浙江省舟山市田家炳中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析

浙江省舟山市田家炳中學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=10N/C，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其1/4圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板，NP長(zhǎng)度為2m，圓弧半徑為1m。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電量為+2C的物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生碰撞（只改變速度方向而不改變速度大?。┖?，最終停止在水平軌道上某處。已知物塊質(zhì)量為2kg，在MN段的摩擦可忽略不計(jì)，與NP段軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。則物塊（

）A．運(yùn)動(dòng)過程中與擋板發(fā)生1次碰撞B．返回圓弧軌道的最大高度為0.6mC．在NP間往返一次克服摩擦力作功8JD．第一與第二次經(jīng)過圓軌道上N點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力之比為15:11參考答案：BD2.(單選)關(guān)于物理學(xué)研究的方法,以下說法錯(cuò)誤的是A、在用實(shí)驗(yàn)探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用了控制變量法B、在利用速度-時(shí)間圖象推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式時(shí)，使用的是微元法C、用點(diǎn)電荷代替帶電體,應(yīng)用的是模型法D、伽利略在利用理想實(shí)驗(yàn)探究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，使用的是實(shí)驗(yàn)歸納法參考答案：D3.彈簧下掛一小球，拉力為T?，F(xiàn)使小球靠著傾角為α的光滑斜面，并使彈簧仍保持豎直方向，則小球?qū)π泵娴恼龎毫椋?/p>

）（A）Tcosα

（B）Ttgα

（C）0

（D）Tctgα參考答案：C4.（多選題）下列說法正確的是（）A．只有發(fā)生共振時(shí)，受迫振動(dòng)的頻率才等于驅(qū)動(dòng)力的頻率B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度C．地球上接收到離地球遠(yuǎn)去的遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的光的波長(zhǎng)要變長(zhǎng)D．全息照相利用了干涉原理參考答案：CD【考點(diǎn)】光的衍射；光的干涉；光的偏振．【分析】受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片是為了濾去玻璃的反射光；多普勒效應(yīng)中，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率減??；全息照相利用了干涉原理．【解答】解：A、在受迫振動(dòng)中，物體振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；當(dāng)發(fā)生共振時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大；故A錯(cuò)誤；B、拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片是為了濾去反射光而不是增加透射光的強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)多普勒效應(yīng)，地球上接受到離地球遠(yuǎn)去的遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的光的頻率減小，根據(jù)c=λf，接受到光的波長(zhǎng)變大；故C正確；D、全息照相的拍攝利用了光的干涉原理；故D正確；故選：CD．5.（多選）如圖11是某緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與直桿相連，直桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為Ff，直桿質(zhì)量不可忽略．一質(zhì)量為m的小車以速度v0撞擊彈簧，最終以速度v彈回．直桿足夠長(zhǎng)，且直桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)小車與地面的摩擦．則A．小車被彈回時(shí)速度v一定小于v0

B．直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離等于

C．彈簧的彈力可能大于直桿與槽間的最大靜摩擦力

D．直桿在槽內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車與直桿始終保持相對(duì)靜止參考答案：答案：BC．解析：在小車向右運(yùn)動(dòng)的過程中將受到彈簧向左的彈力作用做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，若小車撞擊彈簧時(shí)的速度v0較小，彈簧上的彈力小于，小車速度即減為零，隨后被彈簧，此過程中只有動(dòng)能與彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，因此最終彈回的速度v等于v0，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若小車撞擊彈簧時(shí)的速度v0較大，在其速度還未減為零，彈簧上的彈力已增至，由于直桿的質(zhì)量不可忽略，所以小車?yán)^續(xù)做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，彈簧繼續(xù)被壓縮，彈力大于后，直桿向右做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者速度相等時(shí)，彈簧被壓縮至最短，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；選項(xiàng)C正確；當(dāng)小車速度減為零時(shí)，小車反向被彈簧，彈簧彈力減小，直桿最終也不再在槽內(nèi)移動(dòng)，因此根據(jù)功能關(guān)系有：x＝，即直桿在槽內(nèi)移動(dòng)的距離為：x＝，故BC正確．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，帶電量分別為4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上，相距為d。若桿上套一帶電小環(huán)C（圖上未畫），帶電體A、B和C均可視為點(diǎn)電荷。則小環(huán)C的平衡位置為

；將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(x小于d)后靜止釋放，則小環(huán)C

回到平衡位置。(選填“能”“不能”或“不一定”)參考答案：在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為d處，不一定7.（9分）一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，用此電動(dòng)機(jī)提升物重4N的物體，在30秒內(nèi)可以使該物體勻速提升3m，除電動(dòng)機(jī)線圈生熱之外不計(jì)其它的能量損失，則電動(dòng)機(jī)的輸入電功率為__________W,在提升重物的30秒內(nèi)，電動(dòng)機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量______J,線圈的電阻__________Ω。參考答案：

0.6W，6J，5Ω8.（選修3-3（含2-2）模塊）(4分）已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為___

