2022年福建省莆田市永春第四中学高三物理模拟试卷带解析

2022年福建省莆田市永春第四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. 右面是某最简单逻辑电路的真值表，根据这个真值表可以判断此逻辑电路使用的门电路和表中的“X”的取值分别为（）
A．或门，X=1 B．与门，X=1
C．非门，X=0 D．或门，X=0
参考答案：
A
2. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等。

以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是
A.卡文迪许测出引力常量用了放大法
B.伽利略为了说明力是维持物体运动的原因用了理想实验法
C.在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移，这里采用了微元法
参考答案：
AD
卡文迪许测出引力常量用了放大法，A正确；伽利略不考虑空气阻力，采用了理想模型的方法说明力不是维持物体运动的原因，B说法错误；质点是理想化的物理模型，故C错误;在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法；故D 正确.
3. （单选）空间存在着一有理想边界的电场，边界PQ将该空间分成上下两个区域I、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向下的匀强电场，区域I中无电场。

在区域Ⅱ中某一位置A，静止释放一质量为m、电量为q 的带负电小球，如图（a）所示，小球运动的v一t图象如图（b）所示。

已知重力加速度为g，不计空气阻力。

则以下说法正确的是（）A．小球在3．5s末回到出发点
B．小球受到的重力与电场力之比为4：5
c．A点距边界的距离为
D．若边界PQ处电势为零，则A点的电势为－
参考答案：
CD
小球回到出发点时通过的位移为O，根据v一t图象与时间轴所围的面积表示位移可知，小球在7s末总位移为零，回到出发点，选项A错误；图象的斜率等于加速度，得0一2s内的加速度为a1 =、2s一5s内加速度大小为a2==g，则得：a1=g。

由牛顿第二定律得：qE—mg= ma，可得电场强度qE=，则重力与电场力之比为4：7，选项B错误；从A点到边界过程，由动能定理得：
ma1y=mv02－0，解得P点距边界的距离y=，故C正确；A点与边界PQ间的电势差为U=－Ey=－=－，若边界PQ处电势为零，则A点电势为－，故D正确．
4. 图所示，一直角槽（两槽面间夹角为90°）对水平面的倾角一个横截面为正方形物块，两相邻表面与两槽面接触，且恰好能沿此槽匀速下滑，物块与槽两间动摩擦因数相同，两槽面关于槽的底线对称，则动摩擦因数值为（）
A． B． C． D．参考答案：
C
5. a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s～t图象如图所示，若a球的质量m a=1kg，则b球的质量m b等于
A.1kg
B.2kg
C.2.5kg
D.3kg
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的
光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则
正确的是 _____________.
参考答案：
C
7. 光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为ν0，则该金属的逸出功为．用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射该金属时产生光电效应，则光电子的最大初动能为．已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为C．参考答案：
hν0，．
【考点】爱因斯坦光电效应方程．
【分析】根据光电效应方程E km=hv﹣W0和eU C=E Km得出遏止电压U c与入射光频率v的关系式，从而进行判断．
【解答】解：当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．
从图象上可知，逸出功W0=hv0．根据光电效应方程，E km=hv﹣W0=hv0．
用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射该金属时产生光电效应，
入射光的最小波长为λ1，即频率最大，
那么产生的光电子的最大初动能为E km=，
故答案为：hν0，．
8. 由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。

其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。

该门电路是________；符号是________。

参考答案：
答案：非门；
9. （多选题）一个面积S=4×10﹣2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示，在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等
于，在第3秒末感应电动势大小为．
参考答案：
8×10﹣2Wb/s ；8V ．
【考点】法拉第电磁感应定律；磁通量．
【分析】由图象看出，磁感应强度随时间均匀增大，从而得出磁通量的变化率，再由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，从而即可求解． 【解答】解：由图象的斜率求出
=
T/s=2T/s ，
因此=S=2×4×10﹣2 Wb/s=8×10﹣2Wb/s ，
开始的2s 内穿过线圈的磁通量的变化量为8×10﹣
2Wb/s ， 根据法拉第电磁感应定律得：
E=n =n
S=100×2×4×10﹣2 V=8V ，可知它们的感应电动势大小为8V ；
由图看出，第3s 末感应电动势为8V ； 故答案为：8×10﹣2Wb/s ；8V ．
10. 氘核和氚核结合成氦核
的核反应方程如下：
①这个核反应称为_______________.
②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV 是核反应中_____________（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量____________（选填“增加”或“减少”）了__________kg.
参考答案：
11. 现在，科学家们正在千方百计地探寻“反物质”。

所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电性相反。

如反α粒子的符号可表示为-24He.正、反粒子相遇时会因相撞结合成光子,放出巨大的能量,这就是所谓的“湮灭”现象.若正、负电子相撞后湮灭成两个频率相同的光子, 已知电子的电荷量为e 、质量为m,电磁波在真空中的传播速度为c.则可求得所生成的光子的波长
.
参考答案：
12. 地球的第一宇宙速度为V ，若某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行
星的第一宇宙速度为 。

参考答案：
2v
13. (6分)质量为2kg 的物体在水平面上运动时,受到与运动方向相同的拉力F 的作用,物体与地面之间的动摩擦因数为0.4,在拉力由10N 逐渐减小到零但物体仍在运动的过程中,F 为 N 时物体的加速度的大小最大,为 m/s 2
；当F 为 N 时，物体的速度最大。

