2019年山东省德州市临邑实验中学高三物理模拟试卷含解析

2019年山东省德州市临邑实验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. 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量m=1kg的物块，都以v=4m/s
的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是
（）
A．做加速运
动 B．做减速运
动
C．做匀速运
动 D．以上运动都有可能参考答案：
A
2. 将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象,可能正确的是
参考答案：
C
3. （多选）从水平匀速飞行的直升飞机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体
下落过程中，下列说法正确的是
A．从飞机上看，物体做自由落体运动
B．从飞机上看，物体始终在飞机的后方
C．从地面上看，物体做平抛运动
D．从地面上看，物体做自由落体运动
参考答案：
AC解析：由于惯性物体在释放后在水平方向做匀速直线运动，故在水平方向和飞机不发生相对运动．而物体在竖直方向初速度为0，加速度为g，故在竖直方向做自由落体运动．所以从飞机上看，物体做自由落体运动．故A正确，B错误．从地面上看物体物体做平抛运动，故C正确而D错误．故选AC．
4. （单选）如图1所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一个质量为m的物体，若m 在直角劈上面匀加速下滑，Ｍ仍保持静止，那么正确的说法是（ D ）
A.Ｍ对地面的压力等于（M+m）g
B.Ｍ对地面的压力大于（M+m）g
C.地面对Ｍ没有摩擦力
D.地面对Ｍ有向左的摩擦力
参考答案：
D
5. （多选题）2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面343km的圆轨道上的“天宫二号”交会对接．已知地球半径为R=6400km，万有引力常量G=
6.67×10﹣11N?m2/kg2，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，以下分析正确的是（）A．“天宫二号”的发射速度应大于11.2km/s
B．“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度
C．由题中数据可以求得地球的平均密度
D．“神舟十一号”加速与“天宫二号”对接前应处于同一圆周轨道
参考答案：
BC
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】当发射的速度大于等于第二宇宙速度，会挣脱地球的引力，不绕地球飞行；根据周期的大小比较轨道半径，从而比较向心加速度的大小．根据万有引力提供向心力得出地球的质量，结合地球的体积求出地球的平均密度．
【解答】解：A、当发射的速度大于11.2km/s，会挣脱地球的引力，不绕地球飞行，所以“天宫二号”的发射速度不可能大于11.2km/s，故A错误．
B、天宫二号的周期小于同步卫星的周期，根据T=知，天宫二号的轨道半径小
于同步卫星的轨道半径，根据a=知，天宫二号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故B正确．
C、题干中飞船的轨道半径r=R+h，周期已知，根据得，地球的质量
M=，则地球的密度ρ===，故C正确．
D、“神舟十一号”加速与“天宫二号”对接前应处于不同的轨道上，若在同一轨道上，加速做离心运动，离开原轨道，不能实现对接，故D错误．
故选：BC．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 质量为2吨的打桩机的气锤，从5 m高处白由落下与地面接触0.2 s后完全静止下来，空气阻力不计、g取10 m/s2，则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为___________N。

参考答案：
设向上为正方向，由冲量定理可得，由机械能守恒可得，解得=N，由牛顿第三定律可知地面受到气锤的平均打击力为N。

7. 据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。

其中“人造太阳”的核反应方程式是，
则X为__________，已知的质量为的质量为的质量为，X的质量为
，真空中的光速为c，则在此核反应过程中释放的核能为______________。

参考答案：
由核反应质量数和电荷数守恒可知X为中子，即，由可得核反应过程中释放的核能。

8. 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.4m，经过时间0.6s第一次出现如图（b）所示的波形．
该列横波传播的速度为___________________；
写出质点1的振动方程_______________．
参考答案：
解：由图可知，在0.6s内波传播了1.2 m ，故波速为（2分）该波周期为
T=0.4s，振动方程为，代入数据得
9. 如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60 J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为
EK=__________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7 J时，物体的机械能为
E=_________J。

参考答案：
EK=60 J、 E=28 J
10. （1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。

另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m小车的质量M。

（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）
接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。

②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。

图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。

根据以上数据，
可以算出小车的加速度a= m/s2。

（结果保留三位有效数字）
（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。

他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。

可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）；
电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0～999.9Ω）；
开关、导线若干。

小明的实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。

重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。

F．断开开关。

①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________ mm；
②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。

④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。

（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）
答：。

参考答案：
1）（6分）①匀速直线（2分）远小于（2分）②0.343 （2分）
（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）②A1……（3分）
③……（3分）④不产生影响……（3分）
11. 小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。

（1）小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。

下列说法正确的是________。

A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道的末端必须保持水平
D．本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
（2）小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。

图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。

则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝____s，小球被抛出时的水平速度v＝_____m/s。

参考答案：
(1). AC (2). 0.1s (3). 2.0m/s
试题分析：（1）做研究平抛运动的实验时，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释
放，使之平抛时的初速度相等，选项A正确；斜槽轨道不必须光滑，只要小球落下时具有一定的速度即可，选项B错误；斜槽轨道的末端必须保持水平，以保证小球能够水平抛出，选项C正确；本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要秒表，选项D错误；（2）小球在竖直方向是自由落体运动，且ABC三点是相邻的三个点，故存在△h=g△t2，即（5－3）L=（5－3）×0．05m=g×△t2，解之得△t=0．1s；小球被抛出时的水平速度v=4L/△t=4×0．05m/0．1s=2．0m/s。

