上海匯民高級中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理模擬試卷含解析

上海匯民高級中學(xué)2022-2023學(xué)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.（單選）在地球赤道附近某建筑上有一豎立的避雷針，當(dāng)一團(tuán)帶正電的烏云經(jīng)過其正上方時，避雷針發(fā)生放電，則此過程中地磁場對避雷針的作用力的方向是（

）A．向東B．向南C．向西D．向北參考答案：A解析：當(dāng)帶有負(fù)電的烏云經(jīng)過避雷針上方時，避雷針開始放電形成瞬間電流，負(fù)電電荷從上而下通過避雷針，所以電流的方向?yàn)閺纳隙?，磁場的方向從南向北，根?jù)左手定則，安培力的方向向東．故選：A．2.兩個相距很近的等量異號點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子。設(shè)相距為l，電荷量分別為+q和-q的點(diǎn)電荷構(gòu)成電偶極子。如圖所示，取二者連線方向?yàn)閥軸方向，中點(diǎn)O為原點(diǎn)，建立如圖10所示的xOy坐標(biāo)系，P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為r（r>>l），P、O兩點(diǎn)間連線與y軸正方向的夾角為θ，設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，P點(diǎn)的電勢為φ，真空中靜電力常量為k。下面給出φ的四個表達(dá)式，其中只有一個是合理的。你可能不會求解P點(diǎn)的電勢φ，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，φ的合理表達(dá)式應(yīng)為A．

B．

C．

D．參考答案：C3.（單選）如圖所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點(diǎn)，其中b為a、c的中點(diǎn)．若一個運(yùn)動的負(fù)電荷僅在電場力的作用下先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為，φa=﹣5V，φb=3V，則（）A．該電荷在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能B．c點(diǎn)電勢可能為φc=15VC．b點(diǎn)的場強(qiáng)大于a點(diǎn)的場強(qiáng)D．該電荷在a點(diǎn)的動能大于在b點(diǎn)的動能參考答案：解：A、由題知φa=﹣5V，φb=3V，則知a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢，根據(jù)負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，則知該負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能，故A錯誤．B、φa=﹣5V，φb=3V，則ba間的電勢差Uba=φb﹣φa=8V．由于只有一條電場線，其疏密情況未知，所以bc間的場強(qiáng)可能大于ab間的場強(qiáng)，由U=Ed知，cb間的電勢差大于ba間的電勢差，所以cb間的電勢差可能等于12V，則φc=15V，故B正確．C、由于只有一條電場線，不能確定電場線的疏密，所以不能判斷場強(qiáng)的大小，故b點(diǎn)的場強(qiáng)不一定大于a點(diǎn)的場強(qiáng)，故C錯誤．D、根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可知電場線的方向從b指向a，則負(fù)電荷從a運(yùn)動到b，電場力方向沿b到a方向，則電場力做正功，動能增大，所以該電荷在a點(diǎn)的動能小于在b點(diǎn)的動能．故D錯誤．故選：B．【點(diǎn)評】：解決本題的關(guān)鍵要掌握電場線的物理意義，明確電場線的疏密可表示電場強(qiáng)度的相對大小，但一條電場線，無法判斷電場線的疏密，就無法判斷兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小．但電場線的方向可根據(jù)電勢的高低判斷出來．4.（單選）如圖，一不可伸長的光滑輕繩，其左端固定于O點(diǎn)，右端跨過位于O′點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體；OO′段水平，長度為L；繩子上套一可沿繩滑動的輕環(huán)．現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼，平衡后，物體上升L．則鉤碼的質(zhì)量為（）A．MB．MC．MD．M參考答案：考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．.專題：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．分析：由幾何關(guān)系求出環(huán)兩邊繩子的夾角，然后根據(jù)平行四邊形定則求鉤碼的質(zhì)量．解答：解：重新平衡后，繩子形狀如下圖：由幾何關(guān)系知：繩子與豎直方向夾角為30°，則環(huán)兩邊繩子的夾角為60°，則根據(jù)平行四邊形定則，環(huán)兩邊繩子拉力的合力為Mg，根據(jù)平衡條件，則鉤碼的質(zhì)量為M．故選：D．點(diǎn)評：該題的關(guān)鍵在于能夠?qū)€圈進(jìn)行受力分析，利用平衡狀態(tài)條件解決問題．力的計算離不開幾何關(guān)系和三角函數(shù)．5.(多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線。則下列說法中正確的是（

