江苏省常州市市西郊吕墅中学高三物理模拟试题带解析

江苏省常州市市西郊吕墅中学高三物理模拟试题含解析
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1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.
2.对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动了3t0的时间．为使物体在3t0时间内发生的位移最大，力F随时间的变化情况应该为四个图中的()
参考答案：
D
2. 平常所说的“地球在公转”“太阳东升西落”，所指的参考系分别为（）
A．地球、地球B．地球、太阳C．太阳、地球D．太阳、太阳
参考答案：
C
解：地球在公转是选择太阳为参考系；而早晨太阳从东方升起，从西方落下是我们选择了地球为参考系；
故选：C．
3. 在光滑的水平面上,总动能为100Ｊ且相向运动的P、Q两物体相碰时，如果系统损失的动能最大则碰前必定有
A.P球的速度大小等于Q球的速度大小
B.P球的质量等于Q球的质量
C.P球的动量大小等于Q球的动量大小
D.P球的动能等于Q球的动能
参考答案：
C 4. 在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上转弯，从俯视图中可以看到，赛车沿圆周由P向Q 行驶。

下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式不正确的是（）
参考答案：
C
5. （多选）如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，外力F向右为正．则以下能反映感应电动势E和外力F随时间变化规律的图象是（）
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。

（1）位移传感器（B）属于。

（填“发射器”或“接收器”）
（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是。

（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是；符合乙组同学做出的实验图像的是。

参考答案：
（1）发射器（2分）
（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）
（3）②（1分）；①（1分）
7. 用如图甲所示的装置做“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验。

①为使小车所受的合外力近似等于小桶和细沙的总重力，除需要进行“平衡摩擦力”的操作以外，还需要保证小桶与沙的总质量远小于小车的总质量；
②某次实验中得到的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，为了使用图象的方法得出小车的加速度，需要计算出各计数点的瞬时速度，利用图乙中的数据计算出的打计数点C时小车瞬时速度大小为
0.37 m/s。

（计算结果保留两位有效数字）
参考答案：
8. 如图所示是饮水器的自动控制电路。

左边是一个在水温较低时对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1。

只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热。

（1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个___________（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在0～5V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否。

Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_____________（选填“远大于”、“远小于”）Ry。

（2）请阐述饮水机的自动加热原理：
________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________。

参考答案：
（1）与；远大于。

（每空2分）
（2）当水温较低时，Rx阻值较大，A为高电势，且有水浸没S1，B也为高电势，则QC之间才有高电压输出，电磁继电器有电流通过，将吸动S2闭合，发热器工作。

（表述合理酌情给分）
9. 在白炽灯照射下，从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹，这是光的______现象；通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这是光的______现象。

参考答案：
干涉、衍射
10. 一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。

已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。

参考答案：
11. (选修模块3-4)
描述简谐运动特征的公式是x＝。

自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下,若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动 (填“是”或“不是”)简谐运动。

参考答案：
答案：Asinωt；不是。

解析：
简谐运动的特征公式为x = Asinωt，其中A是振幅；自由落体由反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不是成正比的，不符合简谐运动的规律。

12. 如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2x m/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为________s；在这段时间内汽船顺着河道向下游漂行的距离为________m。

参考答案：
10；50。

13. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。

针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹
簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）。

他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图所示，A是带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B是待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表。

（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示
①______________________________；
②______________________________。

