2021-2022學(xué)年山西省朔州市山陰縣第六中學(xué)高三物理模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年山西省朔州市山陰縣第六中學(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.已知兩個共點(diǎn)力的合力為50N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N，則

A、F1的大小是唯一的

B、F2的方向是唯一的C、F2有兩個可能的方向

D、F2可取任意方向參考答案：C2.如圖所示，一木塊在垂直于傾斜天花板平面方向的推力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列判斷正確的是A．天花板與木塊間的彈力可能為零B．天花板對木塊的摩擦力可能為零C．推力F逐漸增大的過程中，木塊受天花板的摩擦力增大D．推力F逐漸增大的過程中，木塊受天花板的摩擦力不變參考答案：D試題分析：木塊在重力作用下，有沿天花板下滑的趨勢，一定受到靜摩擦力，則天花板對木塊一定有彈力；3.一質(zhì)點(diǎn)受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是A.a和v都始終增大B.a和v都先增大后減小C.a先增大后減小，v始終增大D.a和v都先減小后增大參考答案：C試題分析：由于質(zhì)點(diǎn)初始處于靜止?fàn)顟B(tài)，則其所受合力為零．這就相當(dāng)于受兩個等大反向的力：某個力和其余幾個力的合力．其中某個力逐漸減小，而其余幾個力的合力是不變的，則其合力就在這個力的反方向逐漸增大，這個力再由零增大到原來大小，則合力又會逐漸減小直到變?yōu)榱?，所以合力變化為先增大后減小，故加速度a先增大后減小，因此AD錯誤；合外力的方式始終與其余幾個力的合力保持一致．由牛頓第二定律F合=ma知其加速度先增大后減小．所以從加速變化看只有C項符合，又由于其合外力方向始終不變，則加速度方向始終不變，所以其速度會一直增大．因此B錯誤，C正確；故選C?？键c(diǎn)：牛頓第二定律、力的合成、力的合成與分解的運(yùn)用?！久麕燑c(diǎn)睛】根據(jù)牛頓第二定律可知物體加速度與合外力成正比，并且方向一致，所以本題要想分析其加速度的變化，要來分析合外力的變化情況．而要分析速度的變化，則要先分析加速度的變化情況。4.（多選）由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么A．衛(wèi)星受到的萬有引力增大，線速度減小B．衛(wèi)星的向心加速度增大，周期減小C．衛(wèi)星的動能、重力勢能和機(jī)械能都減小D．衛(wèi)星的動能增大，重力勢能減小，機(jī)械能減小參考答案：答案：BD：人造地球衛(wèi)星萬有引力提供向心力，半徑減少，萬有引力增加，加速度增加，運(yùn)行速度增加，周期減少，重力做正功，重力勢能減少，速度增加，動能增加，半徑減小的原因應(yīng)是有阻力作用，所以機(jī)械能減少，AC錯誤；BD正確。5.下列說法中正確的有（

）A．門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象B．玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象C．立體電影是應(yīng)用了光的干涉現(xiàn)象D．可以通過邁克爾孫—莫雷實驗得出：不論光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動，光速都是一樣的E.電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息F.單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象也越明顯參考答案：BDE二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.自然界里放射性核素并非一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定，而是發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，直到穩(wěn)定的核素而終止，這就是“級聯(lián)衰變”．某個釷系的級聯(lián)衰變過程如圖(N軸表示中子數(shù)，Z軸表示質(zhì)子數(shù))，圖中Pb→Bi的衰變是＿＿＿衰變，從到共發(fā)生＿＿＿次α衰變．參考答案：β（2分）

67.（15分）已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距地面的高度為h，地球的自轉(zhuǎn)周期T，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小的方法：地球赤道表面的物體隨地球作圓周運(yùn)動，由牛頓運(yùn)動定律有又因為地球上的物體的重力約等于萬有引力,有

由以上兩式得:

⑴請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。

⑵由以上已知條件還可以估算出哪些物理量?(請估算兩個物理量,并寫出估算過程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因為地球赤道表面的物體隨地球作圓周運(yùn)動的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對物體支持力的合力?！?3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)時線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】8.質(zhì)量是2kg的物體，從足夠高處自由落下，經(jīng)過5ｓ重力對物體做功的平均功率是______Ｗ；5s末的瞬時功率是______Ｗ。（取g＝10ｍ／s2）參考答案：500；1000

