上海市浦江高級中學2021年高三物理模擬試卷含解析

上海市浦江高級中學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，真空中有兩個等量異種點電荷A、B，M、N、O是AB連線的垂線上的點，且AO＞OB．一帶負電的試探電荷僅受電場力作用，運動軌跡如圖中實線所示，設M、N兩點的場強大小分別EM、EN，電勢分別為φM、φN。下列判斷中正確的是（

）A．B點電荷一定帶正電B．EM小于ENC．φM大于φND．此試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能

參考答案：AB2.如圖所示，在粗糙的水平地面上的長方形物塊將一重為G的光滑圓球抵在光滑豎直的墻壁上，現(xiàn)用水平向右的拉力F緩慢拉動長方體物塊，在圓球與地面接觸之前，下面的相關判斷正確的是（）A．地面對長方體物塊的摩擦力逐漸增大B．地面對長方體物塊的支持力逐漸增大C．水平拉力F逐漸減小D．球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小參考答案：C【考點】共點力平衡的條件及其應用；物體的彈性和彈力．【分析】小球受力平衡，對小球進行受力分析，作出受力分析圖，當水平向右的拉力F緩慢拉動長方體物塊時，θ增大，根據(jù)幾何關系判斷墻對小球的壓力和物塊對球支持力的大小變化情況，再結(jié)合牛頓第三定律判斷球?qū)Ρ诘膲毫颓驅(qū)﹂L木板的壓力變化情況，對小球和長方形物塊整體進行受力分析，整體處于平衡狀態(tài)，受力平衡，根據(jù)平衡條件及滑動摩擦力公式判斷地面對長方體物塊的支持力和地面對長方體物塊的摩擦力變化情況，再對長方形物塊受力分析，根據(jù)水平方向受力平衡列式求解水平拉力F的變化情況．【解答】解：A、對小球和長方形物塊整體進行受力分析，整體處于平衡狀態(tài)，受力平衡，受到重力、地面的支持力、拉力F和墻壁對球水平向右的壓力以及水平向左的滑動摩擦力，豎直方向受力平衡，則地面對物塊的支持力等于整體的重力，不發(fā)生改變，動摩擦因數(shù)不變，則滑動摩擦力不變，故AB錯誤；C、對長方形物塊受力分析，受到重力、地面的支持力、拉力F、球?qū)ξ飰K的壓力N2′以及滑動摩擦力作用，如圖所示：受力平衡，則水平方向有：F+N2′sinθ=f，根據(jù)牛頓第三定律可知，N2′=N2，由于N2增大，θ增大，f不變，則F減小，故C正確．D、對小球進行受力分析，如圖所示：小球受力平衡，則有：N1=Gtanθ，，當水平向右的拉力F緩慢拉動長方體物塊時，θ增大，則tanθ增大，所以N1增大，cosθ減小，則N2增大，根據(jù)牛頓第三定律可知，球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u增大，故D錯誤．故選：C3.水平傳送帶在電動機的帶動下始終以速度v勻速運動。某時刻在傳送帶上A點處輕輕放上一個質(zhì)量為m的小物體，經(jīng)時間t小物體的速度與傳送帶相同，相對傳送帶的位移大小為x，A點未到右端，在這段時間內(nèi)A．小物體相對地面的位移大小為x