，單位體積的分子數(shù)為

。

參考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）9.（4分）在光滑的水平面上有甲、乙兩個(gè)物體發(fā)生正碰，已知甲的質(zhì)量為1kg，乙的質(zhì)量為3kg，碰前碰后的位移時(shí)間圖像如圖所示，碰后乙的圖像沒畫，則碰后乙的速度大小為

m/s，碰撞前后乙的速度方向

（填“變”、“不變”）參考答案：

0.1

不變10.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻波剛好傳播到x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s。請(qǐng)回答下列問題：①?gòu)膱D示時(shí)刻起再經(jīng)過________s，質(zhì)點(diǎn)B第一次處于波峰；②寫出從圖示時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為________cm。參考答案：①0.5②①B點(diǎn)離x=0處波峰的距離為△x=24m，當(dāng)圖示時(shí)刻x=0處波峰傳到質(zhì)點(diǎn)B第一次處于波峰，則經(jīng)過時(shí)間為②波的周期為，圖示時(shí)刻，A點(diǎn)經(jīng)過平衡向下運(yùn)動(dòng)，則從圖示時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為11.斜拋運(yùn)動(dòng)可看成是水平方向的

運(yùn)動(dòng)和豎直方向的

運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)參考答案：勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速直線運(yùn)動(dòng)12.一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸_________（填“正向”或“負(fù)向”）。已知該波的波長(zhǎng)大于0.30m，則該波的波長(zhǎng)為_______m。參考答案：正向，0.8m，根據(jù)圖（b）可知，圖線在t=0時(shí)的切線斜率為正，表示此時(shí)質(zhì)點(diǎn)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)在圖（a）中的位置如圖所示。設(shè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為(cm)，當(dāng)t=0時(shí)，,可得.當(dāng)時(shí)，y=2cm達(dá)到最大。結(jié)合圖（a）和題意可得，解得13.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān)．為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能EK與角速度ω的關(guān)系，可采用下述方法：先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測(cè)出脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n．測(cè)得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測(cè)得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計(jì)算出每次脫離動(dòng)力時(shí)砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填入上表中；（2）試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式Ek=2ω2；（3）若脫離動(dòng)力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉(zhuǎn)過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點(diǎn)：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．專題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉(zhuǎn)軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，D是砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑．根據(jù)動(dòng)能定理得知，砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功等于砂輪動(dòng)能的減小，求解砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能．（2）采用數(shù)學(xué)歸納法研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式：當(dāng)砂輪的角速度增大為原來2倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的4倍；當(dāng)砂輪的角速度增大為原來4倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．將任一組數(shù)據(jù)代入求出比例系數(shù)k，得到砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式．（3）根據(jù)動(dòng)能與角速度的關(guān)系式，用砂輪的角速度表示動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理求出轉(zhuǎn)過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據(jù)動(dòng)能定理得：Ek=f?n?πD，代入計(jì)算得到數(shù)據(jù)如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)砂輪的角速度增大為原來2倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的4倍，得到關(guān)系Ek=kω2．當(dāng)砂輪的角速度增大為原來4倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．k是比例系數(shù)．將任一組數(shù)據(jù)比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式是Ek=2ω2（3）根據(jù)動(dòng)能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點(diǎn)評(píng)：本題考查應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關(guān)．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.用油膜法估測(cè)油酸分子直徑的大?。?1)現(xiàn)將1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的淺盤中，讓油膜在水面上盡可能散開，待液面穩(wěn)定后，在水面上形成油酸的單分子油膜；(2)把帶有方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描繪出油膜的邊界輪廓，形狀如圖所示．已知坐標(biāo)方格邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，按要求數(shù)出油膜輪廓線而累積的方格是n個(gè)，則油酸的面積約是________；(3)已知1滴油酸溶液中含純油酸的體積為V0，由以上數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑為___________參考答案：15.某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．所用的鉤碼的質(zhì)量都是30g．他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中．(彈力始終未超過彈性限度，取g＝10m/s2)

砝碼質(zhì)量M(g)0306090120150彈簧總長(zhǎng)L(cm)6.007.158.349.4810.6411.79①試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出砝碼質(zhì)量M與彈簧總長(zhǎng)度L之間的函數(shù)關(guān)系圖線．②上一問所得圖線的物理意義是：____________________________________________③該彈簧勁度系數(shù)k＝___N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：

①（3分）如圖所示．（無用尺劃線不得分）②（3分）表明彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量成正比[③25-26

(3分)四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如下圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi)．MO間接有阻值為R=3Ω的電阻．導(dǎo)軌相距d=1m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好，現(xiàn)用平行于MN的恒力F=1N向右拉動(dòng)CD，CD受摩擦阻力f恒為0.5N．求（1）CD運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？（2）當(dāng)CD達(dá)到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？（3）當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時(shí)，CD的加速度是多少？參考答案：17.如題25圖所示，在xOy平面內(nèi)，直線MN和y軸之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第Ⅳ象限和第I象限的射線DC右下區(qū)域存在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的質(zhì)點(diǎn)從電場(chǎng)左邊界上的A點(diǎn)沿x軸正方向射入電場(chǎng)，A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)y軸上P點(diǎn)時(shí)，速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為，P點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為h．接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從磁場(chǎng)邊界OC上的Q點(diǎn)（未畫出）離開磁場(chǎng)之后，又從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸進(jìn)入電場(chǎng)，最后剛好回到A點(diǎn)．不計(jì)質(zhì)點(diǎn)的重力，求：

（1）D點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離；

（2）粒子從A點(diǎn)射入的初速度v0；

（3）粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．參考答案：（1），類平拋：

在P點(diǎn)時(shí)，

（2分），類平拋：

聯(lián)解以上各式可得：（2分）

（2）質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌跡如圖所示。令粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R，據(jù)幾何關(guān)系有：

解得：

（2分）

據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：

解得：

ks5u

（2分）

（3）

，粒子轉(zhuǎn)過的圓心角：