2021-2022學(xué)年北京洋橋?qū)W校高三物理模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年北京洋橋?qū)W校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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）如圖所示，質(zhì)量為M=2Kg的薄壁細(xì)圓管豎直放置，圓管內(nèi)壁光滑，圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大的多，已知圓的半徑R=0.4m，一質(zhì)量為m=0.5Kg的小球在管內(nèi)最低點(diǎn)A的速度大小為2m/s，g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)B．小球無(wú)法通過(guò)最高點(diǎn)C．圓管對(duì)地的最大壓力為20ND．圓管對(duì)地的最大壓力為40N參考答案：解：AB、小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：=mgh解得：h===0.6m＜2R=0.8m，小球不能上升到最高點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、在最低點(diǎn)時(shí)，球?qū)A管的壓力最大，此時(shí)圓管對(duì)地的壓力最大，根據(jù)向心力公式得：

N﹣mg=m解得：N=5+0.5×，根據(jù)牛頓第三定律得：球?qū)A管的壓力為N′=N=20N則圓管對(duì)地的最大壓力為：FN=N+Mg=20+20=40N，故C錯(cuò)誤，D正確．故選：BD2.一彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中的某段時(shí)間內(nèi)其加速度數(shù)值越來(lái)越大，則在這段時(shí)間內(nèi)（

）（A）振子的速度逐漸增大

（B）振子的位移逐漸增大（C）振子正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)

（D）振子的速度方向與加速度方向一致參考答案：B3.一個(gè)質(zhì)量為1Kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止于與光滑的水平面

上，從t=0時(shí)刻起物體受到一水平外力作用，該外力隨時(shí)間變化如圖所示，則下列判斷正確的是A．第3s末質(zhì)點(diǎn)已反向運(yùn)動(dòng)B．從t=0至t=3s內(nèi)水平外力的瞬時(shí)功率的最大值為4wC．從t=0至t=3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能增加了8.5JD．從t=0至t=3s內(nèi)水平外力做功的平均功率為0.167w參考答案：D4.（單選）如圖所示，物體A、B用細(xì)繩與彈簧連接后跨過(guò)滑輪.A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B懸掛著.已知mA＝3mB，不計(jì)滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°減小到30°，那么下列說(shuō)法中正確的是A．彈簧的彈力變小

B.物體A受到的靜摩擦力將減小C.物體A對(duì)斜面的壓力將減小D.彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變參考答案：B5.著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓板中部有一個(gè)線圈，圓板四周固定著一圈帶電的金屬球，如圖所示。當(dāng)線圈接通電源后，將產(chǎn)生圖示方向的電流，則下列說(shuō)法正確的是

A．接通電源瞬間，圓板不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小會(huì)引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．若金屬小球帶正電，則接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相同D．若金屬小球帶負(fù)電，則接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相同

參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.汽車以15m/s的初速度作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，若在第二秒內(nèi)通過(guò)的位移是7.5m，則汽車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2，在剎車之后的1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)汽車通過(guò)的位移之比為_(kāi)_____。參考答案：5

；

5：8：97.如圖所示，物體A、B經(jīng)無(wú)摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起，A物體受水平向右的拉力F的作用，此時(shí)B以速度v勻速下降，A水平向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線與水平方向成300角時(shí)，A的速度大小為

．A向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所受到的摩擦力

（填變大、變小、不變）．參考答案：

變小8.（6分）兩顆人造地球衛(wèi)星分別繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星質(zhì)量，軌道半徑，則它們的角速度之比∶，周期之比T1∶T2=

，線速度之比

。參考答案：

8:1

8:1

2:19.（4分）如圖，在半徑為R的水平圓板中心軸正上方高h(yuǎn)處水平拋出一球，圓板做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓板半徑OB轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，小球開(kāi)始拋出。要使球與圓板只碰一次，且落點(diǎn)為B，小球的初速度v0=

，圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=

。

參考答案：

答案：；2πn10.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過(guò)圖示裝置來(lái)測(cè)量該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開(kāi)關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為_(kāi)__________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為_(kāi)__________。參考答案：（1），向外；（2）向上，11.吊橋AB長(zhǎng)L，重G1，重心在中心。A端由鉸鏈支于地面，B端由繩拉住，繩繞過(guò)小滑輪C掛重物，重量G2已知。重力作用線沿鉛垂線AC，AC=AB。當(dāng)?shù)鯓蚺c鉛垂線的夾角θ=_____________吊橋能平衡，此時(shí)鉸鏈A對(duì)吊橋的作用力FA=_____________。參考答案：2arcsin，12.某中學(xué)的實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)規(guī)律，用理想電壓表和理想電流表分別測(cè)量光電管的電壓以及光電管的電流．當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5eV的光照射光電管的陰極K，理想電流表有示數(shù)，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，當(dāng)電壓表的示數(shù)小于0.60V時(shí)，理想電流表仍有示數(shù)，當(dāng)理想電流表的示數(shù)剛好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)剛好為0.60V．則陰極K的逸出功為1.9eV，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為0.6eV．參考答案：：解：設(shè)用光子能量為2.5eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U=0.60V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極，因此eU=Ekm由光電效應(yīng)方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此時(shí)最大初動(dòng)能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV；故答案為：1.9eV，0.6eV．13.一端封閉的玻璃管自重為G，橫截面積為S，內(nèi)裝一段高為h的水銀柱，封閉了一定質(zhì)量的氣體?，F(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測(cè)力計(jì)懸起，另一端沒(méi)入水銀槽中，如圖所示。當(dāng)玻璃管沒(méi)入一定深度后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G。若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0，則此時(shí)管內(nèi)上方氣體的壓強(qiáng)為_(kāi)______，玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差△x為_(kāi)______。(設(shè)玻璃管壁的厚度不計(jì))

