碛|頭向左移動時，加速電壓減小，加速后速度變小，粒子在電場中運動時間變長，粒子在平行偏轉(zhuǎn)電場方向的位移增大；當(dāng)加速電壓不變時，偏轉(zhuǎn)電壓變化，影響平行電場方向的電場力的大小，也就是影響加速度的大小，粒子在電場中運動時間不變，改變偏轉(zhuǎn)的位移大?。獯穑航猓弘娮釉诩铀匐妶鲋凶黾铀龠\動，根據(jù)動能定理得：eU′=，則得電子獲得的速度為：v=．電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，電子在沿極板方向做勻速直線運動，粒子在電場中運動時間：t=；在平行電場方向做初速度為0的勻加速直線運動，加速度a=，電子在電場方向偏轉(zhuǎn)的位移y=．聯(lián)立以上各式得：y=又因為偏轉(zhuǎn)電場方向向下，所以電子在偏轉(zhuǎn)電場里向上偏轉(zhuǎn)．A、B：滑動觸頭向右移動時，加速電壓U′變大，由上可知電子偏轉(zhuǎn)位移變小，因為電子向上偏轉(zhuǎn)，故在屏上的位置下降，相反，滑動觸頭向左移動時，電子打在熒光屏上的位置上升，故A錯誤，B正確；C、偏轉(zhuǎn)電壓U增大時，電子在電場中受到的電場力增大，即電子偏轉(zhuǎn)的加速度a增大，又因為電子加速獲得的速度v不變，電子在電場中運動的時間不變，離開電場后做勻速直線運動，由于水平速度不變，運動時間也不變，所以電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變．故C錯誤．D、電子在電場中運動的時間不變，a增大，而電子打在屏上的速度為v′=，故電子打在屏上的速度增大．故D錯誤．故選：B．點評：電子在加速電場作用下做加速運動，要能運用動能定理可得電子獲得的速度與加速電場大小間的關(guān)系．電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，做類平拋運動，運動時間受電場的寬度和進(jìn)入電場時的速度所決定，電子在電場方向偏轉(zhuǎn)的距離與時間和電場強(qiáng)度共同決定．熟練用矢量合成與分解的方法處理類平拋運動問題．3.（單選題）如圖，A、B兩物體疊放在水平地面上，A物體質(zhì)量m=20kg，B物體質(zhì)量M=30kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁，另一端與A物體相連，彈簧處于自然狀態(tài)，其勁度系數(shù)為250N／m，A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為=0.5?，F(xiàn)有一水平推力F作用于物體B上，使B緩慢地向墻壁移動，當(dāng)B移動0.2m時，水平推力的大小為(g取10m／s2)（

）A．200N

B．250N

C．300N

D．350N參考答案：C若A物塊與B間未發(fā)生相對滑動，則彈簧的壓縮量為0.2m，則彈簧的彈力，假設(shè)成立；對B在豎直方向上平衡，在水平方向上受推力F、A對B的靜摩擦力、地面的滑動摩擦力，根據(jù)平衡有：，故C正確。故選C。4.圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比1：100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為100：1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω．若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為750kw．下列說法中正確的有（）A．客戶端交流電的頻率為100HzB．客戶端電壓為250VC．輸電線中的電流為30AD．輸電線路損耗功率為180Kw參考答案：C【考點】遠(yuǎn)距離輸電；變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓，結(jié)合匝數(shù)比求出輸出電壓，從而得出輸送電流，根據(jù)輸電線的電阻得出損失的功率，根據(jù)電壓損失得出降壓變壓器的輸入電壓，計算用戶得到的電壓【解答】解：A、由圖乙知交流電的周期0.02s，所以頻率為50Hz，A錯誤；BC、由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25000V，所以輸電線中的電流為：I==30A，輸電線損失的電壓為：△U=IR=30×100=3000V，降壓變壓器輸入端電壓為22000V，所以用戶端電壓為220V，B錯誤，C正確；D、輸電線路損耗功率為：△P=△UI=90kW，D錯誤；故選：C．5.（多選題）下列說法正確的是（

）

A．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)

B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)Ks5u

C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的波長太短

D．將放射性元素?fù)诫s到其它穩(wěn)定元素中，它的半衰期不發(fā)生改變參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖13所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：(1)若取M＝0.4kg，改變m的值進(jìn)行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________．A．m＝5g

B．m＝15gC．m＝40g

D．m＝400g(2)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為：____________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)參考答案：7.如圖所示電路中，電源電動勢E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D間連一個理想電流表，其讀數(shù)是

A；若在C、D間連一個理想電壓表，其讀數(shù)是

V。參考答案：1/6，1

8.（4分）已知在t1時刻簡諧橫波的波形如圖中實線所示；在時刻t2該波的波形如圖中虛線所示。t2－t1=0.02s。若波的周期T滿足0.01s＜T＜0.02s，且從t1時刻起，圖中Q質(zhì)點比R質(zhì)點先回到平衡位置，則波速是___________m/s。參考答案：

