浙江省舟山市田家炳中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析

浙江省舟山市田家炳中學(xué)2021年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.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強電場，場強E=10N/C，MNP為豎直面內(nèi)一固定軌道，其1/4圓弧段MN與水平段NP相切于N，P端固定一豎直擋板，NP長度為2m，圓弧半徑為1m。一個可視為質(zhì)點的帶電量為+2C的物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生碰撞（只改變速度方向而不改變速度大?。┖?，最終停止在水平軌道上某處。已知物塊質(zhì)量為2kg，在MN段的摩擦可忽略不計，與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為0.1。則物塊（

）A．運動過程中與擋板發(fā)生1次碰撞B．返回圓弧軌道的最大高度為0.6mC．在NP間往返一次克服摩擦力作功8JD．第一與第二次經(jīng)過圓軌道上N點時對軌道的壓力之比為15:11參考答案：BD2.(單選)關(guān)于物理學(xué)研究的方法,以下說法錯誤的是A、在用實驗探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，應(yīng)用了控制變量法B、在利用速度-時間圖象推導(dǎo)勻變速直線運動的位移公式時，使用的是微元法C、用點電荷代替帶電體,應(yīng)用的是模型法D、伽利略在利用理想實驗探究力和運動的關(guān)系時，使用的是實驗歸納法參考答案：D3.彈簧下掛一小球，拉力為T?，F(xiàn)使小球靠著傾角為α的光滑斜面，并使彈簧仍保持豎直方向，則小球?qū)π泵娴恼龎毫椋?/p>

）（A）Tcosα

（B）Ttgα

（C）0

（D）Tctgα參考答案：C4.（多選題）下列說法正確的是（）A．只有發(fā)生共振時，受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力的頻率B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度C．地球上接收到離地球遠去的遙遠星球發(fā)出的光的波長要變長D．全息照相利用了干涉原理參考答案：CD【考點】光的衍射；光的干涉；光的偏振．【分析】受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率；拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片是為了濾去玻璃的反射光；多普勒效應(yīng)中，當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率減??；全息照相利用了干涉原理．【解答】解：A、在受迫振動中，物體振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率；當發(fā)生共振時，受迫振動的振幅最大；故A錯誤；B、拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片是為了濾去反射光而不是增加透射光的強度，故B錯誤；C、根據(jù)多普勒效應(yīng)，地球上接受到離地球遠去的遙遠星球發(fā)出的光的頻率減小，根據(jù)c=λf，接受到光的波長變大；故C正確；D、全息照相的拍攝利用了光的干涉原理；故D正確；故選：CD．5.（多選）如圖11是某緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與直桿相連，直桿可在固定的槽內(nèi)移動，與槽間的滑動摩擦力恒為Ff，直桿質(zhì)量不可忽略．一質(zhì)量為m的小車以速度v0撞擊彈簧，最終以速度v彈回．直桿足夠長，且直桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計小車與地面的摩擦．則A．小車被彈回時速度v一定小于v0

B．直桿在槽內(nèi)移動的距離等于

C．彈簧的彈力可能大于直桿與槽間的最大靜摩擦力

D．直桿在槽內(nèi)向右運動時，小車與直桿始終保持相對靜止參考答案：答案：BC．解析：在小車向右運動的過程中將受到彈簧向左的彈力作用做加速度逐漸增大的減速運動，若小車撞擊彈簧時的速度v0較小，彈簧上的彈力小于，小車速度即減為零，隨后被彈簧，此過程中只有動能與彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化，因此最終彈回的速度v等于v0，故選項A錯誤；若小車撞擊彈簧時的速度v0較大，在其速度還未減為零，彈簧上的彈力已增至，由于直桿的質(zhì)量不可忽略，所以小車繼續(xù)做加速度增大的減速運動，彈簧繼續(xù)被壓縮，彈力大于后，直桿向右做加速運動，當兩者速度相等時，彈簧被壓縮至最短，故選項D錯誤；選項C正確；當小車速度減為零時，小車反向被彈簧，彈簧彈力減小，直桿最終也不再在槽內(nèi)移動，因此根據(jù)功能關(guān)系有：x＝，即直桿在槽內(nèi)移動的距離為：x＝，故BC正確．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，帶電量分別為4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細桿上，相距為d。若桿上套一帶電小環(huán)C（圖上未畫），帶電體A、B和C均可視為點電荷。則小環(huán)C的平衡位置為

；將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(x小于d)后靜止釋放，則小環(huán)C

回到平衡位置。(選填“能”“不能”或“不一定”)參考答案：在AB連線的延長線上距離B為d處，不一定7.（9分）一臺小型電動機在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，用此電動機提升物重4N的物體，在30秒內(nèi)可以使該物體勻速提升3m，除電動機線圈生熱之外不計其它的能量損失，則電動機的輸入電功率為__________W,在提升重物的30秒內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量______J,線圈的電阻__________Ω。參考答案：

0.6W，6J，5Ω8.（選修3-3（含2-2）模塊）(4分）已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為___

