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湖南省邵陽市楚云中學(xué)2021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,實線是某電場中的電場線,虛線是一個帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下的運動軌跡,若帶電粒子是從a處運動到b處,以下判斷正確的是(
)ks5uA.帶電粒子從a到b加速度減小
B.帶電粒子在b處電勢能大C.b處電勢高于a處電勢
D.帶電粒子在b處速度大參考答案:B2.如圖所示,一個質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對球外質(zhì)點P的萬有引力為F.如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體,且r=,則原球體剩余部分對質(zhì)點P的萬有引力變?yōu)椋ǎ〢.F B.F C.F D.F參考答案:C試題分析:質(zhì)點與大球球心相距l(xiāng),其萬有引力為F,則,在球體中央挖去半徑為r的一部分球體后,質(zhì)點與球之間的萬有引力為F1:,C正確、ABD錯誤,故選:C??键c:萬有引力【名師點睛】先根據(jù)萬有引力定律求出M對m的萬有引力,當(dāng)從M中挖去一半徑為r的球體時,要求剩下部分對m的萬有引力,先把球補全,用整球?qū)的萬有引力減去被挖去的球體對m的萬有引力。這就是補全法。3.如圖所示,一帶電小球通過絕緣細(xì)繩懸掛于平行板電容器之間,M板帶負(fù)電,N板帶正電,M板接地。以上說法正確的是(
)A.M板左移,小球受到的電場力減小B.M板左移,小球的電勢能減小C.M板上移,小球受到的電場力增大D.M板上移,小球的電勢能不變9.填空和實驗題(每空2分)參考答案:BC4.如圖所示,一小物體以初速度v0從斜面底端沿固定光滑斜面向上滑行,t1時刻從斜面上端P點拋出,t2時刻運動至O點且速度沿水平方向,則小物體沿x方向和y方向運動的速度隨時間變化的圖象是()參考答案:AD.小物體沿固定光滑斜面向上做勻減速直線運動,所以小物體從斜面底端沿固定光滑斜面向上滑行的過程中,水平方向向右做勻減速直線運動,離開P點后水平方向速度不變,A正確,B錯誤;豎直方向:先向上做勻減速直線運動,加速度小于g,離開P點后向上做豎直上拋運動,D正確,C錯誤.5.(單選)關(guān)于力的概念,下列說法正確的是() A.沒有相互接觸的物體間也可能有力的作用
B.力是使物體位移增加的原因C.壓縮彈簧時,手先給彈簧一個壓力而使之壓縮,彈簧壓縮后再反過來給手一個彈力D.力可以從一個物體傳給另一個物體,而不改變其大小參考答案:A二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B,疊放在一起,共同沿傾角為的斜面勻速下滑,斜面體放在水平地面上,且處于靜止?fàn)顟B(tài)。則B與斜面間動摩擦因數(shù)
,A所受滑動摩擦力大小為
參考答案:7.氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子,已知基態(tài)的一價氦離子能量為E1=-54.4eV,能級圖如圖所示,則一價氦離子第α能級En=_________eV;一個靜止的處于基態(tài)的一價氦離子被運動的電子碰撞后又失去了一個電子,則運動電子的動能一定大于__________eV.參考答案:8.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行,A質(zhì)量為5kg,速度大小為10m/s,B質(zhì)量為2kg,速度大小為5m/s,它們的總動量大小為____________kgm/s,兩者相碰后,A沿原方向運動,速度大小為4m/s,則B的速度大小為____________m/s。參考答案:40;109.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化,狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關(guān)系為VA
VB(選填“大于”、“小于”或“等于”);若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功,則此過程中_______(選填“吸熱”或“放熱”)參考答案:<
(2分)
吸熱10.兩矩形物體A和B,質(zhì)量分別為m和2m,它們疊放在豎立的彈簧上而靜止,如圖所示,彈簧的勁度系數(shù)為k.今用一豎直向下的力壓物體A,彈簧又縮短了ΔL(仍在彈性限度內(nèi))而靜止.現(xiàn)突然撤去壓物塊A的豎直向下的力,此時,A對B的壓力大小為_________.參考答案:
11.如圖(a)所示為一實驗小車自動測速示意圖。A為繞在條形磁鐵上的線圈,經(jīng)過放大器與顯示器連接,圖中虛線部分均固定在車身上。C為小車的車輪,B為與C同軸相連的齒輪,其中心部分使用鋁質(zhì)材料制成,邊緣的齒子用磁化性能很好的軟鐵制成,鐵齒經(jīng)過條形磁鐵時即有信號被記錄在顯示器上。已知齒輪B上共安裝30個鐵質(zhì)齒子,齒輪直徑為30cm,車輪直徑為60cm。改變小車速度,顯示器上分別呈現(xiàn)了如圖(b)和(c)的兩幅圖像。設(shè)(b)圖對應(yīng)的車速為vb,(c)圖對應(yīng)的車速為vc。(1)分析兩幅圖像,可以推知:vb_________vc(選填“>”、“<”、“=”)。(2)根據(jù)圖(c)標(biāo)出的數(shù)據(jù),求得車速vc=__________________km/h。參考答案:⑴<;
⑵18π或56.5。12.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運動的知識后,設(shè)計了一個課題,名稱為:快速測量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是:通過計算踏腳板轉(zhuǎn)動的角速度,推算自行車的騎行速度。經(jīng)過騎行,他得到如下的數(shù)據(jù):在時間t內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為N,那么腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度= ;要推算自行車的騎行速度,還需要測量的物理量有
