北京平谷区第五中学高三物理模拟试卷含解析

北京平谷区第五中学高三物理模拟试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 2013年2月16日凌晨，2012DA14小行星与地球“擦肩而过”，距离地球最近约
2.77万公里．据观测，它绕太阳公转的周期约为366天，比地球的公转周期多1天．假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2，以下关系式正确的是
A. B. C. D.
参考答案：
BD
由开普勒行星运行定律和万有引力提供向心力可知
，将代入可得选项BD正确。

2. 一颗子弹以较大的水平速度击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹射入速度增大时，下列说法正确的是：
A．木块获得的动能变大． B．木块获得的动能变小．
C．子弹穿过木块的时间变长． D．子弹穿过木块的时间变短．
参考答案：
答案：BD
3. 如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，虚线框的对角线ba与导线框的一条边垂直，ab的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i﹣t关系的图示中，可能正确的是（）A．B．
C．D．
参考答案：
C
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．
【专题】压轴题；电磁感应与电路结合．
【分析】根据右手定则判断感应电流的方向，根据切割磁感线的有效切割长度的变化得出电流的大小变化．
【解答】解：A、从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，故A错误；
B、从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，故B错误；
C、当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，故D错误，C正确．
故选：C．
4. 下列说法正确的是（）
A．质点是理想化的物理模型 B．向心加速度是采用比值定义的
C．伽利略认为力是维持物体速度的原因 D．牛顿利用扭秤装置最先测出了引力常量
参考答案：
A
5. 如图所示，a、b两个带电小球，质量分别为、，用绝缘细线悬挂，两球静止时，它们距水平地面的高度均为h（h足够大），绳与竖直方向的夹角分别为和（），若剪断细线Oc，空气阻力不计，两球电量不变，重力加速度取g，则（）
A．a球先落地，b球后落地
B．落地时，a、b水平速度相等，且向右
C．整个运动过程中，a、b系统的电势能增加
D．落地时，a、b两球的动能和为
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学用弹簧秤、木块和细线去粗略测定木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ．木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止．实验的主要步骤是：
（1）用弹簧秤测出；
（2）用弹簧秤平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧秤的示数F1；
（3）用弹簧秤平行斜面拉动木块，，记下弹簧秤的示数F2．
(4) 推导出动摩擦因数μ= .
参考答案：
7. 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间
△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的
螺钉，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝
码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果
滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑
行器后，能使滑行器________运动，说明气垫导轨是水平的．
（2）若取M=0．4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是
_______．
A．m1=5g B．m2=15g
C．m3=40g D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a=____（用△t1、△t2、D、x表示）．
参考答案：
（1）匀速（2）D（3）
（1）当滑行器获得一个初速度时，若能保持匀速直线运动，则说明气垫导轨是水平的，符合实验要求。

（2）牵引砝码的重力要远小于挡光片的重力，可使挡光片受到的合力近似等于牵引砝码的重力来测量．最不合适的应该是D.
(3)光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时
间内的平均速度代替瞬时速度,又，所以。

8. （4分）居民小区里的楼道灯，采用门电路控制，电路如图所示。

白天的时候，即使拍手发出声音，楼道灯也不亮；但是到了晚上，拍手发出声音后，灯就亮了，并采用延时电路，使之亮一段时间后就熄灭。

电路中用声控开关，即听到声音后，开关闭合，则应该使用__________门电路控制电灯，其中R2是光敏电阻，受光照后电阻减小，R1为定值电阻，S是声控开关，黑夜时R1和R2的大小关系是R1______R2（选填“< <”、“=”或“> >”）。

参考答案：
答案：与，<<
9. 某同学设计了只用一把刻度尺作为测量工具测量动摩擦因数的实验，主要设计思路为:用同种材料制作的两个平直木板，一木板放在水平面上，另一木板放在斜面上，两木板间用短小光滑圆弧形曲面连接，如图所示；实验中让一小滑块从斜面上木板的某点P由静止释放，小滑块最终滑到水平上木板的某点Q停下来。

短小光滑圆弧形曲面可使小滑块经过时，速度大小不变，方向由沿斜面方向变为沿水平方向。

若实验要求测量长度的次数最少，你认为应测量下列哪些物理量______(填选项前的字母序号），小滑块与木板间动摩擦因数μ的计算公式为_________(用你选取的物理量对应的符号表达)。

A.P点距地面的高度H
B.P点到斜面底端的水平距离L
C.斜面底端到Q点的距离X
D.P点到Q点的水平距离S
参考答案：
(1). AD (2).
【详解】由能量关系可知：（其中S1和x分别是斜面的长度和水平
面的长度，S是P点在水平面上的投影到Q点的距离；H是斜面的高度），解得，则需要测量：P点距地面的高度H和 P点到Q点的水平距离S。

