2021年河南省焦作市连州山塘中学高三物理模拟试卷含解析

2021年河南省焦作市连州山塘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. （单选）如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置。

下列判断正确的是
A．B端移到B1位置时，绳子张力不变
B．B端移到B2位置时，绳子张力变小
C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大
D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小
参考答案：
D
2. 关于静电场，下列说法正确的
是
（）
A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B．无论是正电荷还是负电荷，只要静电力做正功电势能一定减小
C．电势越高的位置，电荷的电势能越大
D．在等势面上，电场强度处处相等
参考答案：
B 3. （单选）如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是（）
A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功
C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功
参考答案：
考点：功的计算；滑动摩擦力．
分析：使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力F N垂直斜面向上，而摩擦力F f方向需要讨论，然后结合功的计算公式W=FScosα进行分析判断正负功．
解答：解：A、由功的计算公式W=FScosα可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90°，支持力一定做正功；
而摩擦力是否存在需要讨论：
当加速度较小时，摩擦力F f沿斜面向上，即a＜gtan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功．
当加速度较大时，摩擦力F f沿斜面向下，即a＞gtan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功．
当a=gtanθ时，摩擦力不存在，不做功；
综上所述，B是错误的．
故选B．
点评：本题考查灵活运用正交分解处理物理问题的能力，采用的是分解加速度，不是分解要求的力的方法，使解题过程简洁方便．
4. 图9所示为万用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻
Rg=100Ω，R为调零电阻，串联的固定电阻R0=500Ω，电池的电动势为1．5V用它测量电阻R，能准确测量的阻值范围是（）
A．30~80Ω B．300～800Ω C．3～8kΩ D．30～80Ω
参考答案： C
5. 如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路。

左边的铁芯上套有一个环面积为0.02m 2
、电阻为0.1欧的金属环。

铁芯的横截面积为0.01m 2
，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直。

调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T ，则从上向下看（ ）
（A ）金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10-3
V （B ）金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10-3V （C ）金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10-3V （D ）金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10-3V 参考答案：
答案：C
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，两个已知质量分别为m1和m2的物块A 和B ，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．
(1)实验中除了记录物块B 通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________． (2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________．
参考答案：
(1)，两光电门之间的距离h
7. 在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个C 核，已知C 核的质量为1.99302×10-26kg ，α粒
子的质量为6.64672×10-27kg ，真空中光速c=3×108m/s ，这个核反应方程
是 ，这个反应中释放的核能为 （结果保留一位有效数字）。

参考答案：
3He → C (2分) 9×10-13 J
8.
如图所示，A 和B 的质量分别是
1 kg 和
2 kg ，弹簧和悬线的质量不计，在A 上面的悬线烧断的瞬间，A 的加速度等于 B 的加速度等于
参考答案： 30m/s2，0
9. 一颗行星的半径为R ，其表面重力加速度为g0，引力常量为G ，则该行星的质量为 ，该行星的第一宇宙速度可表示为 。

参考答案：
10. 氢原子第能级的能量为，其中为基态能量。

当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则。

参考答案：
根据跃迁公式即可解得。

11.
做匀变速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计
时器，交流电源的频率是50 Hz,
由
纸带上打出的某一点开始,每 5点剪下一段纸带（每段纸带时间均为0.1s ），按如图所示，每一条纸带下端与X轴相重合，在左边与y轴平行,将纸带粘在坐标系中,则：①所剪的这0. 6s 内的平均速度是_ m/s ②物体运动的加速度是____ m/s2 (计算结果保留三位有效数字)
参考答案：
0.413m/s 0.750m/m2
12. 将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液，待均匀溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴，则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。

现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200cm2，则估算油酸分子的直径是_________m（保留一位有效数字）。

参考答案：
0.005ml m
13. 一小组用图示装置测定滑块与斜面间的动摩擦因数。

斜面下端固定一光电门，上端由静止释放一带有遮光条的滑块，滑块沿斜面加速通过光电门．
(1)要测量木板与斜面间的动摩擦因数，除了已知当地重力加速度g及遮光条宽度d、遮光时间t，还应测量的物理量是下列选项中的____________ ；
A.滑块的长度L B．斜面的倾角口
C．滑块的质量m
D．释放滑块时遮光条到光电门间的距离x
(2)用上述物理量表示滑块与斜面间动摩擦因数___________；
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （8分）请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？
参考答案：
①水的沸点随液面上方气压的增大而升高；②力的平衡；③压强；④熔点（熔化）。

