2021年广西壮族自治区河池市宜州实验中学高三物理模拟试卷含解析

2021年广西壮族自治区河池市宜州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. 质量为2 kg的质点在x-y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是
A．质点的初速度为3 m/s
B．质点做匀变速运动
C．质点所受的合外力为3 N
D．质点初速度的方向与合外力方向垂直
参考答案：
BC
2. （单选）如图所示，B是一个螺线管，C是与螺线管相连接的金属线圈,在B的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环A,A的环面水平且与螺线管的横截面平行.若仅在金属线圈C所处的空间加上与C环面垂直的变化磁场，发现在至时间段内金属环A的面积有缩小的趋势，则金属线圈C处所加磁场的磁感应强度随时间变化的B一t图象可能是参考答案：
D
3. 物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点间需时为t，现在物体由A点静止出发，匀加速（加速度为a1）至某一最大速度vm后立即做匀减速运动（加速度为a2）至B点停下，历时仍为t，则物体的
A．vm只能为2v，无论a1、a2为何值 B．vm可为许多值，与a1、a2的大小有关
C．a1、a2值必须是一定的 D．a1、a2必须满足
参考答案：
AD
4. 下列叙述中符合物理学史实的是
A．光速不变原理是爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
C．牛顿通过实验测出了万有引力恒量，并验证了万有引力定律
D．伽利略通过理想斜面实验，得出了力是维持物体运动原因的结论
参考答案：
A
5. 一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示，则质点的速度
A．若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速
B．若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速
C．若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速
D．若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速
参考答案：
BD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示是使用交流电频率为50Hz 的打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，相邻两个计数点之间有4个点未画出，测出s1=1.2cm, s2=2.4cm, s3=3.6cm, s4=4.8cm, 则打下A 点时,物体的速度vA= cm/s 。

参考答案：
6m/s
7. （5分）如图所示，q
1、q
2、q 3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q 1与q 2之间的距离为，q 2与q 3之间的距离为，且每个电荷都处于平衡状态。

（1）如q 2为正电荷，则q 1为 电荷，q 3为 电荷。

（2）q 1、q 2、q 3三者电量大小之比是 ∶ ∶ 。

参考答案：
答案：（1）负 负（2）
8. 如图为用DIS （位移传感器、数据采集器、计 算机）研究加速度和力的关系的实验装置．实验前已平衡摩擦力．
①实验中采用控制变量法，应保持_______不变，用钩码所受的重力作为小车所受的________，用DIS 测小车的加速度．
②改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

根据测得的多组数据可 画出a-F 关系图线（如图所示）．分析此图线的OA 段可得出的实验结论是______________．此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：
A ．小车与轨道之间存在摩擦
B ．导轨保持了水平状态
C ．所挂钩码的总质量太大
D ．所用小车的质量太大 参考答案：
小车的质量 、合力 、小车的质量一定 ，a 与F 成正比 、 C
9. 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I 且方向相反的电
流，a 、b 两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a 、b 到两导线中点O 的连线长度和甲乙间
距离均相等．已知直线电流I 产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K 为比例系
数，为某点到直导线的距离），现测得O 点磁感应强度的大小为，则a 点的磁感应强度
大小为
，乙导线单位长度受到的安培力的大小为 N ．
参考答案：
;
10. (6分)某同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场方向的关系。

已知电流从接线柱流入电流表时，电流表指针左偏。

实验的磁场方向、磁铁运动情况及电流
表指针偏转情况部分已记录在下表中。

请依据电磁感应规律填定空出的部分。

向下，插入，左偏 11.
发生衰变有多种可能性。

其中的一种可能是，
先衰变成，再经一次衰变变成
（X 代表某种元素），或再经一次衰变变成
和
最后都衰变成
，衰变路径如图所
示，则由图可知：①②③④
四个过程中
是α衰变；
是β
衰变。

参考答案：
②③，①④
②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变。

12. 如图所示，光滑圆弧轨道ABC 在C 点与水平面相切，
所对圆心角小于5°，且
，两小球P 、Q 分别从轨道上的A 、B 两点由静止释放，P 、Q 两球到达C 点所用的时间分别为、，
速率分别为
、
吨，则
，。

(填“>”、“<”或“=”)
参考答案：
13. （5分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场
中，线框面积为S ，电阻为R 。

