上海震旦中學2021年高三物理模擬試卷含解析

上海震旦中學2021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.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L_勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心O，下端連接一個質(zhì)量為m、電荷量為q，可視為質(zhì)點的小環(huán)．小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個裝置處在水平向右的勻強電場中．將小環(huán)從A點由靜止釋放、小環(huán)運動到B點時速度恰好為0．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，則（）A．電場強度的大小E=B．小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈力不做功C．小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能先減小后增大D．小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg﹣kL參考答案：C【分析】將小環(huán)從A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，可以知道小環(huán)在A點時彈簧壓縮量為0.5L，在B點時彈簧伸長為0.5L，結(jié)合功能關(guān)系分析個選項即可．【解答】解：A、已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，彈簧的彈性勢能相等，小環(huán)從A點運動到B點的過程中，由能量守恒定律得，Eq?2L=mgL，得：E=．故A錯誤．B、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧從壓縮到原長，再到伸長，則彈簧的彈力先做正功再做負功，故B錯誤．C、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的形變量先減小后增大，則彈簧的彈性勢能先減小后增大，故C正確．D、已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的彈力大小相等，說明在A點彈簧的壓縮量等于在B點的伸長量相等，設(shè)為x，原長為L0．則得：在A點：L0﹣x=L在B點：2L0+x=2L，解得小環(huán)在A點時，彈簧壓縮量為：x=0.5L，受到大環(huán)對它的彈力為：F=mg+kL，故D錯誤．故選：C2.建筑工人如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10m/s2。)(

)A．510N

B．490N

C．890N

D．910N參考答案：B3.平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點：（1）水平方向做勻速運動；（2）豎直方向做自由落體運動．為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面實驗

A．只能說明上述規(guī)律中的第（1）條

B．只能說明上述規(guī)律中的第（2）條C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條

D．能同時說明上述兩條規(guī)律參考答案：試題分析：實驗同時讓A球做平拋運動，B球做自由落體運動，若兩小球同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動，而不能說明A球水平方向的運動性質(zhì)．考點：研究平拋物體的運動。4.下面列出的是一些核反應(yīng)方程，，，其中A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子

B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子

D．X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子參考答案：D5.如圖所示，光滑絕緣水平面上有一矩形圈沖入一勻強磁場，線圈全部進入磁場區(qū)域時，其動能恰好等于它在磁場外面時的一半，設(shè)磁場寬度大于線圈寬度，那么（）A、線圈恰好在剛離開磁場的地方停下B、線圈一定在磁場中某位置停下C、線圈在末完全離開磁場時即已停下D、線圈完全離開磁場以后仍能繼續(xù)運動，不會停下參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會有電。房卡的作用相當于一個________（填電路元件名稱）接在干路上。如圖乙所示，當房客進門時，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時由于磁鐵吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過繼電器J使整個房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當繼電器工作時，cd相吸，ab便接通。請你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路。參考答案：（1）電鍵（2分）（2）8—7，4—5，6—9，1—3，2—10

7.某同學利用數(shù)碼相機研究豎直上拋小球的運動情況。數(shù)碼相機每隔0．05s拍照一次，圖7是小球上升過程的照片，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，則：

（1）圖中t5時刻小球的速度v5＝________m/s。

（2）小球上升過程中的加速度a＝________m/s2。

（3）t6時刻后小球還能上升的高度h=________m。參考答案：8.某質(zhì)點做勻變速直線運動，位移方程為s=10t-2t2（m），則該物體運動的初速度為______，加速度為______，4s內(nèi)位移為______。參考答案：10m/s

-4m/s2

8m9.一物體做勻加速直線運動，經(jīng)過A、B、C三點，已知AB=BC，AB段平均速度的大小為20m/s，BC段平均速度的大小為30m/s，則可求得從A到C的平均速度的大小為

參考答案：24m/10.（5分）如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，∠ABC=α，AB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊靜止不動，則摩擦力的大小為

。參考答案：答案：mg+Fsinα11.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運動，當木板的速度為v1=2.4m/s時，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：12.如圖為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為4m/s，則質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸(正，負)方向，經(jīng)過s，質(zhì)點Q通過的路程是m．參考答案：負,

