山西省忻州市城關(guān)中學2021年高三物理模擬試卷含解析

山西省忻州市城關(guān)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.（單選）氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2的能態(tài)時，發(fā)出藍色光，則氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2的能態(tài)時，可能發(fā)出的是（

） A．紅外線

B．紅光

C．紫光

D．射線參考答案：C

2.三個質(zhì)量均為1kg的相同木塊a、b、c和兩個勁度均為500N/m的相同輕彈簧p、q用輕繩連接如圖，其中a放在光滑水平桌面上。開始時p彈簧處于原長，木塊都處于靜止。現(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平地面為止。該過程p彈簧的左端向左移動的距離是:（

）

A．4cm

B．6cm

C．8cm

D．10cm

參考答案：C3.如圖所示，某人用155N的力沿斜面方向向上推一個放在粗糙斜面上的物體，物體重200N，斜面傾角為30o，物體與斜面間動摩擦因數(shù)μ=，則物體受到的摩擦力是（

）A．NB．50NC．55ND．75N參考答案：C4.（多選）質(zhì)量為2．0kg的物體在水平面上運動的v-t圖像如圖，以水平向右的方向為正。以下判斷正確的是A．在0～3s內(nèi)，質(zhì)點的平均速度為零

B．在3～5s內(nèi)，物體的位移為零C．第2s末，合外力的功率為8W

D．在l—6s內(nèi)，合外力的功為零參考答案：【知識點】勻變速直線運動的圖像．A5【答案解析】CD解析：A、在0～3s內(nèi)，質(zhì)點的平均速度．故A錯誤．B、在3～5s內(nèi)，物體的位移x=vt=2×4=8m．故B錯誤．C、2s末的速度為2m/s，加速度為a=，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)合=ma=4N，根據(jù)P=F合v=4×2W=8W．故C正確．D、在1～6s時間內(nèi)，動能變化為零，根據(jù)動能定理，合外力不做功．故D正確．故選：CD．【思路點撥】速度時間圖線與時間軸所圍成的面積表示物體的位移，根據(jù)圖線的斜率求出加速度，從而根據(jù)牛頓第二定律求出合力，得出合力的功率．根據(jù)動能的變化判斷合外力做功的情況．5.有一靜電場，其電勢隨x坐標的改變而改變，變化的圖線如圖所示．若將一帶負電的粒子（重力不計）從坐標原點O由靜止釋放，粒子沿x軸運動，電場中P、Q兩點的坐標分別為1mm、4mm．下列說法正確的是（）A．粒子經(jīng)過P點和Q點時，加速度大小相等、方向相反B．粒子經(jīng)過P點與Q點時，電場力做功的功率相等C．粒子經(jīng)過P點與Q點時，動能相等D．粒子在P點的電勢能為正值參考答案：C【考點】勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系．【分析】根據(jù)順著電場線方向電勢降低可判斷出電場線的方向，確定出粒子所受的電場力方向，由牛頓第二定律分析加速度的方向．φ﹣x圖象的斜率大小等于場強E．加速度a=．根據(jù)電勢關(guān)系，分析電勢能關(guān)系，再由能量守恒定律判斷動能的關(guān)系．根據(jù)功率公式P=Fv，研究功率關(guān)系．【解答】解：A、根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，0﹣2mm內(nèi)，電場線沿x軸負方向，粒子所受的電場力方向沿x軸正方向；在2﹣6mm內(nèi)電場線沿x軸正方向，粒子所受的電場力方向沿x負方向做減速運動，加速度沿x軸負方向；φ﹣x圖象的斜率大小等于場強E．則知P點的場強大于Q點的場強，則粒子在p點的加速度大于在Q點的加速度，加速度方向相反．故A錯誤．B、粒子經(jīng)過P點與Q點時，速率相等，但電場力不同，則根據(jù)功率公式P=Fv，可知電場力做功的功率不等．故B錯誤．C、粒子經(jīng)過P點與Q點時，電勢相等，則其電勢能相等，由能量守恒知動能相等．故C正確．D、在P點，根據(jù)電勢能公式Ep=qφ，因為q＜0，φ＞0，所以Ep＜0．故D錯誤．故選：C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.大海中航行的輪船，受到大風大浪沖擊時，為了防止傾覆，應當改變航行方向和，使風浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的。參考答案：答案：速度大小，頻率解析：第一空不能只寫“速度”，因為題中已明確說明了航行方向，即速度方向，所以這里只需寫明速度的大小就可以了。也可以填“速率”。7.如圖所示，質(zhì)量為50g的小球以12m/s的水平速度拋出，恰好與傾角為37o的斜面垂直碰撞，則此過程中重力的功為

J，重力的沖量為

N·s。參考答案：

6.4

J，0.8

N·s8.人類認識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程。請按要求回答下列問題。盧瑟福、玻爾、查德威克等科學家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻。請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績。

