2021年湖南省常德市蒙泉鎮(zhèn)中心學(xué)校高三物理模擬試卷含解析

2021年湖南省常德市蒙泉鎮(zhèn)中心學(xué)校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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.質(zhì)量為1kg的物體在水平方向成37°斜向下的恒定推力F作用下沿粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)，1s后撤掉推力F，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）下列說(shuō)法正確的是（

）A.在0~2s內(nèi)，合外力一直做正功B.在0.5s時(shí)，推力F的瞬時(shí)功率為120WC.在0~3s內(nèi)，物體克服摩擦力做功120JD.在0~2s內(nèi)，合外力平均功率為6.25W參考答案：BCD由速度時(shí)間圖像結(jié)合動(dòng)能定理可知，0-1s，合外力做正功；1-2s，合外力做負(fù)功，A錯(cuò)誤。由牛頓第二定律可得，將代入可得F=30N，由可知在0.5s時(shí)，推力F的瞬時(shí)功率為120W，B正確。0-1s內(nèi)，摩擦力14N，位移為5m；1-3s內(nèi)，摩擦力5N，位移為10m，故在0~3s內(nèi)，物體克服摩擦力做功120J，C正確。據(jù)動(dòng)能定理，在0~2s內(nèi)，合外力做的功等于動(dòng)能的變化，即12.5J，故其平均功率為6.25W，D正確。2.據(jù)報(bào)道，2009年4月29日，美國(guó)亞利桑那州一天文觀測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽(yáng)系其它行星逆向運(yùn)行的小行星，代號(hào)為2009HC82。該小行星繞太陽(yáng)一周的時(shí)間為3.39年，直徑2～3千米，其軌道平面與地球軌道平面呈155°的傾斜。假定該小行星與地球均以太陽(yáng)為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小行星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小的比值為（

）A.

B.

C.

D.參考答案：A3.（單選）如圖所示，一玻璃管中注滿(mǎn)清水，水中放一軟木做成的小圓柱（直徑小于玻璃管的直徑，輕重大小合適，使它能在水中勻速上?。葘⒉ＡЧ艿拈_(kāi)口端用橡皮塞塞緊，再將其倒置．在軟木小圓柱上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右加速移動(dòng)，當(dāng)玻璃管移到圖中虛線位置時(shí)，軟木小圓柱恰好運(yùn)動(dòng)到玻璃管的頂端．以下四個(gè)圖中，能正確反映小圓柱在上述過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡的是（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的合成和分解．專(zhuān)題：運(yùn)動(dòng)的合成和分解專(zhuān)題．分析：小圓柱參加了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，水平方向水平向右勻加速直線移動(dòng)，豎直方向在管中勻速上浮，將分運(yùn)動(dòng)的速度合成可以得到合運(yùn)動(dòng)速度大小和方向的變化規(guī)律，進(jìn)一步判斷軌跡．解答：解：小圓柱參加了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向在管中以v1勻速上浮，水平方向水平向右勻加速直線移動(dòng)，速度v2不斷變大，將v1與v2合成，如圖由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度沿著曲線上該點(diǎn)的切線方向，又由于v1不變，v2不斷變大，故θ不斷變小，即切線方向與水平方向的夾角不斷變小，故ABC均錯(cuò)誤，D正確；故選：D．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵由分運(yùn)動(dòng)速度合成出合速度后，得到合速度方向的變化規(guī)律，再結(jié)合軌跡討論即可．4.(單選)有研究發(fā)現(xiàn)，轎車(chē)的加速度變化情況將影響乘客的舒適度：即加速度變化得越慢，乘坐轎車(chē)的人就會(huì)感到越舒適；加速度變化得越快，乘坐轎車(chē)的人就會(huì)感到越不舒適．若引入一個(gè)新物理量來(lái)表示加速度變化的快慢，則該物理量的單位應(yīng)是

()A．m/s

B．m/s2

C．m2/s

D．m/s3參考答案：D5.設(shè)在平直公路上以10m/s的速度行駛的自行車(chē)，所受阻力約為車(chē)、人總重的0.02倍，則騎車(chē)人的功率最接近于（

）A．100W

B．11W

C．1000W

D．10000W參考答案：A略二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；7.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中（1）為了消除小車(chē)與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長(zhǎng)木板一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在

