2021年江蘇省常州市溧陽光華中學(xué)分部高三物理模擬試題含解析

2021年江蘇省常州市溧陽光華中學(xué)分部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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選題）用力將重物豎直提起，先由靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升。如果前后兩過程的運動時間相同，不計空氣阻力，則（

）A．加速過程中拉力做的功比勻速過程中拉力做的功多B．勻速過程中拉力做的功比加速過程中拉力做的功多C．兩過程中拉力做的功一樣多D．上述三種情況都有可能參考答案：D2.（2014秋?平川區(qū)校級期中）質(zhì)量為M=20kg、長為L=5m的木板放在水平面上，木板與水平面的動摩擦因數(shù)為μ1=0.15．將質(zhì)量為m=10kg的小木塊（可視為質(zhì)點），以v0=4m/的速度從木板的左端被水平拋射到木板上（如圖所示），小木塊與木板面的動摩擦因數(shù)為μ2=0.4（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2）．則以下判斷中正確的是（）A． 木板一定靜止不動，小木塊不能滑出木板B． 木板一定靜止不動，小木塊能滑出木板C． 木板一定向右滑動，小木塊不能滑出木板D． 木板一定向右滑動，小木塊能滑出木板參考答案：A解：m對M的摩擦力f1=μ2mg=0.4×100N=40N，地面對M的摩擦力f2=μ1（M+m）g=45N．因為f1＜f2，木板一定靜止不動．根據(jù)牛頓第二定律小木塊的加速度，則x=，小物塊不會滑出．故A正確，B、C、D錯誤．故選A．3.（單選題）如圖所示，在傾角為θ=30°的足夠長的光滑斜面上，一質(zhì)量為2kg的小球自與斜面底端P點相距0.5m處，以4m/s的初速度沿斜面向上運動。在返回P點之前，若小球與P點之間的距離為，重力加速度g取10m/s2。則d與t的關(guān)系式為（

）A．B．C．D．參考答案：D4.三個等量點電荷位于等邊三角形的三個頂點，電性如圖所示，A、B是底邊中垂線上的兩點，C、D兩點在底邊上，且與中垂線等距。用EC、ED表示C、D兩點場強(qiáng)的大小，用φA、φB表示A、B兩點的電勢，則（

）A.EC=ED

φA<φBB.EC<ED

φA>φBC.EC>ED

φA>φBD.EC>ED

φA<φB參考答案：D5.（單選）如圖所示，圓面與勻強(qiáng)電場平行，沿該平面從A點向各個方向射入初動能相等的同種帶正電的粒子，其中從圓周上D點射出的帶電粒子的動能最大.AC與BD為過圓心O的兩個相交的直徑.則A．電場強(qiáng)度與CD平行

B．圓周上各點中D點的電勢最低C．圓周上各點中B點的電勢最低

D．帶電粒子從A到C的過程中電場力做功為零參考答案：【知識點】電勢I1I2【答案解析】B解析：A、B、據(jù)題意，帶電微粒僅在電場力作用下從A點進(jìn)入，離開D點的動能最大，則D點是沿電場強(qiáng)度方向離A點最遠(yuǎn)，所以電場線與過D的切線相垂直，由于帶電微粒是帶正電，故勻強(qiáng)電場的方向沿OD方向．D電勢最低，故AC錯誤，B正確；

D、設(shè)AC與BD夾角為α，則從A到C電場力做功為W=qEd=2qERcosα，故D錯誤；

故選：B．【思路點撥】帶正電微粒以相同的初動能沿著各個方向從A點進(jìn)入圓形區(qū)域中，只在電場力作用下從圓周上不同點離開圓形區(qū)域，從D點離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動能最大．則說明電場力做功最多，從而得出D點是沿電場強(qiáng)度方向離A點最遠(yuǎn)．電場力做功W=qEd，d是兩點沿電場線方向的距離．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，用跨過光滑定滑輪的質(zhì)量不計的纜繩將海面上一艘小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的電動機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船從A點沿直線加速運動到B點的速度大小分別為v0和v，經(jīng)歷的時間為t，A、B兩點間距離為d。則小船在全過程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小為f，則經(jīng)過B點時小船的加速度大小a＝Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m2012學(xué)年普陀模擬23__________。參考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m7.有兩顆人造地球衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比m1:m2=1:2，它們運行的線速度之比v1:v2=1:2．那么它們運行的周期之比為