①--------__________________________________________________________

②__________________________________________________________在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，下圖為三種射線在同一磁場中的運動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途。

________________________________________。

參考答案：--------解析：①--------盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型（或其他成就）；②玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜（或其他成就）；

或查德威克發(fā)現(xiàn)了中子（或其他成就）。選擇其中兩個。

1為射線，2為射線，3為射線；用途：比如射線可用于金屬探傷、放療、育種等等。只要合理均給分。9.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”．如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大小．小車中可以放置砝碼．(1)實驗主要步驟如下：①測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M′；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在C點，釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度．③在小車中增加砝碼，或________，重復②的操作．(2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M′與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v2－v12|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)次數(shù)M/kg|v2－v12|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根據(jù)上表，我們在圖中的方格紙上作出ΔE－W圖線如圖所示，它說明了________參考答案：(1)改變鉤碼數(shù)量

(2)0.6000.610(3)拉力（合力）所做的功近似等于物體動能的改變量10.在光滑水平面上，有一個粗細均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運動，穿過勻強磁場，平行磁場區(qū)域的寬度大于線框邊長，如圖甲所示．測得線框中產(chǎn)生的感應電流i的大小和運動時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．已知圖象中四段時間分別為△t1、△t2、△t3、△t4．在△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小之比1：1；若已知△t2：△t3：△t4=2：2：1，則線框邊長與磁場寬度比值為7：18．參考答案：考點：導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化．專題：電磁感應——功能問題．分析：線框未進入磁場時沒有感應電流，水平方向只受外力作用．可得△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小相等．設(shè)線框加速度a，bc邊進入磁場時速度v，根據(jù)運動學位移公式得到三段位移與時間的關(guān)系式，即可求出則線框邊長與磁場寬度比值．解答：解：因為△t1、△t3兩段時間無感應電流，即無安培力，則線框做勻加速直線運動的合外力為水平外力．所以△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小相等．即水平外力的大小之比為1：1．設(shè)線框加速度a，bc邊進入磁場時速度v，△t2=△t3=2△t4=2△t，線框邊長l，磁場寬L根據(jù)三段時間內(nèi)線框位移，得：

v?2△t+a（2△t）2=l

v?4△t+a（4△t）2=L

v?5△t+a（5△t）2=l+L解得：=故答案為：1：1，7：18．點評：此題是電磁感應與電路、力學知識的綜合，根據(jù)圖象上獲取的信息，結(jié)合E=Blv分析線框的運動情況是解題的關(guān)鍵．11.如圖所示裝置中，木塊B與水平桌面間是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊中，將彈簧壓縮到最短?，F(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中動量

，機械能

（填“守恒”或“不守恒”）。

參考答案：12.如圖所示，利用動滑輪來吊起質(zhì)量為20kg的物體，已知拉力F＝140Ｎ，滑輪與繩的質(zhì)量以及摩擦均不計，則當物體由靜止開始升高1ｍ時，物體的動能為

Ｊ參考答案：8013.摩托車手在水平地面轉(zhuǎn)彎時為了保證安全，將身體及車身傾斜，車輪與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，車手與車身總質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)彎半徑為R。為不產(chǎn)生側(cè)滑，轉(zhuǎn)彎時速度應不大于

；設(shè)轉(zhuǎn)彎、不側(cè)滑時的車速為v，則地面受到摩托車的作用力大小為

。參考答案：

由靜摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托車的作用力為摩托車的重力與摩擦力的合力。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“研究彈簧的形變與外力的關(guān)系”的實驗中，將彈簧水平放置，測出其自然長度，然后豎直懸掛讓彈簧自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F．實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的．用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F﹣x圖線如圖所示．（1）由圖求出彈簧的勁度系數(shù)k=75；（2）圖線不過原點的原因是：彈簧自身重力的影響；（3）橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)彈力F與伸長量x成正比，即F=kx，式中k值與橡皮筋的原長l0、橫截面積S有關(guān)．理論與實驗都表明k=Y，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學中稱為楊氏模量．①在國際單位中，楊氏模量Y的單位是D；A．N

B．m

C．N/m

D．N/m2②若某橡皮筋的k值與（1）中彈簧的勁度系數(shù)相同，該橡皮筋的原長為10.0cm，橫截面積為1.0mm2，則可知該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是1.0×107N/m2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：解：（1）由圖可知，彈簧的勁度系數(shù)為K===100N/m；（2）該圖線不過原點的原因是：彈簧自身有重力，彈簧水平放置其自然長度為L，豎直放置時由于自身的重力必然就會有一定的伸長．（3）①由k=Y得：Y==故單位為N/m2②由Y=得，Y==1.0×107N/m2故答案為：（1）100N/m；（2）彈簧自身重力的影響；（3）①D；②1.0×107N/m215.在研究“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，提供有以下器材：A．電壓表V1（0～5V，內(nèi)阻很大）

