2021年江西省宜春市高安第三中學(xué)高三物理模擬試題含解析

2021年江西省宜春市高安第三中學(xué)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.如圖,MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙,右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h處靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為u,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（

）A.流過金屬棒的最大電流為

B.通過金屬棒的電荷量為C.克服安培力所做的功為mgh

D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為參考答案：D2.如圖(a)所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運(yùn)動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖(b)所示,若重力加速度g取10m/s.根據(jù)圖(b)中所提供的信息可以計算出

(

)A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角C.斜面的長度D.加速度為6m/s2時物體的速度參考答案：AB3.一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛，下面關(guān)于車速．慣性．質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是

Ａ．車速越大，它的慣性越大

Ｂ．質(zhì)量越大，它的慣性越大Ｃ．車速越大，剎車后滑行路程越長Ｄ．車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大參考答案：BC4.物體在斜面上保持靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法中不正確的是

A．重力可分解為沿斜面向下的力與對斜面的壓力B．重力沿斜面向下的分力與斜面對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．物體對斜面的壓力與斜面對物體的支持力是一對作用力與反作用力D．重力垂直于斜面方向的分力與斜面對物體的支持力是一對平衡力參考答案：A5.極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進(jìn)入地極附近的大氣層后，由于地磁場的作用而產(chǎn)生的．如圖所示，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小．此運(yùn)動形成的原因是A．可能是洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動能減小B．可能是介質(zhì)阻力對粒子做負(fù)功，使其動能減小C．可能是粒子的帶電量減小D．南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)參考答案：BD解析：洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，A錯；由帶電粒子旋轉(zhuǎn)半徑R=知，半徑減小，可能是速度v減小、電量增大或磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，故B、D正確，C錯。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質(zhì)量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時從原來靜止于光滑水平面上的小車兩端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車的質(zhì)量為20kg，則當(dāng)兩人跳離小車后，小車的運(yùn)動速度為_____________m/s，方向與（選填“甲、乙”）_____________相反。參考答案：1.5m/s，乙

7.一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動，動能減小為原來的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌后衛(wèi)星的軌道半徑

（填“變大”，“變小”或“不變”），前后角速度之比為

。參考答案：變大，8:18.如圖所示為打點(diǎn)計時器記錄的一輛做勻加速直線運(yùn)動的小車的紙帶的一部分，D1是任選的第1點(diǎn)，D11、D21是順次選取的第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，由于實(shí)驗(yàn)選用特殊電源，若加速度的值是10cm/s2，則該打點(diǎn)計時器的頻率是

Hz，D11點(diǎn)的速度為

m/s。參考答案：10，0.2

解析：設(shè)打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)時間間隔為T，由于D1是任選的第一點(diǎn)，D11、D21是第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，所以相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為10T，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2，得：△x=（25-15）×10-2

m=at2，解得：t=1s，所以兩點(diǎn)之間的間隔為0.1s，再根據(jù)打點(diǎn)計時器打點(diǎn)時間間隔與頻率關(guān)系：T=解得：f==10Hz，9.光傳感元件可用來測量光屏上光強(qiáng)分布。分別用單縫板和雙縫板做了兩組實(shí)驗(yàn)，采集到下列兩組圖像，則甲圖所示為

現(xiàn)象；乙圖反映了

現(xiàn)象的光強(qiáng)分布。參考答案：單縫衍射;雙縫干涉10.如圖所示，一根足夠長輕繩繞在半徑為R的定滑輪上，繩的下端掛一質(zhì)量為m的物體。物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過時間t定滑輪的角速度為ω，此時物體的速度大小為________，物體對繩的拉力大小為________。參考答案：答案：；11.如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，質(zhì)量為m=0.04kg、高h(yuǎn)=0.05m、總電阻R=5Ω、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質(zhì)量為M=0.08kg的小車上，小車與線圈的水平長度l相同．當(dāng)線圈和小車一起沿光滑水平面運(yùn)動，并以初速度v1=10m/s進(jìn)入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直。若小車運(yùn)動的速度v隨車的位移x變化的v－x圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知