解析：高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一，以物理角度看：高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面．高压锅的基本原理就是利用增大锅内的气压，来提高烹饪食物的温度，从而能够比较快的将食物煮熟。

15. 质点做匀减速直线运动，在第1内位移为，停止运动前的最后内位移为，求：
（1）在整个减速运动过程中质点的位移大小.
（2）整个减速过程共用时间.
参考答案：
（1）（2）
试题分析：（1）设质点做匀减速运动的加速度大小为a，初速度为
由于质点停止运动前最后1s内位移为2m，则：
所以
质点在第1秒内有位移为6m，
所以
在整个减速运动过程中，质点的位移大小为：
（2）对整个过程逆向考虑
，所以
考点：牛顿第二定律，匀变速直线运动的位移与时间的关系．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一轻质弹簧一端固定，一端与质量为m 的小物块A相联，原来A静止在光滑水平面上，弹簧没有形变，质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始沿光滑水平面向右运动，在O点与物块A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短）。

运动到D点时，将外力F
撤去，已知CO=4s，OD=s,则撤去外力后，根据力学规律和题中提供的信息，你能求得哪些物理量（弹簧的弹性势能等）的最大值？并求出定量的结果。

参考答案：
物块B在F的作用下，从C运动到O点的过程中，设B到达O点的速度为v0，由动能定理得：
F ·4s=
对于A与B在O点的碰撞动量守恒，设碰后的共同速度为v，由动量守恒定律可得：mv0=2mv
当A、B一起向右运动停止时，弹簧的弹性势能最大。

设弹性势能的最大值为Epm,据能量守恒定律可得：
Epm=Fs+
撤去外力后，系统的机械能守恒。

根据机械能守恒定律可求得A、B的最大速度为：。

17. 如图，一束激光垂直于AC面照射到等边玻璃三棱镜的AB面上。

已知AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°。

光在真空中的传播速度为c。

求：
①玻璃的折射率；
②激光在玻璃中传播的速度。

参考答案：
①②
光的折射和全反射。

N1、N7。

①如图所示，由几何关系知
光在AB界面的入射角，折射角
则（2分）
②由得（2分）
本题要依题意作出光路图，由图根据折射定律求出该介质的折射率，然后由求出激光在玻璃中的传播速度。

本题难度偏易，是基本规律考查题。

18. （22分）如图所示，间距为L、光滑足够长的金属导轨倾斜放置（金属导轨的电阻不计），导轨倾角为α，两根长度均为L的金属棒CD、PQ放在导轨上，已知CD棒的质量为m、电阻为R，PQ棒的质量为4m、电阻为2R。

磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，两根劲度系数均为k、相同的弹簧一端固定在导轨的下端，另一端连着金属棒CD。

开始时金属棒CD静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒PQ，使金属棒PQ由静止开始运动，当金属棒PQ达到稳定时，弹簧的形变量大小与开始时相同，已知金属棒PQ开始运动到稳定的过程中通过CD棒的电量为q，此过程可以认为CD棒缓慢地移动，求此过程中：
（1）CD棒移动的距离；
（2）恒力所做的功。

参考答案：
解析：
⑴开始时弹簧是压缩，当向上的安培力增大时，弹簧的压缩量减小，安培力等于CD棒平行于斜面的分量时，弹簧恢复到原长，安培力继续增大，弹簧伸长，由题意可知，当弹簧的伸长量等于开始的压缩量时达到稳定状态，此时的弹力与原来的弹力大小相等、方向相反。

两弹簧向上的弹力等于CD棒重力平行于斜面的分量。

即2F k=mg sinα，
弹簧的形变量为Δx，CD棒移动的距离
⑵在达到稳定过程中两棒之间距离增大Δs，由两金属棒组成的闭合回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势为感应电流为
回路中通过的电量即CD棒中的通过的电量为
由此可得两棒距离增大值PQ棒沿导轨上滑距离应为CD棒沿斜面上滑距离和两棒距离增大值之和
PQ棒沿导轨上滑距离为
CD棒静止，受到向上的安培力与重力平行斜面的分量和弹力的合力平衡，
安培力为F B=mg sinα+2F k =2mg sinα
金属棒PQ达到稳定时，它受到的合外力为零，即恒力F=F B+4mg sinα=6mg sinα恒力做功为。