9.（多選）在傾角為的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，彈簧勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運(yùn)動，當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時，物塊A運(yùn)動的距離為d，速度為v，則此時

A．物塊B的質(zhì)量滿足

B．物塊A的加速度為

C．拉力做功的瞬時功率為

D．此過程中，彈簧彈性勢能的增量為參考答案：BD10.將質(zhì)量為5kg的鉛球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距沙坑表面1.25m高處由靜止釋放，從鉛球接觸沙坑表面到陷入最低點(diǎn)所經(jīng)歷的時間為0.25s，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。則鉛球?qū)ι匙拥钠骄饔昧Υ笮?/p>

N，方向

。參考答案：

150

N,

豎直向下

。11.如圖所示是自行車傳動裝置的示意圖．假設(shè)踏腳板每2s轉(zhuǎn)一圈，要知道在這種情形下自行車前進(jìn)的速度有多大，還需測量哪些量？________________________________

__________________________________________________________________________

請在圖中用字母標(biāo)注出來，并用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式：___________．參考答案：．如圖所示，測量R、r、R′．自行車的速度為：12.如圖所示，在A點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷，電荷量為+Q，已知點(diǎn)電荷Q周圍各點(diǎn)的電勢φ=（r是各點(diǎn)離Q的距離）。在A點(diǎn)正上方離A高度為h的B點(diǎn)由靜止釋放某帶電的液珠（可以看作點(diǎn)電荷），液珠開始運(yùn)動瞬間的加速度大小為（g為重力加速度）。靜電常量為k，若液珠只能沿豎直方向運(yùn)動，不計空氣阻力，則液珠的電量與質(zhì)量的比值為___________；若液珠向下運(yùn)動，到離A上方h/2處速度恰好為零，則液珠的最大速度為___________。參考答案：，13.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有

▲

種，其中最短波長為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-8三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-5）（4分）已知氘核質(zhì)量2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，核質(zhì)量為3.0150u。A、寫出兩個氘核聚變成的核反應(yīng)方程___________________________________。B、計算上述核反應(yīng)中釋放的核能。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（1u=931.5Mev）C、若兩氘以相等的動能0.35MeV作對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的核和中子的動能各是多少？（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）參考答案：

答案：a、

b、在核反應(yīng)中質(zhì)量的虧損為Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u=0.0035u所以釋放的核能為0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反應(yīng)前總動量為0，反應(yīng)后總動量仍為0，

所以氦核與中子的動量相等。

由EK=P2/2m得

EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev

EHe=E/4=0.99Mev15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內(nèi)氣體變?yōu)?℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁問無摩擦）（結(jié)果保留一位小數(shù)）參考答案：

解析：

①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設(shè)為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據(jù)

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的方形區(qū)域，然后到達(dá)緊靠在其右側(cè)的探測器。己知極板a、b間的電壓為U0，問距為d，極板M、N的長度和問距均為L。不計離子重力及進(jìn)入a板小孔時的初速度。(1)若M、N板間無電場和磁場，請推導(dǎo)出離子從a板小孔到探測器的飛行時間t與比荷k的關(guān)系式；（，q和m分別為離子的電荷量和質(zhì)量）(2)若在M、N問只加上偏轉(zhuǎn)電壓U1，請論證說明不同正離子的軌跡是否重合；(3)若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場。已知進(jìn)入a、b間的正離子有一價和二價的兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e。要使所有正離子均能通過方形區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。參考答案：17.宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用．現(xiàn)已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓軌道運(yùn)行．設(shè)每個星體的質(zhì)量均為m，引力常量為G．（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動的周期；（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動周期相同，第二種形式下星體之間的距離L應(yīng)為多少？參考答案：解：（1）在第一種形式下：三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；其中邊上的一顆星受中央星和另一顆邊上星的萬有引力提供向心力．+=mv=T==4πR①（2）另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個項點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行，由萬有引力定律和牛頓第二定律得：2cos30°=m（）2②有①②解得：l=．答：（1）試求第一種形式下周期為4πR．（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為l=．18.（08年全國卷Ⅱ）（19分）如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動。若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。參考答案：解析：導(dǎo)體棒所受的安培力為：F=BIl

①

（3分）由題意可知，該力的大小不變，棒做勻減速運(yùn)動，因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中，平均速度為：