2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第四十六中学高三物理模拟试卷带解析

2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第四十六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. 如图4所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。

一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。

两小球的质量比
为（）
A. B.
C. D.
图4
参考答案：
A
2. （单选）如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(和和为已知量)。

已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出
A．小物块的带电量
B．A、B间的电势差
C．小物块的质量
D．小物块速度最大时到斜面底端的距离
参考答案：
C 3. （多选）一辆汽车正以v1=10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发现正前方有一辆自行车以v2=4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为a=0.6m/s2的匀减速运动，汽车恰好没有碰上自行车，则
A．关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为10s
B．关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为s
C．关闭油门时，汽车与自行车的距离30 m
D．关闭油门时，汽车与自行车的距离m
参考答案：
【知识点】匀速运动和匀变速运动规律在追击问题上的应用。

A1、A2
【答案解析】AC。

关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车是两者速度恰好相等，运用匀变速规律列方程得：，A正确；B错误；依题意有：，列式为：
，由计算可知C 正确D错误。

故选择：AC答案。

【思路点拨】求解本题的关键，是要分析两者的临界状态——恰好不相碰是两者速度相等——两者距离最近，由此就可根据匀速运动规律和匀变速运动规律列方程得出答案。

4. （多选）如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平。

现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B’点，此时OB’与OA之间的夹角θ< 90°。

设此过程OA、OB绳的拉力分别为F OA、F OB，则下列说法正确的是
A．F OA一直减小B．F OA一直增大
C．F OB一直减小D．F OB先减小后增大
参考答案：
AD
共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．B2 B3
解析：以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力F OA和绳BO的拉力F OB，如图所示，根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，
作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，F OA逐渐减小，F OB先减小后增大，当θ=90°时，F OB最小．故选：AD
5. （单选）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。

在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
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. 一个细口瓶，开口向上放置，容积为2.0升，在温度0o C、一个标准大气压的环境里，瓶内气体的分子数为个；当环境温度高20o C时，热力学温度升高 K。

（只要求2位有效数字，阿伏伽德罗常数N=6.0×1023mol-1）
参考答案：
答案：5.4×1022、20
7. 如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A 点释放则向上最远运动至O点。

现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。

该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是；经过O点时速度大小为。

参考答案：
先减小后增大；
8. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是 ( )
A．M带负电，N带正电
B．M的速率小于N的速率
C．洛仑兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
参考答案：
A
9. 设地球的质量为M，半径为R，则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为
______________；某行星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______________（已知万有引力常量为G）。

参考答案：
v=，/3︰1
10. 两名日本学者和一名美籍日本科学家10月７日分享了2008年诺贝尔物理学奖。

３名物理学家分别通过数学模型“预言”
了量子世界自发性对称破缺现象的存在机制和根源。

这一模型融合了所有物质
最微小的组成部分，使４种基本相互作用中的３种在同一理论中得到解释。

这里所述的4种基本相互作用是指万有引力、▲、强相互作用、▲。

参考答案：
电磁相互作用，弱相互作用
11. 某同学在验证牛顿第二定律的实验中，实验装置如图所示．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，细线上挂适当的钩码，释放小车后，小车做匀加速运动，与小车相连的纸带上被打出一系列小点．
①实验中，该同学测出拉力F（钩码重力）和小车质量M，根据计算出加速度．发现绝大多数情况下，根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大．若该同学实验操作过程没有错误，试分析其原因．（至少写两点）
_________________________________________________________________________________ ___
②另一同学在完成同样的实验时，每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码，利用纸带测出每次小车的加速度，如果小车质量为100g，细绳质量可忽略，则下列曲线何者最适合描述小车加速度随着吊挂砝码个数的变化（）
参考答案：
①没有平衡摩擦力钩码质量要远小于M ② D
12. 研究加速度和力的关系加速度和质量的关系：
两个相同的小车并排放在光滑水平轨道上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动．（1）利用这一装置，我们来研究质量相同的两辆小车在不同的恒定拉力作用下，它们的加速度是怎样的．由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，由公式，只要测出两小车之比就等于它们的加速度a之比．实验结果是：当小车质量相同时，a正比于F．
（2）利用同一装置，我们来研究两辆小车在相同的恒定拉力作用下，它们的加速度与质量是怎样的．在两个盘里放上相同数目的砝码，使两辆小车受到的拉力相同，而在一辆小车上加放砝码，以增大质量．重做试验，测出和．实验结果是：当拉力F相等时，a与质量m成反比。