（

）

A．小車的水平長度l=15cm

B．磁場的寬度d=35cm

C．小車的位移x=10cm時線圈中的電流I=7A

D．線圈通過磁場的過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q=1.92J參考答案：C12.（選修3-3）（5分）如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線．圖中等溫線Ⅰ對應(yīng)的溫度比等溫線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度要

（填“高”或“低”）．在同一等溫線下，如果該氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?/p>

倍．參考答案：答案：低（2分）

1/2（3分）13.一只排球在A點(diǎn)被豎直拋出，此時動能為20J，上升到最大高度后，又回到A點(diǎn)，動能變?yōu)?2J，假設(shè)排球在整個運(yùn)動過程中受到的阻力大小恒定，A點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，則在整個運(yùn)動過程中，排球的動能變?yōu)?0J時，其重力勢能的可能值為________、_________。參考答案：8J

8/3J三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）利用圖甲所示的裝置測定某地重力加速度，得到圖乙所示的一段紙帶，測得AB=7.65cm，BC=9.17cm.已知打點(diǎn)計時器所用交流電頻率是50Hz，則（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

⑴打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時重物的瞬時速度大小為_______m/s.⑵由紙帶計算出重力加速度的數(shù)值為________m/s2,當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)值為9.80m/s2，該實(shí)驗(yàn)值對比公認(rèn)值產(chǎn)生偏差的主要原因是

.

參考答案：15.用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，力矩盤上各同心圓的間距相等．（1）實(shí)驗(yàn)中使用彈簧測力計的好處是便于力矩盤自動調(diào)節(jié)達(dá)到新的平衡，力的大小及方向可任意改變，力的大小不受整數(shù)限制（寫出兩點(diǎn)）．（2）（多選題）做“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，下列措施正確的是BDA．必須判斷橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平B．用一根細(xì)線掛一鉤碼靠近力矩盤面，如果細(xì)線與力矩盤面間存在一個小的夾角，說明力矩盤不豎直C．在盤的最低端做一個標(biāo)志，輕輕轉(zhuǎn)動盤面，如果很快停止，說明重心不在盤的中心D．使用彈簧秤前必須先調(diào)零（3）若實(shí)驗(yàn)前，彈簧秤已有0.2N的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)時忘記對彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，則完成實(shí)驗(yàn)后測量出的順時針力矩與逆時針力矩相比，會出現(xiàn)M順＜M逆（選填“＞”、“=”或“＜”）．參考答案：考點(diǎn)：力矩的平衡條件．版權(quán)所有專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：（1）力矩盤在豎直平面內(nèi)，加入一個測力計后，便于調(diào)節(jié)平衡和測量；（2）本實(shí)驗(yàn)原理是研究力矩盤平衡時四個拉力的力矩關(guān)系，就要盡可能減小其他力的影響，比如重力、摩擦力等影響．根據(jù)此要求分析選擇：本實(shí)驗(yàn)與橫桿MN是否水平無關(guān)．根據(jù)常規(guī)，使用彈簧秤前必須先調(diào)零；（3）實(shí)驗(yàn)時忘記對彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，彈簧拉力測量值偏大，根據(jù)彈簧稱拉力產(chǎn)生的力矩方向，分析誤差．解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)中加入一個測力計的好處有：便于力矩盤自動調(diào)節(jié)達(dá)到新的平衡；力的大小及方向可任意改變，力的大小不受整數(shù)限制；（2）A、本實(shí)驗(yàn)與橫桿MN是否平衡無關(guān)，沒有必要檢查橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平．故A錯誤．B、用一根細(xì)線掛一鉤碼靠近力矩盤面，平衡時細(xì)線在豎直方向上，若細(xì)線與力矩盤面間存在一個小的夾角，說明力矩盤在不豎直方向．故B正確．C、本實(shí)驗(yàn)要研究力矩盤平衡時砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系，重力的影響要盡可能小，輕輕轉(zhuǎn)動盤面，如果很快停止，說明重心在盤的中心．故C錯誤．D、為防止產(chǎn)生測量誤差，使用彈簧秤前必須先調(diào)零．故D正確．故選：BD；（3）實(shí)驗(yàn)時忘記對彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，彈簧拉力測量值偏大，其力矩偏大，而彈簧拉力力矩為逆時針方向，則測量出的順時針力矩小于逆時針力矩．故答案為：（1）便于力矩盤自動調(diào)節(jié)達(dá)到新的平衡；力的大小及方向可任意改變，力的大小不受整數(shù)限制；（2）BD；（3）＜．點(diǎn)評：本題考查了探究力矩平衡條件的實(shí)驗(yàn)，要明確實(shí)驗(yàn)原理、誤差來源、彈簧測力計的使用規(guī)范等，有利于培養(yǎng)分析處理實(shí)際問題的能力，不難．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，平面OO′垂直于紙面，其上方有長為h、相距為h的兩塊平行導(dǎo)體板M、N。兩極板間加上如圖乙所示的電壓，平面OO′的下方是一個與OO′平面平行的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外。在兩極板的正中間的正上方有一粒子源，它連續(xù)放射出質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子，其初速度大小為v0，方向垂直電場及OO′平面。不計粒子重力及空氣的阻力，每個粒子在板間運(yùn)動的極短時間內(nèi)，可以認(rèn)為電場強(qiáng)度不變，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）若要求帶電粒子飛出電場時不打在板上，則板間電壓U的最大值不能超過多少?（2）若UMN的最大值取第（1）問求出的最大值，要使所有的粒子通過磁場后都能回到兩板間，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及磁場的高度H需滿足什么條件?（3）在滿足（2）問的前提下，粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為多少?參考答案：（1）（2）

