陜西省漢中市中學(xué)2022年高三物理模擬試題含解析

陜西省漢中市中學(xué)2022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，帶電小球a由絕緣細線OC和OE懸掛而處于靜止狀態(tài)，其中OC水平，地面上固定一絕緣且內(nèi)壁光滑的圓弧細管道AB，圓心O與a球位置重合，管道底端B與水平地面相切。一質(zhì)量為m的帶電小球b從A端口由靜止釋放，當小球b運動到B端時對管道內(nèi)壁恰好無壓力，在此過程中A．小球b的機械能守B．懸線OE的拉力先增大后減小C．懸線OC的拉力先增大后減D．b球受到的庫侖力大小始終為3mg參考答案：ACD【命題立意】：本題考查受力物體的動態(tài)平衡、庫侖力、機械能守恒定律和向心力等知識點，考查學(xué)生分析與綜合的能力，以及利用矢量圖的方法進行推理的能力。【解題思路】：小球b在下滑過程中受到重力、庫侖力、管道支持力作用，在此過程中只有重力做功，庫侖力、管道支持力不做功，所以小球b的機械能守恒，A選項正確。在小球b運動到a球正下方B點過程中，設(shè)圓弧半徑為R，根據(jù)機械能守恒定律得：mgR=mυ2，根據(jù)牛頓第二定律得F-mg=，由以上兩個式子可得：F=3mg，故D選項正確。在分析OE和OC段繩子的拉力變化時，小球a的重力沿OE和OC段繩子的分力為定值，所以對OE和OC段繩子拉力的變化沒影響，可以不考慮。把庫侖力F按照其作用效果沿OE和OC方向進行分解，如圖所示。由圖可知，庫侖力F與水平方向的夾角θ從0增加到90°的過程中，在OC繩子的拉力TOC先增加后減小，OE繩子的拉力TOE一直增加，B選項錯誤，C選項正確。本題正確選項為ACD。2.如圖所示，半徑為R的光滑大圓環(huán)用一細桿固定在豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為m的小球A套在大圓環(huán)上。上端固定在桿上的輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的滑塊B連接井一起套在桿上，小球A和滑塊B之間用長為2R的輕桿分別通過鉸鏈連接，當小球A位于圓環(huán)最高點時、彈簧處于原長；此時給A一個微小擾動（初速度視為0），使小球A沿環(huán)順時針滑下，到達環(huán)最右側(cè)時小球A的速度為（g為重力加速度）。不計一切摩擦，AB均可慢為質(zhì)點，則下列說法正確的是A.小球A、滑塊B和輕桿組成的系統(tǒng)在下滑過程中機械能守恒B.小球A從圓環(huán)最高點到達環(huán)最右刻的過程中滑塊B的重力能減小C.小球A從腰環(huán)最高點到達醫(yī)環(huán)最右的過程中小球A的重力能小了D.小球A從圓環(huán)最高點到達環(huán)最右側(cè)的過程中彈簧的彈性勢能增加了參考答案：DA.輕質(zhì)彈簧、小球A、滑塊B和輕桿組成的系統(tǒng)機械能守恒。故A錯誤。B.開始是滑塊B距離圓環(huán)最高點的距離為，小球A從圓環(huán)最高點到達環(huán)最右側(cè)時，滑塊B距離圓環(huán)最高點的距離為,所以在這個方程，小球B下降的距離為，可得滑塊B重力能減小量為。故B錯誤。C.小球A從環(huán)最高點到達環(huán)最右的過程中下降的高度為,所以重力勢能的減小量為。故C錯誤。D.小球A到達環(huán)最右側(cè)時，A、B的速度方向都是豎直向下的，此時他們與輕桿的夾角相等，由因為A、B的速度沿輕桿方向的分量相等，所以A、B的速度相等：，在整個過程由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可得彈簧的彈性勢能：。故D正確。3.科學(xué)家在南極冰層中發(fā)現(xiàn)了形成于30億年前的火星隕石，并從中發(fā)現(xiàn)了過去微生物的生命跡象，從此火星隕石變得異常珍貴。今年1月，中國新聞網(wǎng)宣布2011年7月在摩洛哥墜落的隕石被證實來自火星。某同學(xué)想根據(jù)平時收集的部分火星資料（如圖中所示）計算出火星的密度，再與這顆隕石的密度進行比較。下列計算火星密度的公式，正確的是（G為萬有引力常量，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響）