（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m＝____
参考答案：
(1) ①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1
②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2
（此两步共4分，明确写出只测一次全振动时间的最多给2分）(2) （2分）
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．装置中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来，以减小滑块运动过程中的阻力．实验前已调整气垫导轨底座保持水平，实验中测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上遮光条由图示初始位置到光电门的距离x．
（1）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t
，则可计算出滑块经过光电门时的速度为．（2）要验证系统的机械能守恒，除了已经测量出的物理量外还需要已知当地的重力加速度．
（3）本实验通过比较mgx和在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．
参考答案：
解：（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度，可知滑块经过光电门的速度大小．
（2、3）钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgx，系统动能的增量为
，可知还需要测量当地的重力加速度．验证
重力势能的减小量为mgx和动能的增加量是否相等．
故答案为：（1）（2）当地的重力加速度（3）mgx，．
15. “验证机械能守恒定律”的实验中．图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______．
②用刻度尺测量距离时如图(乙)，读出A、C两点间距为_________ cm，B点对应的速度vB＝
_________m/s（保留三位有效数字）；
③若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较
与_________________大小（用字母表示）．
参考答案：
(1)①0.02s（2分，数值和单位各1分，可科学计数法表示）
②5.40(2分，5.33~5.43均可)；1.35(2分，1.33~1.36均可)
③vH2－ghBH (2分)；
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 在如图6所示的空间里，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝.在竖直方向存在交替变化的匀强电场，如图7所示(竖直向上为正)，电场大小为E0＝.一倾角为θ长度足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间．斜面上有一质量为m，带电荷量为－q的小球，从t＝0时刻由静止开始沿斜面下滑，设第5 s内小球不会离开斜面，重力加速度为g.求：
图6图7
(1)第6 s内小球离开斜面的最大距离．
(2)第19 s内小球未离开斜面，θ角的正切值应满足什么条件？参考答案：
(1)设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a，
由牛顿第二定律得：(mg＋qE0)sin θ＝ma ①
第一秒末的速度为：v＝at1 ②
在第二秒内：qE0＝mg ③
所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动，则由向心力公式得qvB＝m ④
圆周运动的周期为：T＝＝1 s ⑤
由题图可知，小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动，在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动．所以，第五秒末的速度为：v5＝a(t1＋t3＋t5)＝6gsin θ⑥
小球离开斜面的最大距离为：
d＝2R3 ⑦
由以上各式得：d＝.
(2)第19秒末的速度：
v19＝a(t1＋t3＋t5＋t7＋…＋t19)＝20gsin θ⑧
小球未离开斜面的条件是：
qv19B≤(mg＋qE0)cos θ⑨
所以：tan θ≤.
答案(1)(2)tan θ≤
17. 如图甲所示，在以O为坐标原点的xOy平面内，存在着范围足够大的电场和磁场。

一个带正电小球在0时刻以v0＝3gt0的初速度从O点沿+x方向（水平向右）射入该空间，在t0时刻该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场，其中电场沿方向（竖直向上），场强大小，磁场垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小。

已知小球的质量为m，带电量为q，时间单位t0，当地重力加速度g，空气阻力不计。

试求：
（1）12t0末小球速度的大小。

（2）在给定的xOy坐标系中，大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图。

（3）30t0内小球距x轴的最大距离。

参考答案：
（1）0~t0内，小球只受重力作用，做平抛运动。

当同时加上电场和磁场时，电场力：F1=qE0=mg，方向向上（1分）
因为重力和电场力恰好平衡，所以在电场和磁场同时存在时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：（1分）
运动周期（1分）
联立解得T＝2t0（1分）
电场、磁场同时存在的时间正好是小球做圆周运动周期的5倍，即在这10t0内，小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。

所以小球在t1=12 t0时刻的速度相当于小球做平抛运动t＝2t0时的末速度。

vy1=g·2t0=2gt0（2分）
所以12t0末（2分）
（2）24t0内运动轨迹的示意图如图所示。

（2分）
（3）分析可知，小球在30t0时与24t0时的位置相同，在24t0内小球做了t2=3t0的平抛运动，和半个圆周运动。

23t0末小球平抛运动的竖直分位移大小为：
（1分）
竖直分速度vy2=3gt0（1分）
所以小球与竖直方向的夹角为θ＝45°，速度大小为（2分）
此后小球做匀速圆周运动的半径（2分）
30t0末小球距x轴的最大距离：＝（2分）
18. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T，MN是磁场的左边界。

在磁场中的A点有一静止镭核（），A距MN的距离OA=1.00m。

D为放置在MN边缘的粒子接收器，OD=1.00m。

发生放射性衰变，放出某种粒子x后变为——氡
（），接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。

（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x的具体符号）。

（2）求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。

（保留三位有效数字，取1u=1.66×10－27kg，电子电荷量e=1.60×10－19C）
参考答案：
）解：（1）
（2）根据题意可知，粒子在磁场中做圆运动的半径R=1.00m，设粒子的速度为，带电量为q，质量为m，则有
粒子的动能J
镭核衰变满足动量守恒，设氡核的质量为M，速度为v，有
氡核的动能
镭核衰变时释放的能量J。