B．電壓表V2（0～9V，內(nèi)阻很大）C．電流表A1（0～50mA，內(nèi)阻很?。?/p>

D．電流表A2（0～300mA，內(nèi)阻很?。〦．滑動變阻器R1（0～60Ω）

F．滑動變阻器R2（0～2kΩ）G．直流電源E

H．開關(guān)S及導線若干

I．小燈泡（U額=5V）某組同學連接完電路后，閉合電鍵，將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端．移動過程中發(fā)現(xiàn)小燈末曾燒壞，記錄多組小燈兩端電壓U和通過小燈的電流I數(shù)據(jù)（包括滑片處于兩個端點時U、I數(shù)據(jù)），根據(jù)記錄的全部數(shù)據(jù)做出的U﹣I關(guān)系圖象如圖甲所示．（1）根據(jù)實驗結(jié)果判斷得出實驗中選用：電壓表

（選填器材代號“A”或“B”），電流表

（選填器材代號“C”或“D”），滑動變阻器

（選填器材代號“E”或“F”）．（2）根據(jù)實驗結(jié)果在圖乙虛線框內(nèi)畫出該組同學的實驗電路圖．（3）根據(jù)圖甲信息得出器材G中的直流電源電動勢為

V，內(nèi)阻為

Ω．（4）將兩個該型號小燈泡串聯(lián)后直接與器材G中的直流電源E相連．則每個小燈消耗的實際功率為

W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：解：（1）從圖甲可知，記錄的全部數(shù)據(jù)中小燈兩端電壓U最大為6V，因此電壓表的量程需要選擇15V，故電壓表選B；通過小燈的電流I最大為：0.2A=200mA，故電流表的量程需要選擇500mA，故電流表選D；電路采用滑動變阻器限流接法，為了便于實驗操作，滑動變阻器應選小阻值的，故滑動變阻器選E；（2）從圖甲可知，將滑動變阻器滑片從一端移到另外一端過程中電表的示數(shù)不是從0開始測量的，因此滑動變阻器采用的不是分壓接法，而是限流接法；從圖甲可知，小燈泡的電阻為10Ω～30Ω，阻值較小，因此電流表采用外接法，作出的實驗電路圖如右上圖所示；（3）從圖甲可知，當滑動變阻器接入電阻為0時，小燈兩端電壓U1最大為6V，通過小燈的電流I1最大為0.2A，則此時小燈電阻RL為30Ω，由閉合電路歐姆定律有：I1=當滑動變阻器接入電阻為R1=60Ω時，小燈兩端電壓U2最小為1V，通過小燈的電流I2最小為0.1A，則此時小燈電阻RL為10Ω，由閉合電路歐姆定律有：I2=解得：E=8V，r=10Ω；（4）將兩個該型號小燈泡串聯(lián)后直接與器材G中的直流電源E相連，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E=2U+Ir，解得U=4﹣5I，作出此時的U﹣I圖象如圖所示圖中交點I=0.18A，U=3.1V，則通過每個燈泡的電流為0.18A，每個燈泡的電壓為3.1V故每個小燈消耗的實際功率P=0.18A×3.1V≈0.56W；故答案為：（1）B，D，E；（2）如圖所示；（3）8，10；（4）0.56．【考點】描繪小電珠的伏安特性曲線．【分析】（1）根據(jù)圖甲測量數(shù)據(jù)，選擇電壓表和電流表，根據(jù)滑動變阻器接法，選擇滑動變阻器；（2）根據(jù)圖甲數(shù)據(jù)，判斷滑動變阻器和電流表的接法，再作出實驗電路圖；（3）根據(jù)圖甲數(shù)據(jù)，以及滑動變阻器的最大阻值，利用閉合電路歐姆定律列式，求出直流電源電動勢和內(nèi)阻；（4）在圖甲中作出電源的U﹣I圖象，交點即為小燈泡串聯(lián)后的總電流和總電壓，再計算每個小燈消耗的實際功率；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(14分)2007年10月24日18時05分，“嫦娥一號”發(fā)射升空，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的路線簡化后示意圖如圖所示。衛(wèi)星由地面發(fā)射后經(jīng)過發(fā)射軌道進入停泊軌道，然后在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進入工作軌道,衛(wèi)星開始對月球進行探測。若地球與月球的質(zhì)量之比為=，衛(wèi)星的停泊軌道與工

作軌道的半徑之比為=b，衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道上均可視為做勻速圓周運動，求：(1)衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的線速度大小之比？(2)衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的周期大小之比？參考答案：解析：⑴設(shè)“嫦娥一號”衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G，衛(wèi)星在停泊軌道運行時，地球?qū)ζ淙f有引力提供圓周運動的向心力，則……………………（2分）

所以……………………（1分）

衛(wèi)星在工作軌道運行時，月球?qū)ζ淙f有引力提供圓周運動的向心力，則

……………………（2分）

所以……………………（1分）

聯(lián)立上述各式得：……………（2分）

⑵由…