A．

B．

C．

D．參考答案：AD4.如圖所示，光滑絕緣水平面上嵌入一無限長通電直導(dǎo)線．一質(zhì)量為0.02kg的金屬環(huán)在該平面內(nèi)以大小v0=2m/s、方向與電流方向成60°角的初速度滑出．則（）A.金屬環(huán)最終將靜止在水平面上的某處B.金屬環(huán)最終沿垂直導(dǎo)線方向做勻速直線運動C.金屬環(huán)受安培力方向始終和運動方向相反D.金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能最多為0.03J參考答案：DABC、金屬環(huán)周圍有環(huán)形的磁場，金屬環(huán)向右運動，磁通量減小，根據(jù)“來拒去留”可知，所受的安培力將阻礙金屬圓環(huán)遠離通電直導(dǎo)線，即安培力垂直直導(dǎo)線向左，與運動方向并非相反，安培力使金屬環(huán)在垂直導(dǎo)線方向做減速運動，當垂直導(dǎo)線方向的速度減為零，只剩沿導(dǎo)線方向的速度，然后磁通量不變，無感應(yīng)電流，水平方向合力為零，故為勻速直線運動，故A、B、C錯誤；D、由題意知：沿導(dǎo)線方向分速度v1=v0?cos60°=1m/s根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒解得：，代入數(shù)值解得：Q=0.03J，故環(huán)中最多產(chǎn)生0.03J的電能，故D正確；故選：D．點睛：金屬環(huán)周圍有環(huán)形的磁場，金屬環(huán)向右上運動，磁通量減小，根據(jù)“來拒去留”可知，所受的安培力與運動方向不一定相反，使金屬環(huán)在垂直導(dǎo)線方向做減速運動，當垂直導(dǎo)線方向的速度減為零，最終金屬環(huán)的運動狀態(tài)為勻速沿導(dǎo)線運動．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒，減小的動能轉(zhuǎn)化成電能。5.一個小球從斜面上的A點由靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過3s后到斜面底端B點,并開始在水平地面做勻減速直線運動,又經(jīng)過9s停止于C點,如圖所示,設(shè)小球經(jīng)過點時速度大小不變,則小球在斜面上運動的距離與在水平面上運動的距離之比是(

)A.1∶1

B.2∶1

C.3∶1

D.1∶3參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（6分）利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律。圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖像，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征。則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點是：

a._________________________；b._________________________。參考答案：a.原子在確定方向上有規(guī)律地排列，在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同(3分)；b.原子排列具有一定對稱性。(3分)命題立意：本題是一條聯(lián)系高新科技實際的題目,考查考生收集、處理信息和獲取新知識的能力。解題關(guān)鍵：觀察原子排列是否有規(guī)律,是否對稱,然后確定原子排列的共同特點。錯解剖析：本題是一條新信息題,部分學(xué)生不知從何處下手,使解題受阻。避錯技巧：新信息題往往與高新科技綜合，有些知識是完全陌生的，但解決問題的方法可將中學(xué)常見的基本方法遷移過來。7.若一定質(zhì)量的理想氣體分別按如圖所示的三種不同過程變化，其中表示等容變化的是

(填“a→b”、“b→c”或“c→d”)，該過程中氣體的內(nèi)能

(填“增加”、“減少”或“不變”)．參考答案：a→b，增加；8.一簡諧橫波以10m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時刻的波形如圖，則x=0處質(zhì)點振動方向

______

(“沿y軸負方向”或“沿y軸正方向”)，從t=0開始計時，x=2m處的振動方程為y=

_______

cm。

參考答案：y軸負方向9.對于繞軸轉(zhuǎn)動的物體，描述轉(zhuǎn)動快慢的物理量有角速度ω等物理量．類似加速度，角加速度β描述角速度的變化快慢，則角加速度β的定義式是，單位是rad/s2．參考答案：考點：向心加速度．專題：勻速圓周運動專題．分析：利用加速度、速度和位移公式，類似于角加速度、角度公式．角加速度為角速度變化量與所用時間的比值，由公式知在國際單位制中β的單位為rad/s2，解答：解：角加速度為角速度變化量與所用時間的比值，由公式知在國際單位制中β的單位為rad/s2，故答案為：，rad/s2點評：本題比較新穎，利用類似法可以寫出角加速度、角速度和角度公式．10.在"研究勻變速直線運動"的實驗中，圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間時間間隔均為t，測得位移SAC=L1，SBD=L2，則物體的加速度為___

_____．參考答案：11.傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件。右圖是一種測定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開關(guān)S一小段時間后，使工件（電介質(zhì)）緩慢向左移動，則在工件移動的過程中，通過電流表G的電流