B．傳送帶上的A點對地的位移大小為xC．由于物體與傳送帶相互作用產(chǎn)生的熱能為mv2D．由于物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功為mv2參考答案：【知識點】牛頓第二定律C2【答案解析】AD解析：本題考查的是傳送帶問題，由于傳送帶以速度v勻速運動，小物體無初速度放上去，先做勻加速直線運動，當速度達到和傳送帶速度相同時，隨傳送帶一起做勻速直線運動。所以小物體相對地面的位移大小為x，A選項正確，B選項錯誤；物體與傳送帶相互作用電動機要多做的功包括摩擦放熱和物體增加的動能兩個部分，所以為，D選項正確。所以正確答案選AD.【思路點撥】本題考查的是傳送帶問題，由于傳送帶以速度v勻速運動，小物體無初速度釋放，先做勻加速直線運動，當速度達到和傳送帶速度相同時，隨傳送帶一起做勻速直線運動.4.（單選）某大型游樂場內(nèi)的新型滑梯可以等效為如圖所示的物理模型．一個小朋友在AB段的動摩擦因數(shù)μ1＜tanθ，BC段的動摩擦因數(shù)為μ2＞tanθ，他從A點開始下滑，滑到C點恰好靜止，整個過程中滑梯保持靜止狀態(tài)．則該小朋友從斜面頂端A點滑到底端C點的過程中（）A．地面對滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B．地面對滑梯始終無摩擦力作用C．地面對滑梯的支持力的大小始終等于小朋友和滑梯的總重力的大小D．地面對滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的總重力的大小參考答案：考點：摩擦力的判斷與計算；物體的彈性和彈力．.專題：摩擦力專題．分析：小朋友在AB段做勻加速直線運動，加速度沿斜面向下；在BC段做勻減速直線運動，加速度沿斜面向上．以小朋友和滑梯整體為研究對象，將小朋友的加速度分解為水平和豎直兩個方向，由牛頓第二定律分析地面對滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．解答：解：AB、小朋友在AB段做勻加速直線運動，將小朋友的加速度a1分解為水平和豎直兩個方向，如圖1．以小朋友和滑梯整體為研究對象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根據(jù)牛頓第二定律得知，地面對滑梯的摩擦力方向先水平向左．同理可知，小朋友在BC段做勻減速直線運動時，地面對滑梯的摩擦力方向水平向右．故A正確，B錯誤．CD、以小朋友和滑梯整體為研究對象，小朋友在AB段做勻加速直線運動時，有豎直向下的分加速度，則由牛頓第二定律分析得知地面對滑梯的支持力FN小于小朋友和滑梯的總重力．同理，小朋友在BC段做勻減速直線運動時，地面對滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的總重力．故CD錯誤．故選：A．點評：本題對加速度不同的兩個運用整體法處理，在中學階段應用得不多，也可以采用隔離法研究．17.空間有一圓柱形勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場方向垂直橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，離開磁場時速度方向偏離入射方向60°。不計重力，該磁場的磁感應強度大小為A.

B.

C.

D.參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中，某實驗探究小組的實驗裝置如圖13中甲所示．木塊從A點靜止釋放后，在1根彈簧作用下彈出，沿足夠長木板運動到B1點停下，O點為彈簧原長時所處的位置，測得OB1的距離為L1，并記錄此過程中彈簧對木塊做的功為W．用完全相同的彈簧2根、3根……并列在一起進行第2次、第3次……實驗，每次實驗木塊均從A點釋放，木塊分別運動到B1、B2……停下，測得OB2、OB3……的距離分別為L2、L3……作出彈簧對木塊做功W與木塊停下的位置距O點的距離L的圖象W—L，如圖乙所示．（1）根據(jù)圖線分析，彈簧對木塊做功W與木塊在O點的速度v0之間的關系．

（2）W—L圖線為什么不通過原點？

（3）彈簧被壓縮的長度LOA為多少？

參考答案：（1）木塊從O點到靜止的運動過程中，由動能定理，知，由圖線知W與L成線性變化，因此W與v0的平方也成線性變化。（2）未計木塊通過AO段時，摩擦力對木塊所做的功。Ks5u（3）在圖線上取兩點（6,1），（42,5）代入、得LOA=3cm7.如圖所示，一根張緊的水平彈性長繩上的a，b兩點，相距14.0m，b點在a點的右方，當一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時，若a點的位移達到正最大時，b點的位移恰為零且向下運動。經(jīng)過1.00s后a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移恰達到負最大，則這簡諧波的波速可能等于________。A.4.67m/sB.6m/s

C.10m/sD.4m/s

E.6.36m/s參考答案：ACE由題，當簡諧橫波沿長繩向右傳播時，若a點的位移達到正最大時，b點的位移恰為零且向下運動，則ab間距離xab=（n+）λ，n=0，1，2，…，得到波長．

又據(jù)題意，經(jīng)過1.00s后a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移恰達到負最大，則

時間t=1.00s=（k+）T，得到周期T=s，k=0，1，2…，則波速

當k=0，n=0時，v=4.67m/s；當k=1，n=1時，v=10m/s；當k=1，n=2時，v=6.36m/s；由于n、k是整數(shù)，v不可能等于6m/s和4m/s．故選ACE．點睛：此題是波的多解題，首先判斷波的傳播方向，其次，根據(jù)波形及傳播方向，列出波沿不同方向傳播時可能傳播距離和周期的通式，再次，看質(zhì)點間隱含的不同波長的關系，列出波長的通式，再分別將n=0，1，2…代入通式可求得所有可能的答案，要防止漏解或用特解代通解．8.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/s9.在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，作出了如圖9所示的(a)、(b)圖象，圖(a)中三線表示實驗中小車的______________不同；圖(b)中圖線不過原點的原因是________________________________．參考答案：10.歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應，經(jīng)過加速后用動能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反應方程為___________。②質(zhì)量虧損為_______________kg。參考答案：①