0.6

13.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下．若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，動能和重力勢能之和增加，重力勢能和電勢能之和減少．（填“增加”、“減少”或“不變”）參考答案：考點：電勢能；能量守恒定律．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：由粒子的運動軌跡彎曲方向，判斷出電場力方向，分析電場力做功的正負，判斷電勢能的變化．粒子運動過程中，重力勢能、動能和電勢能的總和保持不變，由能量關(guān)系可知重力勢能與電勢能總和的變化，及動能和電勢能之和的變化．解答：解：油滴由a到b，由運動軌跡可判出油滴所受的電場力與重力的合力豎直向上，故油滴所受的電場力方向豎直向上，電場力做正功，電勢能一定減小，油滴運動過程中，重力勢能、動能和電勢能的總和保持不變，根據(jù)能量守恒定律，則有重力勢能和動能之和增加；合力做正功，動能增加，則重力勢能和電勢能之和減少．故答案為：增加，減少點評：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)類題目，較好的考查了曲線運動、動能定理及能量關(guān)系，綜合性較強，故在高考中經(jīng)常出現(xiàn)，在學習中應(yīng)注意重點把握．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(zhì)量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質(zhì)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(zhì)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(shè)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(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得：

15.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標平面，向x軸上方各個方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強度為：；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一根輕繩一端系一小球，另一端固定在O點，在O點有一個能測量繩的拉力大小的力傳感器，讓小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動，由傳感器測出拉力F隨時間t變化圖象如圖所示，已知小球在最低點A的速度vA＝6m/s，g=10m/s2,求：(1)小球做圓周運動的周期T(2)輕繩的長度L.參考答案：.解：解析:（1）小球在運動的過程中，重力與繩子的拉力之和提供向心力，拉力隨運動過程做周期性變化，故拉力的周期也就等于小球做圓周運動的周期，由圖可以看出周期T＝2s.(2)以小球為研究對象,設(shè)其在最低點受到拉力TA,最高點受拉力TB.由圖可以看出TA=14N,TB=2N最低點:TA-mg=①最高點:TB+mg=②從A到B過程中,只有重力做功.由動能定理得:=-mg·2L③已知TA=14N,TB=2N,,vA=6m/s，代入①②③式，聯(lián)立解得：L=0.6m17.中國遼寧號航空母艦是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦。2012年9月25日，該艦正式加入中國海軍序列。11月25日，殲-15艦載機在航母上成功起降了，為中國航母戰(zhàn)斗力的形成邁出了極為關(guān)鍵的一步。殲-15飛機是我國自行設(shè)計研制的首型艦載多用途戰(zhàn)斗機，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。航空母艦上的起飛跑道可以簡化為如圖所示，假設(shè)航空母艦上的起飛跑道由長度為L1=1.6×102m的水平跑道和長度為L2=20m的傾斜跑道兩部分組成。水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m。艦載機質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機,其發(fā)動機的推力大小恒為F=1.2×105N，方向與速度方向相同，在運動過程中飛機受到的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍。假設(shè)航母處于靜止狀態(tài)，飛機質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點,取g=10m/s2。（1）求飛機到達傾斜跑道末端時的速度大小；（2）為了使飛機在傾斜跑道的末端達到起飛速度100m/s，外界還需要在整個水平軌道對飛機施加助推力，求助推力F推的大小。參考答案：解析：（1）飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a1、末速度大小為v1，有

代入已知數(shù)據(jù)可得

=40m/s，

飛機在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用，設(shè)沿斜面方向的加速度大小為a2、末速度大小為v2，沿斜面方向有

（2）飛機在水平跑道上運動時，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a′1、末速度大小為v′1，有

飛機在傾斜跑道上運動時，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用沒有變化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2

根據(jù)題意，v′2=100m/s，代入數(shù)據(jù)解得

另解：（1）全過程應(yīng)用于動能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:（2）全過程應(yīng)用于動能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:18.如圖十四所示，質(zhì)量為m1=2kg的木板A放在水平面上，木板與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.1。木板在F=7N的水平拉力作用下由靜止開始向右做勻加速運動，經(jīng)過時間t=4S時在木板的右端輕放一質(zhì)量為m2=1kg的木塊B，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.4，且木塊可看成質(zhì)點。若要使木塊不從木板上滑下來，求木板的最小長度。參考答案：解:開始時地面對木板的滑動摩擦力為

f1=m1gμ1=2N-----(1分)