答案：400m/s9.（1）如圖為一個小球做自由落體運動時的頻閃照片，它是每隔1/30s的時間拍攝的。從某個稍大些的位置間隔開始測量，照片上邊的數(shù)字表示的是這些相鄰間隔的序號，下邊的數(shù)值是用刻度尺測出的其中兩個間隔的長度。根據(jù)所給的兩個數(shù)據(jù)，則可以求出間隔3的長度約為

cm。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）已知游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為1mm，游標(biāo)尺上有10個小的等分刻度，它的總長等于9mm，用這個游標(biāo)尺測得某物體長度為2.37cm。則這時是游標(biāo)尺上的第

條刻度線與主尺上的第

條刻度線對齊。參考答案：10.如圖所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動變阻器總電阻R＝20W，當(dāng)滑動片處于變阻器中點時，C、D兩端電壓UCD為___________V，通過電阻R0的電流為_____________A。

參考答案：答案：80，2解析：當(dāng)滑動片處于變阻器中點時，可以將變阻器分成兩個電阻，，電路如圖，則與串聯(lián)，再與并聯(lián)。根據(jù)部分電路歐姆定律，有，。代入數(shù)據(jù)可得，。11.如圖，從運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水中，若不計空氣阻力，則運動員的重力勢能先

（填“增大”或“減小”或“不變”），后

（填“增大”或“減小”或“不變”）。運動員的機(jī)械能

（填“增大”或“減小”或“不變”）。參考答案：增大

減小

不變12.如圖所示，直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長0.40m，在磁感強(qiáng)度是0.60T的勻強(qiáng)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(dǎo)線垂直．這時直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是_______V，直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導(dǎo)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(dǎo)線切割磁感線，感應(yīng)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=1.0V13.如圖為部分電路，Uab恒定，電阻為R時，電壓表讀數(shù)為U0，電阻調(diào)為時，電壓表讀數(shù)為3U0，那么Uab=

，電阻前后二種情況下消耗的功率=

。參考答案：

答案：9u0，4：9

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(6分)如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為.入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結(jié)果可用根式表示）

參考答案：解析：作出光路如圖

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由圖知

則AB—AC=d·tan30°=d

出射光線與入射光線間的距離是d（2分）15.（8分）小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g。通過計算并對照圖像（如圖)說明利用這種高壓鍋燒水時，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？參考答案：大約為115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃．若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大，應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力，并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（9分）人類受飛鳥在空中飛翔的啟發(fā)而發(fā)明了飛機(jī)，飛鳥扇動翅膀獲得向上的舉力可表示為F＝kSv2，式中S為翅膀的面積，v為飛鳥的飛行速度，k為比例系數(shù)。一個質(zhì)量為100g、翅膀面積為S0的燕子，其最小的飛行速度為10m/s。假設(shè)飛機(jī)飛行時獲得的向上舉力與飛鳥飛行時獲得的舉力有同樣的歸納，一架質(zhì)量為7200kg，機(jī)翼的面積為燕子翅膀面積的2000倍的飛機(jī)，以2m/s2的加速度由靜止開始加速，則飛機(jī)在跑道上滑行多遠(yuǎn)才能起飛？

參考答案：對飛鳥，設(shè)其最小的飛行速度為v1，則：

（1分）對飛機(jī)，設(shè)其最小起飛速度為v2，

則：

（1分）兩式相比得:

（2分）代入數(shù)據(jù)得:

（2分）設(shè)飛機(jī)在跑道上滑行的距離為s，由公式：v2=2as

（1分）得：

=900m

（2分）17.如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為?，F(xiàn)將磁場換為平等于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計重力，求電場強(qiáng)度的大小。參考答案：r＝R，E=18.如圖所示，一物體M從A點以某一初速度沿傾角α=37°的粗糙固定斜面向上運動，自頂端B點飛出后，垂直撞到高H=2.25m的豎直墻面上C點，又沿原軌跡返回．已知B、C兩點的高度差h=0.45m，物體M與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．試求：（1）物體M沿斜面向上運動時的加速度大?。唬?）物體返回后B點時的速度；（3）物體被墻面彈回后，從B點回到A點所需的時間．參考答案：解：（1）物體M沿斜面向上運動時的加速度為a，由牛頓第二定律有：mgsinθ+μmgcosθ=ma代入數(shù)據(jù)得：a=8m/s2（2）物體從C點到B點做平拋運動，設(shè)落至B點時在豎直方向的速度為vBy，由平拋運動規(guī)律有：，代入數(shù)據(jù)得：=3m/s．

由題意知，物體落在B點后剛好沿斜面下滑，則它落至B點時的速度方向沿斜面向下，與水平方向的夾角為37°

大小為：（3）設(shè)物體從B點返回到A點過程中的加速度大小為a′，時間為t′，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma′代入數(shù)據(jù)得：a′=4m/s2由運動學(xué)公式有：代