②11.地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若高空中某處的重力加速度為g/2，則該處距地球表面的高度為____________，在該高度繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星的線速度大小為______________。

參考答案：

,

17.(12分)如圖甲的光電門傳感器是測定瞬時速度大小的儀器．其原理是發(fā)射端發(fā)出一束很細的紅外線到接收端，當固定在運動物體上的一個已知寬度為d的擋光板通過光電門擋住紅外線時，和它連接的數(shù)字計時器可記下?lián)豕獾臅r間Δt，則可以求出運動物體通過光電門時的瞬時速度大小。(1)為了減小測量瞬時速度的誤差，應選擇寬度比較________(選填“寬”或“窄”)的擋光板。(2)如圖乙是某同學利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關系的實驗裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，小車每次都從同一位置A點靜止釋放．①如圖丙所示，用游標卡尺測出擋光板的寬度d＝________mm，實驗時將小車從圖乙A點靜止釋放，由數(shù)字計時器記下?lián)豕獍逋ㄟ^光電門時擋光時間間隔Δt＝0.02s，則小車通過光電門時的瞬時速度大小為________m/s；②實驗中設小車的質(zhì)量為m1，重物的質(zhì)量為m2，則在m1與m2滿足關系式________時可近似認為細線對小車的拉力大小與重物的重力大小相等；③測出多組重物的質(zhì)量m2和對應擋光板通過光電門的時間Δt，并算出小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車的加速度與力之間的關系．處理數(shù)據(jù)時應作出________圖象(選填“v—m2”或“v2—m2”)；④某同學在③中作出的線性圖象不過坐標原點，其可能的原因是__________________。參考答案：(1)窄(2)①11.400.57②m1?m2③v2－m2④小車與水平軌道間存在摩擦力13.將一彈性繩一端固定在天花板上O點，另一端系在一個物體上，現(xiàn)將物體從O點處由靜止釋放，測出物體在不同時刻的速度v和到O點的距離s，得到的v－s圖像如圖所示。已知物體及位移傳感器的總質(zhì)量為5kg，彈性繩的自然長度為12m，則物體下落過程中彈性繩的平均拉力大小為_________N，當彈性繩上的拉力為100N時物體的速度大小為________m/s。（不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）參考答案：75，15.5（15.48～16）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關鍵之處，即能很容易解決此類問題．15.（4分）圖為一簡諧波在t=0時，對的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)

參考答案：解析：由簡諧運動的表達式可知，t=0時刻指點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.神奇的黑洞是近代引力理論所預言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運動規(guī)律。天文學家觀測河外星系大麥哲倫云時，發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成。兩星視為質(zhì)點，不考慮其它天體的影響，A、B圍繞兩者連線，上的為為O點做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變，如圖所示。引力常量為G；由觀測能夠得到可見星A的速率v和運行周期T。

(1)可見星A所受暗星B的引力可等效為位于O。點處質(zhì)量為的星體（視為質(zhì)點）對它的引力，設A和B的質(zhì)量分別為、，試求，（用、表示）；

(2)求暗星B的質(zhì)量與可見星A的速率v、運行周期T和質(zhì)量之間的關系式；

(3)恒星演化到末期，如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量的2倍，它將有可能成為黑洞。若可見星A的速率v=，運行周期，質(zhì)量,試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎？（）參考答案：見解析17.如圖所示，在真空室中平面直角坐標系的y軸豎直向上，x軸上的P點與Q點關于坐標原點O對稱，PQ間的距離d=30cm。坐標系所在空間存在一勻強電場，場強的大小E=1.0N/C。一帶電油滴在xOy平面內(nèi)，從P點與x軸成30°的夾角射出，該油滴將做勻速直線運動，已知油滴的速度v=2.0m/s射出，所帶電荷量q=1.0×10-7C，重力加速度為g=10m/s2。（1）求油滴的質(zhì)量m。（2）若在空間疊加一個垂直于xOy平面的圓形有界勻強磁場，使油滴通過Q點，且其運動軌跡關于y軸對稱。已知磁場的磁感應強度大小為B=2.0T，求：a．油滴在磁場中運動的時間t；b．圓形磁場區(qū)域的最小面積S。參考答案：見解析（1）對帶電油滴進行受力分析，根據(jù)牛頓運動定律有所以kg……（4分）（2）帶電油滴進入勻強磁場