（3）【詳解】（1）設(shè)電壓的最大值為Um，則有h=v0t解得：（2）設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度v與v0的夾角為θ，則有又粒子從OO′上射出磁場的位置與射入磁場的位置的距離s=2Rcosθ解得：若沿v0方向射進(jìn)磁場的粒子能回到板間，則其他方向的粒子都能回到板間。當(dāng)時，B最小，即解得：故磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件為…設(shè)粒子在MN板間的最大偏轉(zhuǎn)角為，則即粒子進(jìn)入磁場的速度大小粒子的軌跡半徑磁場的最小高度故磁場的高度H需滿足的條件為（3）設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動對應(yīng)的最大圓心角為由幾何知識得粒子在磁場中運(yùn)動的時間解得粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間17.（14分）如下圖所示是游樂場中過山車的模型圖。在模型圖中半徑分別為和的兩個光滑圓形軌道，固定在傾角為斜軌道面上的Q、Z兩點(diǎn)，且兩圓形軌道的最高點(diǎn)A、B均與P點(diǎn)平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接。現(xiàn)使小車（視作質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)以一定的初速度沿斜面向下運(yùn)動，已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為，，，。問：（1）若小車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點(diǎn)A處，則其在P點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大？（2）若小車在P點(diǎn)的初速度為10m／s，則小車能否安全通過兩個圓形軌道？參考答案：解析：（1）(7分)小車經(jīng)過A點(diǎn)時的臨界速度為，則

設(shè)Q點(diǎn)與P點(diǎn)高度差為，PQ間距離為，則

P到A對小車，由動能定理得

解得

（2）（7分）Z點(diǎn)與P點(diǎn)高度差為，則PZ間距離為，

則

小車能安全通過兩個圓形軌道的臨界條件是在B點(diǎn)速度為，

且在B點(diǎn)時有：

設(shè)P點(diǎn)的初速度為