;自行車騎行速度的計算公式v=
。參考答案:;牙盤的齒輪數(shù)m、飛輪的齒輪數(shù)n、自行車后輪的半徑R(牙盤的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R;解析:依據(jù)角速度的定義是;要求自行車的騎行速度,還要知道自行車后輪的半徑R,牙盤的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R;由,又,而,以上各式聯(lián)立解得。13.一質(zhì)點由位置A向北運動了4m,又轉(zhuǎn)向東運動了3m,到達(dá)B點,然后轉(zhuǎn)向南運動了1m,到達(dá)C點,在上述過程中質(zhì)點運動的路程是
m,運動的位移是
m。參考答案:8,三、實驗題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,使用如下圖所示的氣墊導(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,光電門間距為x(滿足x>>d),牽引砝碼的質(zhì)量為m.?;卮鹣铝袉栴}:(1)若實驗測得Δt足夠小,且Δt1=150ms、Δt2=100ms,d=3.0cm,X=50.0cm,則滑行器運動的加速度a=
m/s2。若取M=400g,在保證M>>m的條件下,如果認(rèn)為繩子牽引滑塊的力等于牽引砝碼的總重力,則牽引砝碼的質(zhì)量m=
kg。(取g=10m/s2)(2)在(1)中,實際牽引砝碼的質(zhì)量與上述的計算值相比
。(填偏大、偏小或相等)參考答案:15.物理小組的同學(xué)用如圖所示的實驗器材測定重力加速度,實驗器材有:底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門l和2組成的光電計時器(其中光電門l更靠近小球釋放點),小球釋放器(可使小球無初速釋放)、網(wǎng)兜。實驗時可用兩光電門測量小球從光電門l運動至光電門2的時間t,并從豎直桿上讀出兩光電門間的距離h。
(l)使用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖所示,則小球直徑為______cm。
(2)改變光電門1的位置,保持光電門2的位置不變,小球經(jīng)過光電門2的速度為v,不考慮空氣阻力,小球的加速度為重力加速度g,則h、t、g、v四個物理量之間的關(guān)系為h=________。
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖線,若圖線斜率的絕對值為k,根據(jù)圖線可求出重力加速度大小為________。參考答案:(1)1.170(2分)
(2)(2分)
(3)2k四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為。不計空氣阻力,重力加速度為g,求(1)電場強度E的大小和方向;(2)小球從A點拋出時初速度v0的大??;(3)A點到x軸的高度h.參考答案:(1),方向豎直向上
(2)
(3)(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動,說明電場力和重力平衡(恒力不能充當(dāng)圓周運動的向心力),有
①
②(2分)重力的方向豎直向下,電場力方向只能向上,由于小球帶正電,所以電場強度方向豎直向上。(1分)(2)小球做勻速圓周運動,O′為圓心,MN為弦長,,如圖所示。設(shè)半徑為r,由幾何關(guān)系知
③(2分)小球做勻速圓周運動的向心力由洛侖茲力提供,設(shè)小球做圓周運動的速率為v,有
④(2分)
由速度的合成與分解知
⑤(1分)由③④⑤式得
⑥(1分)(3)設(shè)小球到M點時的豎直分速度為vy,它與水平分速度的關(guān)系為
⑦(1分)由勻變速直線運動規(guī)律
⑧(1分)由⑥⑦⑧式得
(2分)17.某緩沖裝置的理想模型如圖所示,勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動,與槽間的滑動摩擦力恒為f.輕桿向右移動不超過l時,裝置可安全工作.一質(zhì)量為m的小車若以速度v0撞擊彈簧,將導(dǎo)致輕桿向右移動l4.輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且不計小車與地面的摩擦若彈簧的勁度系數(shù)為k,求輕桿開始移動時,彈簧的壓縮量x;(2)求為使裝置安全工作,允許該小車撞擊的最大速度vm;(3)討論在裝置安全工作時,該小車彈回速度v’和撞擊速度v的關(guān)系.參考答案:18.如圖a所示,間距為L的光滑平行長導(dǎo)軌固定在水平面上,每根導(dǎo)軌單位長度電阻為R0.導(dǎo)軌間存在豎直方向的有界勻強磁場.不計電阻的金屬桿①、②垂直導(dǎo)軌放置在磁場內(nèi),桿①在離開磁場邊界左側(cè)2L處,桿②在桿①右側(cè).磁感應(yīng)強度變化規(guī)律滿足B=B0﹣kt(B0、k為已知量).(1)若桿①和桿②都固定,求桿中的感應(yīng)電流強度.(2)若桿①和桿②以相同速度υ向右勻速運動,在桿②出磁場前,求桿中的感應(yīng)電流強度.(3)若桿①固定,t=0時,桿②從桿①右側(cè)L處出發(fā)向右運動的過程中,保持閉合回路中磁通量不變使桿中一直無感應(yīng)電流,則桿②多久后到達(dá)磁場邊界?(4)若磁感應(yīng)強度保持B=B0不變,桿①固定.桿②以一定初速度、在水平拉力作用下從桿①右側(cè)0.5m處出發(fā)向右運動,速度υ與兩桿間距x之間關(guān)系滿足圖b.當(dāng)外力做功4.5J時,兩桿間距x為多少?(第4問中可用數(shù)據(jù)如下:B0=1T、R0=0.1Ω/m、L=0.5m、金屬桿②質(zhì)量m=0.5kg)參考答案:解:(1)由B=B0﹣kt得=k設(shè)桿①和桿②間距為x時,感應(yīng)電動勢E=Lx=kLx感應(yīng)電流為I==(2)因為兩桿的運動不影響磁通量大小,所以感應(yīng)電流與靜止時相同,即與(1)問中相同,仍為I=.(3)磁通量保持不變,桿①和桿②間距x的任意位置有
B0L2
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