（填“掛”或“不掛”）鉤碼的情況下做

運(yùn)動(dòng)；（2）某次實(shí)驗(yàn)中所用交流電的頻率為50Hz.得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車(chē)的加速度為

m/s2.參考答案：（1）不掛（2分）；勻速（2分）

（2）0.6（4分）8.一個(gè)同學(xué)在研究小球自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測(cè)得7.68cm，12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算可得小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為_(kāi)______m/s2，圖中x2約為_(kāi)_______cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：4.5,9.69.氫原子的能級(jí)如圖所示．氫原子從n=3能級(jí)向n=1能級(jí)躍遷所放出的光子，恰能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的截止頻率為2.9×1015Hz；用一群處n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)所發(fā)出的光照射該金屬，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能為0.66eV（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）．參考答案：考點(diǎn)：氫原子的能級(jí)公式和躍遷．專(zhuān)題：原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專(zhuān)題．分析：根據(jù)玻爾理論和愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，研究該金屬的截止頻率和產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能的最大值．解答：解：根據(jù)玻爾理論得到E3﹣E1=hγ，解得：γ=2.9×1015Hz；從n=4向n=1躍遷所放出的光子照射金屬產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能最大，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程有：Ek=（E4﹣E1）﹣hγ得：Ek=0.66eV；故答案為：2.9×1015，0.66．點(diǎn)評(píng)：本題是選修部分內(nèi)容，在高考中，選修部分的試題難度不大，只要立足課本，緊扣考綱，掌握基本知識(shí)和基本原理，就能取得高分．10.如圖所示，處于水平位置的、質(zhì)量分布均勻的直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，在另一端A下擺時(shí)經(jīng)過(guò)的軌跡上安裝了光電門(mén)，用來(lái)測(cè)量A端的瞬時(shí)速度vA，光電門(mén)和轉(zhuǎn)軸O的豎直距離設(shè)為h。將直桿由圖示位置靜止釋放，可獲得一組（vA2，h）數(shù)據(jù)，改變光電門(mén)在軌跡上的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到在vA2~h圖中的圖線①。設(shè)直桿的質(zhì)量為M，則直桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能Ek=_____________（用M和vA來(lái)表示）?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的小球固定在桿的中點(diǎn)，進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)操作，得到vA2~h圖中的圖線②，則直桿的質(zhì)量M=____________kg。（g=10m/s2）參考答案：，0.2511.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿(mǎn)清水，水中放一個(gè)紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度υ0=3cm/s勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時(shí)R的速度大小為

cm/s。R在上升過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，在如圖所示的坐標(biāo)系中（單位：cm）對(duì)應(yīng)的軌跡方程為

。(R視為質(zhì)點(diǎn))參考答案：5cm/s

y2=9χ12.如圖所示，傾角為θ的斜面處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在斜面上某點(diǎn)以初速度為v0水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電小球，小球受到的電場(chǎng)力與重力相等，地球表面重力加速度為g，設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，求：（1）小球經(jīng)

時(shí)間落到斜面上;（2）從水平拋出至落到斜面的過(guò)程中，小球的電勢(shì)能變化量為

．參考答案：V0tanθ/g

mV02tan2θ13.為了測(cè)定一根輕質(zhì)彈簧被壓縮Δx時(shí)存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能大小，可以將彈簧固定在一個(gè)帶有凹槽的軌道一端，并將軌道固定在水平桌面上，如圖所示。用鋼球?qū)椈蓧嚎sΔx，然后突然釋放鋼球，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實(shí)驗(yàn)時(shí)：（1）需要測(cè)定的物理量是

（2）凹槽軌道的光滑與否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（填“有”或“無(wú)”）影響。參考答案：（1）桌面里地的高度h、球落地點(diǎn)到桌邊的距離x

（2）有三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用刻度尺測(cè)半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)（如圖所示），他進(jìn)行的主要步驟是：A．用刻度尺測(cè)玻璃磚的直徑AB的大小d。B．先把白紙固定在木板上，將玻璃磚水平放置在白紙上，用筆描出玻璃磚的邊界，將玻璃磚移走，標(biāo)出玻璃磚的圓心O、直徑AB、AB的法線OC。C．將玻璃磚放回白紙的原處，長(zhǎng)直尺M(jìn)N緊靠A點(diǎn)并與直徑AB垂直放置。D．調(diào)節(jié)激光器，使PO光線從玻璃磚圓弧面沿半徑方向射向圓心O，并使長(zhǎng)直尺M(jìn)N的左右兩端均出現(xiàn)亮點(diǎn)，記下左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1，右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2。則（1）小明利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式n＝

