安徽省合肥市第六十一中学高三物理模拟试卷带解析

安徽省合肥市第六十一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. 下列说法正确的有（）
A、在光学的发展过程中，先后经历了微粒说、光子说、波动说、电磁说和波粒二象性说
B、卢瑟福通过对散射实验现象分析提出了原子的核式结构模型
C、天然放射现象证实了原子核也具有复杂的结构
D、普朗克提出的质能方程成功解释了原子核聚变和裂变过程中产生的能量
参考答案：
BC
2. （单选）如图所示，一轻绳通过一光滑定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的物体，m1放在地面上，当m2的质量发生变化时，m1的加速度a的大小与m2的关系图象大体如下图中的()
参考答案：
D
3. 如图所示，竖直平面内，一根足够长的固定粗糙绝缘杆与该平面内水平向左的匀强电场E成60°角，空间中还存在垂直于纸面向里的匀强磁场B。

一个质量m、电量q的带负电的小圆环套在其上，
已知匀强电场的电场强度大小，小圆环与绝缘杆间的动摩擦因数。

现给小圆环一沿绝缘杆向下的初速度v0，下列说法正确的是
A. 若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度减小的减速运动，最终做匀速直线运动
B. 若小圆环的初速度，则小圆环做匀速直线运动
C. 若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动
D. 若小圆环的初速度，则小圆环先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动
参考答案：
AD
【详解】对小球受力分析如图；因，可知，则电场力和重力的合力为F合
=2mg，方向与水平方向成30°斜向右下方；
A. 若小圆环的初速度，则，此时，则
，则圆环将做减速运动，随速度的减小，洛伦兹
力减小，圆环对杆的正压力减小，摩擦力减小，加速度减小，当加速度减为零时，最终做匀速直线运动，选项A正确；
B. 若小圆环做匀速直线运动，则摩擦力等于F合沿斜面向下的分量，即
，解得，选项B错误；
若小圆环的初速度，则小圆环做匀速直线运动
C. 若小圆环的初速度，则，此时N=0，则f=0则小圆环做加速运动，随速度的增加，洛伦兹力变大，则N逐渐变大，摩擦力变大，加速度减小，直到加速度为零时，最终做匀速直线运动，选项C错误；
D. 若小圆环的初速度，则，此时，（此时N的
方向垂直杆斜向下），此时，则小圆环将做加速运动，速度速度增加，洛伦兹力变大，则N减小，摩擦力减小，则加速度变大；当N减到零时，加速度达到最大，速度继续增加时，N反向，且随速度的增加N逐渐增加，摩擦力f逐渐增加，加速度减小，当加速度减为零时，最终做匀速直线运动，选项D正确.
4. 图5为示波管中偏转电极的示意图，相距为d长度为的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）。

在AB左端距A、B等距离处的O点，有一电量为+q、质量为m的粒子以初速沿水平方向（与A、B板平行）射入（如图）。

不计重力，要使此粒子能从C处射出，则A、B间的电压应为（）
A. B. C. D.
参考答案：
答案：A 5. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力，力F和滑动的速度v随时间的变化规律分别如图所示，设第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则以下关系式正确的是( )
A．P1＝P2＝P3
B．P1<P2<P3
C．P3<P1<P2
D．P2＝P3>P1
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. 小明同学在学习了圆周运动的知识后，设
计了一个课题，名称为：快速测量自行车的
骑行速度。

他的设想是：通过计算踏脚板转
动的角速度，推算自行车的骑行速度。

经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度= ;要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物
理量有；自行车骑行速度的计算公式v= 。

参考答案：
；牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R；
解析：依据角速度的定义是；要求自行车的骑行速度，还要知道自行车后轮
的半径R ，牙盘的半径r 1、飞轮的半径r 2、自行车后轮的半径R;由
，又
，而，以上各式联立解得。

7. 半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动，A 为圆盘边缘上一点，在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径OA 方向恰好与v 的方向相同，如图所示，若小球与圆
盘只碰一次，且落在A 点，重力加速度为g ，则小球抛出时距O 的高度
h= ，圆盘转动的角速
度大小
ω=
（n=1、2、3…）
．
参考答案：
解答：
解：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，则运动的时间t=，
竖直方向做自由落体运动，则h=
根据ωt=2nπ得：
（n=1、2、3…）
故答案为：；（n=1、2、3…）．
8. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F 和弹簧长度L 的关系如图所示，则由图线可知：
（1）弹簧的劲度系数 N/ m 。

（2）当弹簧受到5N 的拉力时，弹簧的长度为 cm 。

参考答案：
（1）200N/m 。

（2）12.5cm 。

9. 如图所示，一个半径为R 的
透明球体放置在水平面上，一束光从A 点沿水平方向射入球
体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点。

已知
，该球体对光的折射率为
，则
它从球面射出时的出射角＝ ；在透明体中的速度大小为 （结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c ＝3×108m ／s ）
参考答案：
10. 模块3－4试题
（4分）设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍。

则粒子运动时的质量等于其静止质量的 倍，粒子运动速度是光速的 倍。

参考答案：
答案：k；
解析：以速度v运动时的能量E=mv2，静止时的能量为E0=m0v2，依题意E=kE0，故
m=km0；由m=，解得v= c。

11. 一质量m＝1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动，1 s末撤去恒力F，其v－t图象如图所示，则恒力F的大小是 N，物体所受阻力Ff的大小是 N
参考答案：
9 N，3 N
12. （4分）如图所示当绳和杆之间的夹角为θ时A沿杆下滑的速度是V、此时B的速度是_________（用V和θ表示）；B是_________（加速或减速）。