（填“方向由a至b”、“方向由b至a”或“始終為零”）參考答案：．方向由a至b12.P、Q是一列簡諧橫波中的兩質(zhì)點，已知P離振源較近，P、Q兩點的平衡位置相距15m（小于一個波長），各自的振動圖象如圖所示。此列波的波速為

m/s。參考答案：2.5m/s13.探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一．有同學(xué)通過設(shè)計實驗來探究物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的轉(zhuǎn)動動能與哪些因素有關(guān)。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉(zhuǎn)動動能與其質(zhì)量、半徑、角速度等的具體關(guān)系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設(shè)尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉(zhuǎn)動過程動能定理也成立。不計轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉(zhuǎn)的進行實驗，最后得到的數(shù)據(jù)如下表所示：半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。參考答案：粒子的動量，物質(zhì)波的波長由，知，則。解析：物質(zhì)波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即，因為，所以，故。15.（9分）我國登月的“嫦娥計劃”已經(jīng)啟動，2007年10月24日，我國自行研制的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”探測器成功發(fā)射。相比較美國宇航員已經(jīng)多次登陸月球。而言，中國航天還有很多艱難的路要走。若一位物理學(xué)家通過電視機觀看宇航員登月球的情況，他發(fā)現(xiàn)在發(fā)射到月球上的一個儀器艙旁邊懸掛著一個重物在那里擺動,懸掛重物的繩長跟宇航員的身高相仿,這位物理學(xué)家看了看自己的手表，測了一下時間，于是他估測出月球表面上的自由落體加速度。請?zhí)骄恳幌?他是怎樣估測的?參考答案：據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式,求得月球的重力加速度。解析：據(jù)單擺周期公式,只要測出單擺擺長和擺動周期,即可測出月球表面上的自由落體加速度．據(jù)宇航員的身高估測出擺長；測出時間，數(shù)出擺動次數(shù)，算得擺動周期；據(jù)公式求得月球的重力加速度。(9分)

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，半徑為R的導(dǎo)體環(huán)內(nèi)，有一個半徑為r的虛線圓，虛線圓內(nèi)有垂直紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化規(guī)律為B1=kt（k>0且為常量）。（1）求導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電動勢E的大小；（2）將導(dǎo)體環(huán)換成內(nèi)壁光滑的絕緣細管（管子內(nèi)徑忽略），管內(nèi)放置一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，小球重力不計，如圖乙所示。已知絕緣細管內(nèi)各點渦旋電場的電場強度大小為，方向與該點切線方向相同。小球在電場力作用下沿細管加速運動。要使t時刻管壁對小球的作用力為零，可在細管處加一垂直于紙面的磁場，求所加磁場的方向及磁感應(yīng)強度的大小B2。參考答案：（1）得（2）洛倫茲力方向指向圓心。由左手定則，磁場方向垂直紙面向里。【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有得（2）洛倫茲力方向指向圓心。由左手定則，磁場方向垂直紙面向里。電場力：F=ERqF=mat時刻速度v=at洛倫茲力大小F洛=qvB2聯(lián)立解得17.如圖所示，兩個可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部都由一細管連通（忽略細管的容積）．兩氣缸各有一個活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸無摩擦．活塞的下方為理想氣體，上方為真空．當氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞位于同一高度h．（已知m1=2m，m2=m）（1）在兩活塞上同時各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）．（2）在達到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問在這個過程中，氣體對活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會碰到氣缸頂部）．參考答案：解：（1）設(shè)左、右活塞的面積分別為S'和S，由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對氣體的壓強相等，即：=

由此得：S′=2S

在兩個活塞上各加質(zhì)量為m的物塊后，假設(shè)左右兩活塞仍沒有碰到汽缸底部，由平衡條件：P左=，P右=，P左＜P右，則右活塞降至氣缸底部，所有氣體都在左氣缸中

在初態(tài)，氣體的壓強為，體積為3Sh；在末態(tài)，氣體壓強為，體積為2xS（x為左活塞的高度）由玻意耳定律得：?3Sh=?2xS

解得：x=h，即兩活塞的高度差為x=h

（2）當溫度由T0上升至T=1.25T0時，氣體的壓強不變，設(shè)x'是溫度達到T時左活塞的高度，由蓋?呂薩克定律得：x'=x=1.25h活塞對氣體做的功為：W=FS=3mg（x'﹣x）=0.75mgh

答：（1）在兩活塞上同時各放一質(zhì)量為m的物塊，氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差為h（2）在達到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，在這個過程中，氣體對活塞做功0.75mgh【考點】理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強．【分析】（1）開始時兩缸內(nèi)的氣壓相等，從而可得出兩活塞的面積關(guān)系，兩活塞上同時各加一質(zhì)量為m的物塊后，就打破了原有的平衡，面積小的活塞會下沉，直至面積小的活塞移到底部，再確定左側(cè)氣體的狀態(tài)參量，整個過程是等溫變化，由氣體的狀態(tài)方程可得出左缸