）A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積參考答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.勻強(qiáng)磁場中有一半徑為0.2m的圓形閉合線圈，線圈平面與磁場垂直．已知線圈共50匝，其阻值為2Ω．勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0.2T，在1～5s內(nèi)從0.2T均勻變化到﹣0.2T．則0.5s時該線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E=1.256V；在1～5s內(nèi)通過線圈的電荷量q=1.256C．參考答案：解：（1）在0～1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率=T/s=0.2T/s，由于磁通量均勻變化，在0～1s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E1=N=N?πr2=50×0.2×3.14×0.22=1.256V根據(jù)楞次定律判斷得知，線圈中感應(yīng)方向?yàn)槟鏁r針方向．（2）在1～5s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率大小為′=T/s=0.1T/s，由于磁通量均勻變化，在1～5s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：1～5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E2=N=N′?πr2=50×0.1×3.14×0.22=0.628V通過線圈的電荷量為q=I2t2==C=1.256C；故答案為：1.256

1.2567.（4分）在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的

上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中

不同。參考答案：界面，傳播速度8.如圖所示為甲、乙、丙三個物體在同一直線上運(yùn)動的s-t圖象，比較前5s內(nèi)三個物體的平均速度大小為____________；比較前10s內(nèi)三個物體的平均速度大小有′____′____′（填“>”“=’“<”）參考答案：>

>

=

=9.如圖a所示，傾角為45°、高為h的斜面固定在水平地面上，小球從高為H（2h＞H＞h）的某處自由下落，與斜面碰撞（無能量損失）后做平拋運(yùn)動。若小球做平拋運(yùn)動后能直接落到水平地面上，自由下落的起始點(diǎn)距斜面左端的水平距離x應(yīng)滿足的條件是

（用符號表示）；若測得x＝1m時，小球平拋運(yùn)動的水平射程s最大，且水平射程的平方s2與x關(guān)系如圖b所示，則斜面的高h(yuǎn)應(yīng)為

m。參考答案：h＞x＞h－H，410.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E．從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，小球在軌道內(nèi)的最小速率是；釋放點(diǎn)距圓軌道最低點(diǎn)B的距離是．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運(yùn)動過程中，動能減小，因?yàn)樾∏騽偤迷趫A軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，故合力恰好提供向心力時是小球做圓周運(yùn)動的臨界狀態(tài)，此時小球的速度最小，此時的“最高點(diǎn)”是等效最高點(diǎn)，不是相對于AB軌道的最高點(diǎn)．2、A到B的過程運(yùn)用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運(yùn)動到圖中最高點(diǎn)時，重力、電場力的合力提供向心力時，速度最小，因?yàn)镋q=根據(jù)勾股定理合力為：=因?yàn)樾∏騽偤迷趫A軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，故最高點(diǎn)合力提供向心力，即解得：（3）從B點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點(diǎn)評：題要注意速度最小的位置的最高點(diǎn)不是相對于地面的最高點(diǎn)，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關(guān)鍵．11.如圖是用打點(diǎn)計時器（頻率為50Hz）測

定勻變速直線運(yùn)動的加速度時得到的紙帶，從O點(diǎn)開始每隔4個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為___________s，測得OA=6.80cm，CD=3.20cm，DE=2.00cm，則物體運(yùn)動加速度大小為_________m/s2，D點(diǎn)的速度大小為__________m/s。參考答案：12.如圖所示，某人在離地面高為10m處，以大小為5m/s的初速度水平拋出A球，與此同時，在A球拋出點(diǎn)正下方，沿A球拋出方向的水平距離s處，另一人由地面豎直上拋B球，不計空氣阻力和人的高度，發(fā)現(xiàn)B球上升到最高點(diǎn)時與A球相遇，則B球被拋出時的初速度為____________m/s，水平距離s為____________m。

參考答案：10

513.一個質(zhì)量為M=3kg的木板與一個輕彈簧相連，在木板的上方有一質(zhì)量m為2kg的物塊，若在物塊上施加一豎直向下的外力F，此時木板和物塊一起處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。突然撤去外力，木板和物塊一起向上運(yùn)動0.2m時，物塊恰好與木板分離，此時木板的速度為4m/s，則物塊和木板分離時彈簧的彈力為________N，木板和物塊一起向上運(yùn)動，直至分離的過程中，彈簧彈力做的功為________J。參考答案：０

N；

５０

J。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標(biāo)明臨界角。(3)當(dāng)透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導(dǎo)出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