线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I = 。

线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的
电荷量q = 。

参考答案：
，
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R ，固定在竖直平面内．质量分别
为m 、2m 的两小环A 、B 用长为R 的轻杆连接在一起，套在轨道上，A 环距轨道底部高为2R ．现将A 、B 两环从图示位置静止释放．重力加速度为g ．求： （1）A 环到达轨道底部时，两环速度大小； （2）运动过程中A 环距轨道底部的最大高度； （3）若仅将轻杆长度增大为2
R ，其他条件不变，求运动过程中A 环距轨道底部的最大高度．
参考答案：
（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．
解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，
对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；
（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：
mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；
（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．
整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），
解得：h′=R；
答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．
15.
（选修3—4）（7分）如图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，求该波的传播速度的大小，并判断该波的传播方向。

参考答案：
解析：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)
由乙图知该波的振动周期为……………(1分)
设该波的传播速度为V，有……………(1分)
又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)
所以该波的传播方向水平向左。

……………(2分)
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 一个质量为1500 kg行星探测器从某行星表面竖直升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8 s末，发动机突然间发生故障
而关闭；如图19所示为探测器从发射到落回出发
点全过程的速度图象；已知该行星表面没有大气，
不考虑探测器总质量的变化；求：
（1）探测器在行星表面上升达到的最大高度；
（2）探测器落回出发点时的速度；
（3）探测器发动机正常工作时的推力。

参考答案：
（1）0～24 s内一直处于上升阶段，H=×24×64 m=768 m （2分）
（2）8s末发动机关闭，此后探测器只受重力作用，g==m/s2=4 m/s2（1分）探测器返回地面过程有得（2分）
（3）上升阶段加速度：a=8m/s2 （1分）由得，
17. 有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。

现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。

每隔一相等的确定的时间间隔T 拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。

从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。

求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H表示）的可能值以及与各H 值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。

参考答案：
小球沿竖直线上下运动时，其离开玻璃管底部的距离h随时间t变化的关系如图所示．设照片拍摄到的小球位置用A表示，A离玻璃管底部的距离为hA，小球开始下落处到玻璃管底部的距离为H.小球可以在下落的过程中经过A点，也可在上升的过程中经过A点.现以表示小球从最高点（即开始下落处）落到玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底部反跳后上升到最高点所需的时间），表示小球从最高点下落至A点所需的时间（也就是从A点上升至最高点所需的时间），表示小球从A点下落至玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底
部反跳后上升至A点所需的时间）.显然，.根据题意，在时间间隔??的起始时刻和终了时刻小球都在A点．用n表示时间间隔???内（包括起始时刻和终了时刻）小球位于A 点的次数（n≥2）.下面分两种情况进行讨论：
1．A点不正好在最高点或最低点．
当n为奇数时有
（1）
在（1）式中，根据题意可取中的任意值，而
（2）
当n为偶数时有
（3）
由（3）式得
（4）
由（1）、（3）、（4）式知，不论n是奇数还是偶数，都有
（5）
因此可求得，开始下落处到玻璃管底部的距离的可能值为
（6）
若用表示与n对应的H值，则与相应的A点到玻璃管底部的距离
（7）
当n为奇数时，可取中的任意值，故有
n=3,5,7, (8)
可见与相应的的可能值为0与之间的任意值．
当n为偶数时，，由（6）式、（7）式求得的可能值
n=2,4,6, (9)
2．若A点正好在最高点或最低点．
无论n是奇数还是偶数都有
n=2,3,4, (10)
n=2,3,4, (11)
n=2,3,4, (12)
或
18. 水上滑梯可简化成如图所示的模型：倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接，起点A距水面的高度H=7.0m，BC长d=2.0m，端点C距水面的高度h=1.0m. 一质量m=50kg 的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为
μ=0.10，（cos37°=0.8，sin37°=0.6，运动员在运动过程中可视为质点）求：
（1）运动员沿AB下滑时加速度的大小a；
（2）运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小υ；
（3）保持水平滑道端点在同一竖直线上，调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时，运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求此时滑道B′C′距水面的高度h′。

参考答案：
解：（1）运动员沿AB下滑时，受力情况如图所示
（1分）
根据牛顿第二定律：（2分）
得运动员沿AB下滑时加速度的大小为：
a=gsinθ－μgcosθ = 5.2 m/s2 （1分）（直接用此式可得4分）
（2）运动员从A滑到C的过程中，克服摩擦力做功为：
,（2分）（求出一个表面的功可得2分，用三个式子之一都得满分）
，（2分）
得运动员滑到C点时速度的大小 v= 10 m/s （1分）
（3）在从C点滑出至落到水面的过程中，运动员做平抛运动的时间为t，
，
下滑过程中克服摩擦做功保持不变W=500J
根据动能定理得：
，
运动员在水平方向的位移：
当时，水平位移最大。