參考答案：p0

h

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，甲、乙兩游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為

cm，

cm。參考答案：0.28

3.35015.(10分)某興趣小組為測(cè)量一遙控電動(dòng)小車的額定功率，設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)，其步驟如下：

a．用天平測(cè)出小車的質(zhì)量m=0.240kg；

b．將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按圖（甲）所示安裝在水平面上；

c．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的低壓交流電源上并閉合開(kāi)關(guān)；

d．使電動(dòng)小車以額定功率從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后通過(guò)遙控關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源。上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)跡如圖（乙）所示，下方數(shù)據(jù)表示從紙帶上某點(diǎn)O開(kāi)始每三個(gè)點(diǎn)間的距離。

設(shè)小車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力恒定，請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：(1)該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度是

m/s；(2)該電動(dòng)小車的額定功率是

W。參考答案：答案：(1)1.5；(2)0.81四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（17分）如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60T，磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在距ab的距離l=16cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。參考答案：解析：粒子帶正電，故在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，用R表示軌道半徑，有

①由此得

代入數(shù)值得R=10cm

可見(jiàn)，2R>l>R.因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過(guò)S，由此可知，某一圓軌跡在圖中N左側(cè)與ab相切，則此切點(diǎn)P1就是粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn).為定出P1點(diǎn)的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交cd于Q點(diǎn)，過(guò)Q作ab的垂線，它與ab的交點(diǎn)即為P1。

②

再考慮N的右側(cè)。任何粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過(guò)2R，以2R為半徑、S為圓心作圓，交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn)，此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn)。

由圖中幾何關(guān)系得

③

所求長(zhǎng)度為

④

代入數(shù)值得P1P2=20cm

⑤17.（8分）一長(zhǎng)L的細(xì)繩固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)離地的高度大于L，另一端系質(zhì)量為m的小球。開(kāi)始時(shí)，線與水平方向夾角為30°，如圖所示。求小球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度。解：小球從A到C運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，因?yàn)橹挥兄亓ψ龉Γ矢鶕?jù)機(jī)械能守恒定律列出方程：mg（L＋Lsin30°）＝問(wèn)：你認(rèn)為上述解法正確嗎?若同意請(qǐng)求出最低點(diǎn)的速度；若不同意，則寫出你認(rèn)為正確的解法并求出最低點(diǎn)的速度。參考答案：解析：上述解法是錯(cuò)誤的。----------------------------2分

設(shè)B關(guān)于水平線對(duì)稱點(diǎn)為B，從A→B，小球作自由落體運(yùn)動(dòng)：由機(jī)械能守恒

mvB2＝mgL----------------------------2分

在B點(diǎn)細(xì)線繃緊由于細(xì)線沖量的作用（作用時(shí)間極短）使小球作圓周運(yùn)動(dòng)的初速度為vB′＝vBcos30°----------------------------2分

從C→B小球在豎直面作圓周運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理

mvB′2＋mg＝mvC2

----------------------------2分

解得：vC＝

----------------------------2分18.如圖所示，裝置的左邊是足夠長(zhǎng)的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=2kg的小物塊A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高，并能平滑對(duì)接。傳送帶始終以u(píng)=2m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊B從其上距水平臺(tái)面h=1.0m處由靜止釋放。已知物塊B與傳送帶之間的摩擦因數(shù)μ=0.2，l=1.0m。設(shè)物塊A、B中間發(fā)生的是對(duì)心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。（1）求物塊B與物塊A第一次碰撞前速度大?。唬?）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明物塊B與物塊A第一次碰撞后能否運(yùn)動(dòng)到右邊曲面上？（3）如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時(shí)都會(huì)立即被鎖定，而當(dāng)他們?cè)俅闻鲎睬版i定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后的運(yùn)動(dòng)速度大小。參考答案：見(jiàn)解析（1）設(shè)物塊B沿光滑曲面下滑到水平位置時(shí)的速度大小為v0由機(jī)械能守恒知

①

②設(shè)物塊B在傳送帶上滑動(dòng)過(guò)程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為a

③設(shè)物塊B通過(guò)傳送帶后運(yùn)動(dòng)速度大小為v，有

④結(jié)合②③④式解得

v=4m/s

⑤由于=2m/s，所以v=4m/s即為物塊B與物塊A第一次碰撞前的速度大?。?）設(shè)物塊A、B第一次碰撞后的速度分別為V、v1，取向右為正方向，由彈性碰撞知

⑥

⑦解得

⑧即碰撞后物塊B安水平臺(tái)面向右勻速運(yùn)動(dòng)設(shè)物塊B在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為，則

⑨