，單位體積的分子數(shù)為

。

參考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）9.（4分）在光滑的水平面上有甲、乙兩個物體發(fā)生正碰，已知甲的質(zhì)量為1kg，乙的質(zhì)量為3kg，碰前碰后的位移時間圖像如圖所示，碰后乙的圖像沒畫，則碰后乙的速度大小為

m/s，碰撞前后乙的速度方向

（填“變”、“不變”）參考答案：

0.1

不變10.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻波剛好傳播到x＝6m處的質(zhì)點A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s。請回答下列問題：①從圖示時刻起再經(jīng)過________s，質(zhì)點B第一次處于波峰；②寫出從圖示時刻起質(zhì)點A的振動方程為________cm。參考答案：①0.5②①B點離x=0處波峰的距離為△x=24m，當圖示時刻x=0處波峰傳到質(zhì)點B第一次處于波峰，則經(jīng)過時間為②波的周期為，圖示時刻，A點經(jīng)過平衡向下運動，則從圖示時刻起質(zhì)點A的振動方程為11.斜拋運動可看成是水平方向的

運動和豎直方向的

運動的合運動參考答案：勻速直線運動，勻減速直線運動12.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________（填“正向”或“負向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_______m。參考答案：正向，0.8m，根據(jù)圖（b）可知，圖線在t=0時的切線斜率為正，表示此時質(zhì)點沿y軸正向運動；質(zhì)點在圖（a）中的位置如圖所示。設(shè)質(zhì)點的振動方程為(cm)，當t=0時，,可得.當時，y=2cm達到最大。結(jié)合圖（a）和題意可得，解得13.物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能，轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關(guān)．為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能EK與角速度ω的關(guān)系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速轉(zhuǎn)動，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測出脫離動力到停止轉(zhuǎn)動砂輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n．測得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計算出每次脫離動力時砂輪的轉(zhuǎn)動動能，并填入上表中；（2）試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式Ek=2ω2；（3）若脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉(zhuǎn)過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．專題：勻速圓周運動專題．分析：（1）砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉(zhuǎn)軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動力到停止轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，D是砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑．根據(jù)動能定理得知，砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功等于砂輪動能的減小，求解砂輪每次脫離動力的轉(zhuǎn)動動能．（2）采用數(shù)學(xué)歸納法研究砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式：當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的4倍；當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．將任一組數(shù)據(jù)代入求出比例系數(shù)k，得到砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式．（3）根據(jù)動能與角速度的關(guān)系式，用砂輪的角速度表示動能，根據(jù)動能定理求出轉(zhuǎn)過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據(jù)動能定理得：Ek=f?n?πD，代入計算得到數(shù)據(jù)如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數(shù)據(jù)分析可知，當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的4倍，得到關(guān)系Ek=kω2．當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．k是比例系數(shù)．將任一組數(shù)據(jù)比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式是Ek=2ω2（3）根據(jù)動能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點評：本題考查應(yīng)用動能定理解決實際問題的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關(guān)．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用油膜法估測油酸分子直徑的大?。?1)現(xiàn)將1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的淺盤中，讓油膜在水面上盡可能散開，待液面穩(wěn)定后，在水面上形成油酸的單分子油膜；(2)把帶有方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描繪出油膜的邊界輪廓，形狀如圖所示．已知坐標方格邊長為L，按要求數(shù)出油膜輪廓線而累積的方格是n個，則油酸的面積約是________；(3)已知1滴油酸溶液中含純油酸的體積為V0，由以上數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑為___________參考答案：15.某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實驗時，設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置．所用的鉤碼的質(zhì)量都是30g．他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中．(彈力始終未超過彈性限度，取g＝10m/s2)

砝碼質(zhì)量M(g)0306090120150彈簧總長L(cm)6.007.158.349.4810.6411.79①試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標紙上作出砝碼質(zhì)量M與彈簧總長度L之間的函數(shù)關(guān)系圖線．②上一問所得圖線的物理意義是：____________________________________________③該彈簧勁度系數(shù)k＝___N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：

①（3分）如圖所示．（無用尺劃線不得分）②（3分）表明彈簧的彈力和彈簧伸長量成正比[③25-26

(3分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如下圖所示，電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi)．MO間接有阻值為R=3Ω的電阻．導(dǎo)軌相距d=1m，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感強度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好，現(xiàn)用平行于MN的恒力F=1N向右拉動CD，CD受摩擦阻力f恒為0.5N．求（1）CD運動的最大速度是多少？（2）當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？（3）當CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度是多少？參考答案：17.如題25圖所示，在xOy平面內(nèi)，直線MN和y軸之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第Ⅳ象限和第I象限的射線DC右下區(qū)域存在垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的質(zhì)點從電場左邊界上的A點沿x軸正方向射入電場，A點與原點O的距離為d，質(zhì)點到達y軸上P點時，速度方向與y軸負方向的夾角為，P點與原點O的距離為h．接著，質(zhì)點進入磁場，從磁場邊界OC上的Q點（未畫出）離開磁場之后，又從y軸上的D點垂直于y軸進入電場，最后剛好回到A點．不計質(zhì)點的重力，求：

（1）D點與原點O的距離；

（2）粒子從A點射入的初速度v0；

（3）粒子在磁場中的運動時間t．參考答案：（1），類平拋：

在P點時，

（2分），類平拋：

聯(lián)解以上各式可得：（2分）

（2）質(zhì)點在磁場中運動時，軌跡如圖所示。令粒子在磁場中運動的半徑為R，據(jù)幾何關(guān)系有：

解得：

（2分）

據(jù)牛頓運動定律有：

解得：

ks5u

（2分）

（3）

，粒子轉(zhuǎn)過的圓心角：