考点：研究平抛运动。

12.
(4分)质量为1×10-2kg的氢气球，受到浮力的大小为0.12N，距天花板距离为4m。

今沿水平方向以3m/s速度拍出（不计空气阻力），当它到达天花板时，水平位移是，速度的大小为（g取10m/s2）。

参考答案：
答案：6m；5m/s
13. 单摆做简谐振动时回复力是由摆球__________的分力提供。

用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要_________摆球质量。

参考答案：
(1). 重力沿圆弧切线； (2). 远小于
【详解】单摆做简谐振动时回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供。

用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要远小于摆球质量。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 所示的一条纸带，在带上共取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条（分别叫a、b、c、d、e、f），将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，得到如图所示的图形，最后将各纸带上端中心连起来，于是得到表示v—t关系的图象．已知打点计时器的工作频率为50Hz．为表示v—t关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v。

（1）这种实验数据处理的方法可称为
A．类比法B．等效替代法C．比值法D．控制变量法
（2）若纸条c的长度为6.0cm，则图中t3为s，
（3）若测得a段纸带的长度为 2.0cm，f段纸带长度为12.0cm，则可求出加速度的大小为m/s2。

（保留两位有效数字）
参考答案：
（1）B；（2）0.25s；（3）2.0。

试题分析：（1）打点计时器，打点的时间间隔相等，可用纸带的宽度代替，两点之间纸带的长度为相应时间内的位移，一段时间内的位移与这段时间的比值等于这段时间内的平均速度，也就等于这段时间中间时刻的瞬时速度，可知瞬时速度与纸带的长度成正比，即把纸带上端的中点用直线连起来，就表示速度随时间的变化规律。

由上可知，这种实验数据处理的方法可称为等效替代法。

（2）计数点之间的时间间隔，t3是第三段时间的中间时刻，。

（3）由a段可求得t1=0.05s时的速度，；由f段可求得t2=0.55s时的速
度，；加速度。

15. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0 Ω ）
B．电流表A1（量程0—3 mA，内阻＝10 Ω）
C．电流表A2（量程0—0.6 A，内阻＝0.1 Ω）
D．滑动变阻器R1（0—20 Ω，10 A）
E．滑动变阻器R2（0—200 Ω，l A）
F．定值电阻R0（990 Ω）
G．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝____________V，内阻r＝____________Ω。

（结果保留小数点后2位）
（3）若将图线的纵坐标改为_______________，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

参考答案：
（1）b，D；（2）、；（3）
：（1）没有电压表，可以将电流表串联一个电阻，可以改装成电压表，根据欧姆定律若将电流表与定值电阻串联有U=I1R0=0.003×（500+10）=1.53V，与电源电动势接近，故应
将电流表A1与定值电阻串联使用，故合理的是b图；电源电动势约为1.5V，内阻约为1欧姆，为方便实验操作，滑动变阻器应选D．（2）由电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：，则：
，由图象可知，图象的截距：
则电源电动势为：
图象斜率：
电源内阻为：
（3）由闭合电路欧姆定律可知，在图线中，图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小，故当图线的纵坐标改为时，图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。

故答案为：（1）b，D；（2）、；（3）。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 一束平行光线在垂直于玻璃半圆柱体轴线的平面内，按如图所示的方向射到半圆柱的平面上，已知光线与上表面的夹角为45°，求在半圆柱体的圆表面上有光线射出部分的弧长是多少？（已知玻璃半圆柱体的半径为0．2m，玻璃的折射率为）
参考答案：
解：设光线以45°射到半圆柱的平面上时的折射角为，如图所示。

所以由折射定律得：
（1）2分
解得：，即
（2）2分
设从半圆柱体平面上的、两点射入的光线，经折射后从玻璃中射向圆柱体圆表面上的点和点时的入射角恰好为临界角，如图所示。

由于得：
（3）2分所以由图及几何知识可求得：
（4）2分
由题意分析可知，在、，即所对应的圆柱体圆表面
上有光线射出，且有光线射出部分的弧长（5）2分
17. （14分）如图（a）所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L＝0.40m，导轨平面与水平面成θ＝30o角，上端和下端通过导线分别连接阻值R1＝R2＝
1.2Ω的电阻，质量为m＝0.20kg、阻值r＝0.20Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中，取重力加速度g＝10m／s2。

若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加力，使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动，经过0.50s电动机的输出功率达到10W，此后电动机功率保持不变，金属棒运动的v～t图像如图（b）所示，试求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）在0～0.50s时间内金属棒的加速度a的大小；
（3）在0～0.50s时间内电动机牵引力F与时间t的关系；
（4）如果在0～0.50s时间内电阻R1产生的热量为0.135J，则在这段时间内电动机做的功。

参考答案：
解析：
（1）
（4分）
（2）
（3分）
（3）
（3分）
（4）
（4分）
18. 某仪器在地面上受到的重力为160N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a=0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90N，取地球表面处重力加速度g=10m∕s2，地球半径R=6400km。

求：
（1）此处的重力加速度的大小g’；
（2）此处离地面的高度H；
（3）在此高度处运行的卫星速度v．
参考答案：
（1）由在地表仪器重160N，可知仪器质量m=16kg ……①
根据牛顿第二定律，有F－mg′=ma ……②（3分）
代入数据，得g′=0.625m/s2……③（1分）（2）设此时飞船离地高度为H，地球质量为M，
该高度处重力加速度……④（2分）
地表重力加速度……⑤（1分）
联立各式得H=3R=1.92×107m ……⑥（1分）
（3）设该高度有人造卫星速度为v，其向心力由万有引力来提供，有
……⑦（3分）
由⑤⑦式得……⑧（1分）。