（3）实验中用砝码（包括砝码盘）的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是
（4））将夹子换为打点计时器，可以通过所打纸带计算出物体的加速度。

某次实验所得图线如图所示。

设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_________，小车的质量为________。

参考答案：
．(1) 位移
(2) 小车质量通过位移
(3) 砝码与砝码盘质量远远小于小车的总质量
(4)
13. 光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．
⑴该实验中，在改变小车的质量M 或沙桶的总质量m 时，保持M >>m ，这样做的目的是 ；
⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d 、t1和t2之外，还需要测量 ，若上述测量 量用x 表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a = ；
⑶某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像．
⑷由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是： ． 参考答案：
⑴小车所受合外力大小等于(或约等于)mg ……(1分) ⑵两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运 动至光电门2所用时间”）…………………(1分)
（或“”）………(2分)
⑶如右图…………………………………………(2分) ⑷木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完
全平衡摩擦力”）……………………………(2分) 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14.
某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f
＝50 Hz
，在纸带上打出
的点中，选出零点，每隔
4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图7所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：s A ＝16.6 mm 、s B ＝126.5 mm 、s D ＝624.5 mm.
图7
若无法再做实验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点的时间间隔为________s ；
(2)打C 点时物体的速度大小为________m/s(取两位有效数字)；
(3)物体的加速度大小为
___________________________________________________________________． (用s A 、s B 、s D 和f 表示)
参考答案：
15. 用如图实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒． m2 从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1= 50g 、m2=150g ，则（g 取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s ；
（2）在打点0~5过程中系统动能的增量△EK = J ，系统势能的减少量△EP = J ，由此得出的结论是 ；
（3）若某同学作出
图像如图，则当地的实际重力加速度g = m/s2．
参考答案：
（1）_2.40________________ m/s
(2)_0.576________________ __0.588_______________J
__9.70_______________ m/s2 四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m.将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界面平行．当cd 边刚进入磁场时，
(1)求线框中产生的感应电动势大小．
(2)求cd 两点间的电势差大小．
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h 应满足的条件． 参考答案：
(1)cd 边刚进入磁场时，线框速度v ＝ 线框中产生的感应电动势E ＝BLv ＝BL (2)此时线框中电流I ＝ cd 两点间的电势差U ＝I ＝BL (3)安培力F ＝BIL ＝
根据牛顿第二定律mg －F ＝ma ，由a ＝0
解得下落高度满足h ＝
17. 如图所示，半径R=0.5m的光滑弧面CDM分别与光滑体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点。

斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静
止。

若PC间距为L1=0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m1=3kg，与MN间的动摩擦因数，求：（sin=0.6,cos=0.8，g=10m/s2 ）
（1）小物块Q的质量m2
（2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；
（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程。

参考答案：
（1）4kg (2)78N (3)1.0m解析：（1）
（2）
得：FD=78N
由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为N
（3）物体最终在C、M间做往复运动，过C、M位置速度均为零
则有
得L总=1.0m
18. （12分）如图，倾角为θ的斜面固定。

有n个质量都为m的相同的小木块（可视为质点）放置在斜面上。

相邻两小木块间距离都为，最下端的木块距底端也是，小木块与斜面间的动摩擦因数都为μ。

在开始时刻，第一个小木块从斜面顶端以初速度v0沿斜面下滑，其余所有木块都静止，由于第一个木块的下滑将依次引起一系列的碰撞。

设每次碰撞的时间极短，在每次碰撞后，发生碰撞的木块都粘在一起运动，直到最后第n个木块到达底端时，速度刚好为零。

已知重力加速度为g．求：
（1）第一次碰撞后小木块1的速度大小v；
（2）从第一个小木块开始运动到第一次碰撞后系统损失的
机械能；
（3）发生一系列碰撞后，直到最后第n个木块到达底端，在整个过程中，由于碰撞所损失的总机械能总。

参考答案：
解析：（1）设小木块1碰前的速度为v1，从开始运动到碰前，根据动能定理
（2分）
对小木块1和2，由动量守恒mv1 = 2mv （1分）
求出（1分）
（2）碰撞前损失的机械能为 1 = μmg cosθ·l （1分）
因碰撞损失的机械能为（1分）
求出（1分）
（3）对n个木块碰撞的全过程
重力做的总功（1分）克服摩擦做的总功
（1分）根据功与能的关系（2分）
由以上各式求出（1分）。