，它們所受的向心力大小之比為

．參考答案：8:11:32

8.在“研究平拋物體運動”的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25cm。若小球在平拋運動途中的幾個位置中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b點的速率是。（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

0.70m/s

0.88m/s9.對“落體運動快慢”、“力與物體運動關(guān)系”等問題，亞里士多德和伽利略存在著不同的觀點。請完成下表：

亞里士多德的觀點伽利略的觀點落體運動快慢重的物體下落快，輕的物體下落慢

力與物體運動關(guān)系

維持物體運動不需要力

參考答案：答案：物體下落快慢與物體輕重?zé)o關(guān)

維持物體運動需要力10.在利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，某同學(xué)拿玻璃磚當(dāng)尺子，用一支粗鉛筆在白紙上畫出玻璃磚的兩邊界，造成兩邊界間距離比玻璃磚寬度大了少許，如圖所示，則他測得的折射率

。（填“偏大”“偏小”或“不變”）。參考答案：偏小11.如圖所示，輕且不可伸長的細(xì)繩懸掛質(zhì)量為0.5kg的小圓球，圓球又套在可沿水平方向移動的框架槽內(nèi)，框架槽沿鉛直方向，質(zhì)量為0.2kg。自細(xì)繩靜止于鉛直位置開始，框架在水平力F=20N恒力作用下移至圖中位置，此時細(xì)繩與豎直方向夾角30°。繩長0.2m，不計一切摩擦。則此過程中重力對小圓球做功為

J；小圓球在此位置的瞬時速度大小是

m/s。（取g=10m/s2）參考答案：12.如圖是實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg，紙帶上第0、1兩點間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個點，它們到O點的距離如圖所示，則由圖4中數(shù)據(jù)可知，重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于

J，動能的增加量等于

J（取三位有效數(shù)字）．動能增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是

．參考答案：6.886.81

存在摩擦阻力做負(fù)功．【考點】驗證機(jī)械能守恒定律．【分析】根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．【解答】解：B點的瞬時速度m/s=3.69m/s，則動能的增加量=6.81J，重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.80×0.7776J=6.88J．動能的增加量小于重力勢能的減小量，主要原因是存在摩擦阻力做負(fù)功．故答案為：6.886.81

存在摩擦阻力做負(fù)功．13.光滑的水平面上固定著一個螺旋形光滑水平軌道，俯視如圖所示。一個小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，則軌道對小球做_______（填“正功”、“負(fù)功”或“不做功”），小球的線速度_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某學(xué)習(xí)小組做探究“合力做的功和物體速度變化關(guān)系”的實驗如圖所示．當(dāng)圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2條、第3條…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，則關(guān)于是否完全平衡掉摩擦力，下面操作正確的是：D（填所選答案的字母序號）A．放開小車，小車能夠自由下滑即可B．放開小車，小車能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可（2）設(shè)第1次小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，橡皮筋對小車做的功為W．若在某次操作時用4根同樣的橡皮筋并在一起進(jìn)行，并使小車從同樣的位置被彈出，則該次橡皮筋對小車做的功是4W．（3）在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的相鄰點的間隔大致相同部分進(jìn)行測量．參考答案：解：實驗中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應(yīng)做勻速直線運動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．故選：D．（2）橡皮筋對小車做的功我們沒法直接測量，所以我們是通過改變橡皮筋的條數(shù)的方法來改變功，為了讓橡皮筋的功能有倍數(shù)關(guān)系就要求將橡皮筋拉到同一位置處．故第二次將4條橡皮筋并在一起，并且與第一次拉伸的長度一樣，小車在橡皮筋的作用下從靜止彈出，沿木板滑行，橡皮筋對小車所做的功是W的4倍，（3）要測量最大速度，應(yīng)該選用點跡恒定的部分故答案為：（1）D；（2）4W；（3）相鄰點的間隔大致相同15.某實驗小組設(shè)計了如圖（a）所示的實驗裝置，用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，用DIS測小車的加速度。通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，可得小車質(zhì)量一定時運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。（1）圖線______是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；（選填“①”或“②”）