小滑块与木板间动摩擦因数的计算公式为.
10. 在匀强电场中建立空间坐标系O﹣xyz，电场线与xOy平面平行，与xOz平面夹角37°，在xOz平面内有A、B、C三点，三点连线构成等边三角形，其中一边与Ox轴重合．已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为1.25×10﹣5N；将其从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，则A、B、C三点中电势最高的点是点，等边三角形的边长为m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）
参考答案：
C；0.4．
【考点】电势差与电场强度的关系；匀强电场中电势差和电场强度的关系．
【分析】根据电场力做功正负分析电势能的变化，结合推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，分析电势的高低．由电场力做功公式求等边三角形的边长．
【解答】解：将负点电荷从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，电势能增大2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，所以C点的电势能最小，由推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，则C点的电势最高．
由于点电荷从B移动到C电势能变化量最大，由等边三角形的对称性可知，BC边应与x轴重合，设等边三角形的边长为L．
从B点移到C点电场力做功W=4.0×10﹣6J
已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得
L===0.4m
故答案为：C；0.4．
11. 在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，已画好玻璃砖的界面和后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中的其他操作均正确，则测得的折射率将（）（填“偏大，偏小或不变”）。

参考答案：
不变
12. 如图，真空中有两根绝缘细棒，处于竖直平面内，棒与竖直方向夹角为α，棒上各穿一个质量为 m的小球，球可沿棒无摩擦的下滑，两球都带+Q的电量，现让两小球从同一高度由静止开始下滑，当两球相距为时速度最大。

参考答案：
13. 如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量．物体受力的关系．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车．盒子及盒内沙子质量）记为M．（木板上表面光滑）
（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．
①a－F图象斜率的物理意义是______________．
②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？
答：________．（填“合理”或“不合理”）
③本次实验中，是否应该满足M m这样的条件？
答：________（填“是”或“否”）；
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______倒数为横轴．
参考答案：
（1）①②合理③否（2）M＋m
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。

阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。

（结果保留一位有效数字）。

参考答案：
设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
解析：
微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。

设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
15. （选修3—5）（5分）如图所示，球1和球2从光滑水平面上的A点一起向右运动，球2运动一段时间与墙壁发生了弹性碰撞，结果两球在B点发生碰撞，碰后两球都处于静止状态。

B点在AO的中点。

（两球都可以看作质点）
求：两球的质量关系
参考答案：
解析：
设两球的速度大小分别为v1，v2，则有
m1v1=m2v2
v2=3v1
解得：m1=3m2
四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 人类受小鸟在空中飞翔的启发而发明了飞机，小鸟在空中滑翔时获得的举力可表示为F=KSv2，式中S为翅膀的面积，v为小鸟的速度，K为比例系统，一小鸟质量为120g，翅膀面积为S1，其水平匀速滑翔的最小速度为12m/s，假定飞机飞行时获得向上的举和与小鸟飞行时获得的举力有同样的规律，现有一架质量为3200kg的飞机，它在跑道上加速时获得最大加速度为5m/s2。

若飞机机翼面积为小鸟翅膀面积的600倍，则此飞机起飞的跑道至少要多长。

参考答案：
解析：小鸟飞行时获得向上举力与重力平衡
即KS·=m1g 2分
同理飞机：K×600S1=m2g
得=80m/s 3分
根据运动学公式=2as
17. 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。

匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。

质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。

导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。

求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。

参考答案：
解析：：（1）在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有：
mgsinθ=μmgcosθ解得：μ=tanθ（2）导体棒在光滑导轨上滑动时：感应电动势E=BLv感应电流
I=安培力F安=BIL联立得：F安=受力平衡F安=mgsinθ解得：v=（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为QT=μmgdcosθ整个运动过程中，根据能量守恒定律得：
3mgdsinθ=Q+QT+mv2解得：Q=．
18. 如图所示，在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场. 一质量为带电量为的带电粒子从电场中坐标为（-2L,-L）的点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M 点射出区域Ⅰ（粒子的重力忽略不计）.
（1）求第三象限匀强电场场强E的大小；
（2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小；
（3）如带电粒子能再次回到原点O，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过
原点O的时间间隔为多少？
参考答案：
1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动.
，（1分）
(1分)
，（1分）
（2）设到原点时带电粒子的竖直分速度为:
(1分)
方向与轴正向成，(1分)
粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由几何知识可得：（2分）由洛伦兹力充当向心力：（1分），
可解得：（1分）
（3）运动轨迹如图，在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为：（2分）
(1分)
运动时间：（1分），
（1分），
（1分）
（1分）。