。（2）關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)以下說(shuō)法正確的是

。A.在∠BOC的范圍內(nèi)，改變?nèi)肷涔釶O的入射角，直尺M(jìn)N上可能只出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)B.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定小于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2C.左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1一定大于右側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x2D.要使左側(cè)亮點(diǎn)到A點(diǎn)的距離x1增大，應(yīng)減小入射角參考答案：答案：（1）（2分）（2）ABD（4分，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選或不答的得0分。）

15.如圖為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．(1)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持________不變，用鉤碼所受的重力作為_(kāi)_______，用DIS測(cè)小車(chē)的加速度．(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a－F關(guān)系圖線如圖所示．①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_______________．②(單選題)此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（11分）航空母艦上的飛機(jī)彈射系統(tǒng)可以減短戰(zhàn)機(jī)起跑的位移，假設(shè)彈射系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)機(jī)作用了0.1s時(shí)間后，可以使戰(zhàn)機(jī)達(dá)到一定的初速度，然后戰(zhàn)機(jī)在甲板上起跑，加速度為2m/s2，經(jīng)過(guò)10s，達(dá)到起飛的速度50m/s的要求，則戰(zhàn)機(jī)離開(kāi)彈射系統(tǒng)瞬間的速度是多少？彈射系統(tǒng)所提供的加速度是多少？參考答案：解析：設(shè)戰(zhàn)機(jī)離開(kāi)彈射系統(tǒng)瞬間的速度是，彈射系統(tǒng)所提供的加速度為，以的方向?yàn)檎较?，則由得

（6分）

（6分）17.如圖，水平平面MN將空間分成上下兩個(gè)區(qū)域。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子以速度v0從MN平面上的P0點(diǎn)以與水平成45°向上射入Ⅰ區(qū)。Ⅰ區(qū)存在與水平成45°斜向右下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E；Ⅱ區(qū)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為B。（粒子重力不計(jì)，

）（1）粒子從P0點(diǎn)出發(fā)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t由平面MN上的P1點(diǎn)進(jìn)入Ⅱ區(qū)，求t=?（2）粒子首次從平面MN上的P2點(diǎn)離開(kāi)Ⅱ區(qū)，求P1與P2之間的距離s=？參考答案：(1)粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，如圖：

解得：

(7分)(2)

粒子在P1點(diǎn)分速度

在P1點(diǎn)的速度

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：

設(shè)在P1點(diǎn)vy與v夾角為θ，則

P1P2的距離

（9分18.一傾角θ=30°的足夠長(zhǎng)的絕緣斜面，P點(diǎn)上方光滑，P點(diǎn)下方粗糙，處在一個(gè)交變的電磁場(chǎng)中，如圖甲所示，電磁場(chǎng)的變化規(guī)律如圖乙和丙所示，磁場(chǎng)方向以垂直紙面向外為正，而電場(chǎng)的方向以豎直向下為正，其中，，現(xiàn)有一帶負(fù)電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)量為m、帶電量為q)從t=0時(shí)刻由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)沿斜面下滑，在t=3t0時(shí)刻剛好到達(dá)斜面上的P點(diǎn)，并且從t=5t0時(shí)刻開(kāi)始物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中速度大小保持不變。若已知斜面粗糙部分與物塊間的動(dòng)摩擦因素為，還測(cè)得在0~6t0時(shí)間內(nèi)物塊在斜面上發(fā)生的總位移為，求：（1）小球在t0時(shí)刻的速度；（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊離開(kāi)斜面的最大距離；（3）物塊在t=3t0時(shí)刻到t=5t0這段時(shí)間內(nèi)因?yàn)槟Σ炼鴵p失的機(jī)械能。（計(jì)算中?。﹨⒖即鸢福海?）0~t0內(nèi)小物塊勻加速下滑：

F合=（mg+E0q）sinθ=ma（2