（2）隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時圖（b）中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，為消除此誤差可采取的簡便且有效的措施是_____A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時使小車能在軌道上長時間緩慢運動（即將小車與傳感器發(fā)射部分的重力沿軌道方向的分力恰與其所受摩擦力平衡）B．在增加鉤碼數(shù)量進(jìn)行實驗的同時在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車與傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量C．在鉤碼與細(xì)繩之間放置一力傳感器，直接得到小車運動的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖象D．更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實驗

（3）根據(jù)圖（b）可知小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為

kg；小車在水平軌道上運動時受到的摩擦力大小為__________N。參考答案：（1）___①___

（2）_____C

（3）

0.5

kg；______1____N四、計算題：本題共3小題，共計47分16.經(jīng)典電磁理論認(rèn)為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場，這種恒定電場的性質(zhì)與靜電場相同.由于恒定電場的作用，導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動的速率增加，而運動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子發(fā)生碰撞從而減速，因此自由電子定向移動的平均速率不隨時間變化.金屬電阻反映的是定向運動的自由電子與不動的粒子的碰撞.假設(shè)碰撞后自由電子定向移動的速度全部消失，碰撞時間不計.某種金屬中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質(zhì)量為m，帶電量為e.現(xiàn)取由該種金屬制成的長為L，橫截面積為S的圓柱形金屬導(dǎo)體，將其兩端加上恒定電壓U，自由電子連續(xù)兩次與不動的粒子碰撞的時間間隔平均值為t0.如圖所示.（1）求金屬導(dǎo)體中自由電子定向運動受到的電場力大??；（2）求金屬導(dǎo)體中的電流I；（3）電阻的定義式為，電阻定律是由實驗得出的.事實上，不同途徑認(rèn)識的物理量之間存在著深刻的本質(zhì)聯(lián)系，請從電阻的定義式出發(fā)，推導(dǎo)金屬導(dǎo)體的電阻定律，并分析影響電阻率ρ的因素.參考答案：（1）恒定電場的場強(qiáng)

則自由電子所受電場力

（2）設(shè)電子在恒定電場中由靜止加速的時間為t0時的速度為v，由動量定理：

解得

電子定向移動的平均速率

金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流II

I

（3）由電阻定義式

其中為定值，此定值即為電阻率ρ，所以

電阻率影響因素有：單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目n，電子在恒定電場中由靜止加速的平均時間t0。17.超導(dǎo)磁懸浮列車是新型交通工具。其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示模型：在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向大小為B的勻強(qiáng)磁場，相鄰磁場區(qū)域的磁場方向相反。每個同向磁場區(qū)域的寬度均為L，整個磁場以速度水平向右勻速運動，跨在兩導(dǎo)軌間的長為L、寬為L的由匝線圈串聯(lián)而成的金屬框懸浮在導(dǎo)軌上方，在磁場力作用下也會向右運動。設(shè)金屬框的總電阻為R，運動中所受到的阻力大小恒為．求：（1）金屬框運行的最大速度；（2）金屬框以最大速度運行時的電功率．參考答案：解：（1）導(dǎo)體棒ad和bc各以相對磁場的速度(v－vm)切割磁感線運動回路中產(chǎn)生的電動勢為（2分）回路中電流為：

（2分）線框受安培力

（2分）依題意金屬框達(dá)最大速度時受到的阻力與安培力平衡，則Ff＝F合（2分）解得（2分）（2）由（2分）

得18.如圖所示，兩平行金屬板M、N長度為L，兩金屬板間距為L.直流電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計．位于金