2020-2021学年北京第80中学高三物理模拟试卷含解析

2020-2021学年北京第80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.
（多选）一质量m=1kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动，1s末撤去恒力F，其v ﹣t图象如图所示．则恒力F和物体所受阻力f的大小是（）
解：由图线得，匀加速直线运动的加速度大小，匀减速直线运动的加
速度大小，
根据牛顿第二定律得，F﹣f=ma1，f=ma2，解得f=3N，F=9N．故B、D正确，A、C错误．
故选BD．
2. 距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图。

小车始终以的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。

不计空气阻力，取重力加速度的大小。

可求得h等于
A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m
参考答案：
A
考点：自由落体运动.
3. 在光滑水平面上有两辆车，上面分别站着A、B两个人，人与车的质量总和相等，在A的手中拿有一个球，两车均保持静止状态，当A将手中球抛给B，B接到后，又抛给A，如此反复多次，最后球落在B的手中，则下列说法中正确的是（）
A、A、B两车速率相等
B、A车速率较大
C、A车速率较小
D、两车均保持静止状态
参考答案：
B
4. 位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。

则可能有（）
（A）F2=F1，v1> v2
（B）F2=F1，v1< v2
（C）F2>F1，v1> v2
（D）F2<F1，v1< v2
参考答案：
BD
【解析】水平恒力F1作用下的功率P1= F1 v1，F2作用下的功率P2=
现P1=P2，若F2=F1，一定有v1< v2，因此B正确，A不对；
由于两次都做匀速度直线运动，因此而第一次的摩擦力而第二次的摩擦力显然，即：因此无论F2>F1还是F2<F1都会有v1< v2因此D正确而C不对
5. 在离坡底10 m的山坡上O点竖直地固定一长10 m的直杆AO(即BO=AO =10 m)。

A端与坡底B间连有一钢绳，一穿于钢绳上的小球从A点由静止开始沿钢绳无摩擦地滑下，取g=10 m/s2，如图所示，则小球在钢绳上滑行的时间为 ( )
A． B．2 s C．4 s D．
参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，物块A放在倾斜的木板上。

当木板的倾角分别为37ｏ和53ｏ时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（可能会
用到的三角函数：sin37ｏ=0．6, cos37ｏ=0．8）
参考答案：
7. 2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核
（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于931.5MeV的能量．
①写出该热核反应方程：___________________________________
②一次这样的热核反应过程中释放出____________MeV的能量?（结果保留三位有效数字）
参考答案：
（2）①4H →He +2 e
②Δm = 4mP－mα－2me = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u = 0.0267 u
ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.87 MeV =24.9 MeV
⑶根据动量守恒定律得：
解得：
8. 质量为0.2kg的物体以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力，经2s到达最高点，设空气阻力大小恒定，则物体上升的最大高度是______m，它由最高点落回抛出点需_____s。

参考答案：
24 ；
9. 做匀加速直线运动的物体，在第3s内运动的位移为10m，第5s内的位移是14 m，则物体的加速度大小为m/s2，前5s内的位移是m，第5s末的瞬时速度
是
m/s。

参考答案：
2 36 15
10. 如图所示的电路中，电源电动势V，内电阻Ω，当滑动变阻器R1的阻值调为
Ω后，电键S断开时，R2的功率为W，电源的输出功率为W，则通过R2的电
流是A．接通电键S后，A、B间电路消耗的电功率仍为W．则Ω．
参考答案：
0.5；
11. 用如图所示的装置测定木块与水平桌面问的动摩擦因数，除图中器材外还有刻度尺。

实验中将A 拉到某适当位置P后用手按住，调节滑轮使桌面上方的细线水平，待B稳定后迅速放手，B落地后不再弹起，A最终停在Q点。

重复上述实验，并记下相关数据。

(1)已知A、B质量相等，实验中还需要测量的物理量有______________________
_____________________________________________________(并注明符号)．
木块与桌面问的动摩擦因数可表示为μ=__________(用测量物理量的符号表示) (2)符发现A释放后会撞到滑轮，请提出一个解决办法______________________
____________________________________________________________________。

参考答案：
12. 在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。

穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：
①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．
②测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然
后，打出一条纸带，关闭电源．
③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动
能表达式为，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为．
④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是．
参考答案：
①间距相等（2分，其他表述正确的同样给分）
②释放小车（2分）
③（2分）；
（2分）
④外力所做的功，等于物体动能
的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）
13. 如图所示，一根不均匀的铁棒AB与一辆拖车相连接，连接端B为一固定水平转动轴，拖车在水平面上做匀速直线运动，棒长为L，棒的质量为40kg，它与地面间的动摩擦
因数为，棒的重心C距转动轴为，棒与水平面成30°角．运动过程中地面对铁棒的支持力为200N；若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，其他条件不变，则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
参考答案：
考
点：
力矩的平衡条件；力的合成与分解的运用．
分析：选取接端B为转动轴，地面对铁棒的支持力的力矩与重力的力矩平衡，写出平衡方程，即可求出地面对铁棒的支持力；若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些则AB 与地，地面之间的夹角减小，同样，可以根据力矩平衡的公式，判定地面对铁棒的支持力的变化．
解
答：
解：以B点为转轴，在拖车在水平面上向右做匀速直线运动过程中，棒的力矩平
衡，设棒与水平面的夹角为α．则有mg cosα=NLcosα+fLsinα①
又滑动摩擦力f=μN．
联立得：2mgcosα=3Ncosα+3μNsinα②
解得，N=
α=30°代入解得，N=200N
若将铁棒B端的固定转动轴向下移一些，α减小，tanα减小，由③得知，N增大．故答案为：200，增大．
点
评：
本题是力矩平衡问题，正确找出力臂，建立力矩平衡方程是关键．
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-3）（6分）如图所示，用面积为S 的活塞在汽缸内封闭
着一定质量的空气，活塞质量为m，在活塞上加一恒定压力F，使活塞下
降的最大高度为?h，已知此过程中气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？
参考答案：
解析：由热力学第一定律△U=W+Q得
△U=（F+mg+P0S）△h－Q （6分）
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. 如图，长为R的轻绳，上端固定在O点，下端连一个小球. 小球接近地面，处于静止状态. 现给小球一水平向左的初速度，小球开始做圆周运动. 设小球到达最高点时绳突然断开. 已知小球最后落在离小球最初位置3R的地面上. 重力加速度为g. 求小球的初速度v0.
参考答案：
17. （8分）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL．用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm。

求：
①油酸膜的面积是多少?
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少。

参考答案：
解析：
①数轮廓包围方格约58个，则油酸膜的面积
S＝58×(2×10－2)2 m2＝2.32×10－2 m2
②每滴溶液中含纯油酸的体积
③油酸分子直径
d=m＝5×10－10 m
18. （13分）如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。

在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。

一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y = h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。

然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。

之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限。

已知重力加速度为g。

试求：
（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；
（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；
（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。

参考答案：
解析：（1）参见图，带电质点从P1到P2，由平抛运动规律
h=①（1分）
v0=②（1分）
v y=gt ③（1分）
求出v=④（1分）
方向与x轴负方向成45°角（1分）
(用其它方法求出正确答案的同样给分。

）
（2）带电质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力
Eq=mg ⑤（1分）
Bqv=m⑥（1分）
(2R)2=(2h)2+(2h)2⑦（1分）
由⑤解得：E=⑧（1分）
联立④⑥⑦式得B=⑨（1分）
（3）带电质点进入第四象限，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动。

当竖直方向的速度减小到0，此时质点速度最小，即v在水平方向的分量
v min=vcos45°=⑩（2分）
方向沿x轴正方向（1分）。