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(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)。在P點(diǎn)有一個粒子源，平行于坐標(biāo)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(yùn)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(qiáng)度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)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(jìn)入電場進(jìn)入電場后，最上面的粒子剛好從Q點(diǎn)射出電場時，電場強(qiáng)度最小，粒子進(jìn)入電場做類平拋運(yùn)動，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強(qiáng)度為：；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在如圖所示，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，大小為B，x軸下方有一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E，方向與y軸的夾角θ為45°且斜向上方?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子，以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場，該離子在磁場中運(yùn)動一段時間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域，該離子經(jīng)C點(diǎn)時的速度方向與x軸夾角為45°。不計離子的重力，設(shè)磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。求：⑴C點(diǎn)的坐標(biāo)；⑵離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時的運(yùn)動時間；⑶離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角。參考答案：解：⑴磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動，故有：

①同時有

② 粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾何知識知，xC＝－（r＋rcos450）＝

③

故，C點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）

④⑵設(shè)粒子從A到C的時間為t1，設(shè)粒子從A到C的時間為t1，由題意知

⑤設(shè)粒子從進(jìn)入電場到返回C的時間為t2，其在電場中做勻變速運(yùn)動，由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識，有

⑥

及

⑦

聯(lián)立⑥⑦解得

⑧設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場后在磁場中運(yùn)動的時間為t3，由題意知

⑨

故而，設(shè)粒子從A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時間為：

⑩⑶粒子從第三次過x軸到第四次過x軸的過程是在電場中做類似平拋的運(yùn)動，即沿著v0的方向（設(shè)為x′軸）做勻速運(yùn)動，即

①

②

沿著qE的方向（設(shè)為y′軸）做初速為0的勻變速運(yùn)動，即

③

④設(shè)離子第四次穿越x軸時速度的大小為v，速度方向與電場方向的夾角為α．由圖中幾何關(guān)系知

⑤，……⑥

⑦綜合上述①②③④⑤⑥⑦得

⑧

⑨17.在動摩擦因數(shù)m＝0.2的粗糙絕緣足夠長的水平滑漕中，長為2L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿兩端各連接一個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，如圖為俯視圖（槽兩側(cè)光滑）。A球的電荷量為＋2q，B球的電荷量為－3q（均可視為質(zhì)點(diǎn)，也不考慮兩者間相互作用的庫侖力）?，F(xiàn)讓A處于如圖所示的有界勻強(qiáng)電場區(qū)域MPQN內(nèi)，已知虛線MP恰位于細(xì)桿的中垂線，MP和NQ的距離為3L，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E＝1.2mg/q，方向水平向右。釋放帶電系統(tǒng)，讓A、B從靜止開始運(yùn)動（忽略小球運(yùn)動中所產(chǎn)生的磁場造成的影響）。求：（1）小球B第一次到達(dá)電場邊界MP所用的時間；（2）小球A第一次離開電場邊界NQ時的速度大?。?）帶電系統(tǒng)運(yùn)動過程中，B球電勢能增加量的最大值。參考答案：（1）帶電系統(tǒng)開始運(yùn)動后，先向右加速運(yùn)動；當(dāng)B進(jìn)入電場區(qū)時，開始做減速運(yùn)動。設(shè)B進(jìn)入電場前的過程中，系統(tǒng)的加速度為a1，由牛頓第二定律：2Eq－m2mg＝2ma1

（1分）

即：a1=g

（1分）B剛進(jìn)入電場時，由L＝a1t12

（1分）

可得

（1分）

（2）當(dāng)A剛滑到右邊界時，電場力對系統(tǒng)做功為W1＝2Eq′2L＋（—3Eq′L）＝EqL（2分）

摩擦力對系統(tǒng)做功為W2＝—＝—0.8mmgL

（1分）W總=EqL—0.8mgL=0.4mgL

（1分）

故A球從右端滑出。

設(shè)B從靜止到剛進(jìn)入電場的速度為v1，

由＝2a1L

可得v1＝

（2分）設(shè)B進(jìn)入電場后，系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律2Eq－3Eq－2mg＝2ma2

（2分）

a2＝－0.8g

（1分）系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動，設(shè)小球A第一次離開電場邊界NQ時的速度大小為v2；由

—=2a2L

可得

（1分）（或者對A采用假設(shè)法：求得大于零，說明能夠離開NQ照樣給這步分）（3）當(dāng)帶電系統(tǒng)速度第一次為零，此時A已經(jīng)到達(dá)右邊界NQ外，B克服電場力做的功最多，B增加的電勢能最多，設(shè)此時A離右邊界NQ的距離為x

由動能定理：2Eq′2L—3Eq′（L＋x）—2L+x)=0

（2分）可得