参考答案：
减速
13. 如图所示，物体A、B的质量mA=6kg,mB=4kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都等于0.3，通过轻滑轮在外力F的作用下，A和B一起做加速度为a=1m/s2的匀加速直线运动，则A对B的摩擦力大小为 N，方向为，
参考答案：
14N，向右，
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (2分)在测定金属丝的直径时,螺旋测微器的示数如图所示,可知该金属丝的直径为。

参考答案：
答案：0.900mm
15. 如图，气垫导轨上滑块的质量为M，钩码的质量为m，遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为△t1和△t2．当地的重力加速度为g （1）用上述装置测量滑块加速度的表达式为（用已知量表示）；
（2）用上述装置探究滑块加速度a与质量M及拉力F的关系，要使绳中拉力近似等于钩码的重力，则m与M之间的关系应满足；
（3）用上述装置探究系统在运动中的机械能关系，滑块从光电门1运动到光电门2的过程中满足关系式时（用已知量表示），系统机械能守恒．若测量过程中发现系统动能增量总是大于钩码重力势能的减少量，可能的原因
是．
参考答案：
（1）
（2）M＞＞m
（3）导轨不平，右端高
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】（1）光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即
v=，再根据运动学公式即可求出物体的加速度a．
（2）只有在滑块质量远大于钩码质量时，才可近似认为滑块受到的拉力等于钩码的重力．
（3）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v1，通过光电门1时的速度v2，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△E p=mgL，增加的动能为：△E k=（M+m）v22﹣
（M+m）v12；再比较减少的重力势能与增加的动能之间的关系．
将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等，两种情况分别讨论．
【解答】解：（1）根据遮光板通过光电门的速度可以用平均速度代替得：
滑块通过第一个光电门时的速度：
滑块通过第二个光电门时的速度：
滑块的加速度：
（2）当滑块质量M远大于钩码质量m 时，细线中拉力近似等于钩码重力．
（3）实验原理是：求出通过光电门1时的速度v1，通过光电门1时的速度v2，测出两光电门间的距离A，在这个过程中，减少的重力势能能：△Ep=mgL，增加的动能为：
（M+m）v22﹣（M+m）v12
我们验证的是：△E p与△E k的关系，即验证：△E p=△E k代入得：
mgL=（M+m）v22﹣（M+m）v12
即
将气垫导轨倾斜后，由于滑块的重力势能的增加或减少没有记入，故增加的动能和减少的重力势能不相等：若左侧高，系统动能增加量大于重力势能减少量；若右侧高，系统动能增加量小于重力势能减少量；故气垫导轨的左侧偏高．
故答案为：（1）
（2）M＞＞m
（3）导轨不平，右端高
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示，在圆形水池正上方，有一半径为r的圆形储水桶。

水桶底部有多个沿半径方向的水平小孔，小孔喷出的水在水池中的落点离水池中心的距离为R，水桶底部与水池水面之间的高度差是h。

为了维持水桶水面的高度不变，用水泵通过细水管将洒落的水重新抽回到高度差为H的水桶上方。

水泵由效率为η1的太阳能电池板供电，电池板与水平面之间的夹角为α，太阳光竖直向下照射（如图乙所示），太阳光垂直照射时单位时间、单位面积接受的能量为E0。

水泵的效率为η2，水泵出水口单位时间流出水的质量为m0 ，流出水流的速度大小为v0（不计水在细水管和空气中运动时所受的阻力）。

求：
（1）水从小孔喷出时的速度大小；
（2）水泵的输出功率；
（3）为了使水泵的工作能维持水面的高度不变，太阳能电池板面积的最小值S。

参考答案：
17. （14分）（2011?南京一模）杂技演员在进行“顶杆”表演时，使用了一根质量可忽略不计的长竹竿．一质量为40kg的演员自杆顶由静止开始下滑，指到竹杆底端时速度刚好为零．已知杂技演员在下滑过程中其速度一时间图象如图所示（以向下的方向为速度的正方向）．求：
（1）在O～1s时间内杂技演员的加速度大小；
（2）长竹竿的长度；
（3）在O～1s时间内竹竿底部对下面顶杆人肩部的压力大小．（取g=10m/s2）
参考答案：
见解析
解（1）由图象得：在O～1s时间内杂技演员的加速度大小①
（2）由图象得：竹竿的长度为：
（3）对杂技演员由牛顿第二定律得：mg﹣f=ma ②
①②联立代入数据得：f=280N
由牛顿第三定律得竹竿底部对下面顶杆人肩部压力大小f′=f=280N
答：（1）在O～1s时间内杂技演员的加速度大小3m/s2；
（2）长竹竿的长度为4.5m；（3）在O～1s时间内竹竿底部对下面顶杆人肩部的压力大小为280N．
18. 在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ．
（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因数μ无关，是一个定值．
（2）已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.4，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？
参考答案：
（1）根据牛顿第二定律，对滑块(1分）相对滑动的时间 (1分相对滑动的距离 (1分）滑块与车摩擦产生的内能 (1分）由上述各式解得(1分）（与动摩擦因数μ无关的定值）
（2）设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则滑块运动
到车左端的时间 (1分）①由几何关系有 (1分）②
由牛顿定律有 (1分）③由①②③式代入数据解
得 F1=4.0N (1分）则恒力F大小应该满足条件是 F ≥4.0N (1分）。