(g=10m/s 2
)
参考答案：
0 ，4， 8
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （9分）图1中E 为电源，其电动势为，R 1为滑线变阻器，R 2为电阻箱，A 为电流表.用此电路，经以下步骤可近似测得A 的内阻R A ：①闭合K 1，断开K 2，调节R 1，使电流
表读数等于其量程I 0；②保持R 1不变，闭合K 2，调节R 2，使电流表读数等于，然后读出
R 2的值，取R A ≈R 2。

（1）按图1所示电路在图2所给出的实物图中画出连接导线.
（2）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即。

试导出它与电源电动势ε、电流表量程I0及电流表内阻R A的关系式.
（3）I0=10mA，真实值R A约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？
参考答案：
答案：（1）连线如图所示：
（2）由步骤①得
由步骤②得
解得
（3）6V
15. 某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”。

如图（甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v。

已知小车质量为200g。

（1）某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图（乙）所示，速度v随位移s变化规律如图（丙）所示。

利用所得的F－s图象和v－s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=_______J，此过程动能的变化ΔEK=________J（保留2位有效数字）。

（2）指出下列情况可减小实验误差的操作是________（填选项前的字母，可能不止一个正确选项）A．使拉力F要远小于小车的重力
B．实验时要先平衡摩擦力
C．要使细绳与滑板表面平行
参考答案：
．①0.17±0.02（2分）；0.15±0.02（2分）；②BC
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示，表面绝缘、倾角θ＝30°的足够长的斜面固定在水平地面上，斜面所在空间有一宽度D＝0.40 m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上．一个质量m＝0.10 kg、总电阻R＝0.25 Ω的单匝矩形闭合金属框abcd放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L＝0.50 m．从t＝0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，让线框自由滑动，线框运动速度与时间的关系如图乙所示．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数μ＝/3，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1) 线框受到的拉力F的大小；
(2) 匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(3) 线框在斜面上运动的过程中克服摩擦所做的功和回路产生的电热．参考答案：
解：(1) 由vt图象可知，在0～4 s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1＝
2.0 m/s，所以在此过程中的加速度a1＝＝5.0 m/s2(1分)
由牛顿第二定律得F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1(1分)
解得F＝1.5 N(1分)
(2) 由vt图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1＝2.0 m/s做匀速直线运动，
产生的感应电动势E＝BLv1(1分)
线框所受安培力F安＝BIL＝(1分)
对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F＝mgsinθ＋μmgcosθ＋(1分)
解得B＝0.50 T(1分)
(3) 由vt图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D＝0.40 m(1分)
S1＝＋2D＝1.2 m(1分)
离开磁场后， (1分)
离开磁场上滑的距离S2＝＝0.2 m(1分)
根据μmgcosθ＝mgsinθ可知，线框运动到最高点不再下滑，线框在斜面上运动的过程中克服摩擦所做的功
W＝μmgcosθ(S1＋S2)＝0.7 J(1分)
穿过磁场区域的时间t＝＝0.4 s
线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1＝I2Rt＝＝0.40 J(3分)
17. (15分)如图甲所示，水平平台的右端安装有轻质滑轮，质量为M=2.5kg的物块A放在与滑轮相距l的平台上，现有一轻绳跨过定滑轮，左端与物块连接，右端挂质量为m=0.5kg的小球B，绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止，绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度为g（g取10 m/s2）。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1) 某探究小组欲用上述装置测量物块与平台间的动摩擦因数。

放开小球，系统运动，该小组对小球匀加速下落过程拍得同一底片上多次曝光的照片如图（乙）所示，拍摄时每隔1s曝光一次，若小球直径为20cm，求物块A与平台间的动摩擦因数μ；
(2)设小球着地后立即停止运动，已知l=3.0m，要使物块A不撞到定滑轮，求小球下落的最大高度h？(假设小球距地面足够高，计算结果保留四位有效数字)
参考答案：
2.375m
解（1）对照片分析知，s1=60cm，s2=100cm，由
①(2分)
得②（1分）
以小球B为研究对象，受力如图所示，由牛顿第二定律
可知：③ （1分）
作出物块A的受力图如图所示，在水平方向，由牛顿第二定律可得：④（1分）
⑤⑥
联立③④⑤⑥式得：（1分）
代入M、m、g、a的数值，解得⑦（1分）
（2）对小球A：小球做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动，落地时速度为v，由运动学公式有：⑧（1分）
对物块A：B从开始下落到着地，A也运动了h，随后在摩擦力作用下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，有：⑨（1分）
要使物块不撞到定滑轮，则应满足⑩（1分）
比较⑧⑩两式，可得（2分）代入数值，解得
18. 如图甲所示，质量为M的长木板静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从木板左端冲上木板．从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v-t图象分别如图乙中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)．根据v-t图象. 求：
(1)物块在长木板上滑行的距离；
(2)物块质量m与长木板质量M之比．
参考答案：
2m 3:2
解：(1)由v-t图象的物理意义可得，物块在木板上滑行的距离为：
(2)设物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小为，木板做匀加速直线运动的加速度大小为
，达相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律
对物块有：
对长木板有：
对整体有：
由图象可得：
由以上各式解得：。