山东省济南市济宁市育才外国语学校2021年高三物理模拟试卷含解析

山东省济南市济宁市育才外国语学校2021年高三物理
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. （单选）如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为35°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为 4.87m/s2，方向沿斜面向下，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是（）
A．物块的机械能可能不变
解：物体的加速度为 4.87m/s2，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得：mgsin35°+f﹣F=ma，
可知F大于f，F与f的合力做正功，机械能增加．
故选：B．
2. 如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。

若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间 t 前进距离 s，速度达到最大值 vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么（）
A．这段时间内小车先做匀加速运动，然后匀速运动
B．这段时间内电动机所做的功为 Pt
C．这段时间内电动机所做的功为
D．这段时间内电动机所做的功为FS+
参考答案：
BD
3. 下列说法中正确的是________(填写选项前的字母代号）
A. 随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短
C. 根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量
D. 物质波和光波都是概率波
参考答案：
ACD
4. （多选）如图所示，倾角为a的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M、m(M〉m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在a角取不同值的情况下，下列说法正确的有（）
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等
B.两物块不可能同时相对绸带静止
C M可能相对绸带发生滑动
D. m不可能相对斜面向上滑动
参考答案：
AC
5. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列表述正确的是（）
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大
参考答案：
D
【考点】楞次定律．
【分析】此题的关键首先明确滑动触头向下滑动时通过判断出线圈b中的电流增大，然后根据楞次定律判断出线圈a中感应电流的方向．本题利用“楞次定律的第二描述”求解将更为简便．
【解答】解：A、B：当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加方向向下，所以B错误；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，A错误．
C、再根据微元法将线圈a无线分割根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，C错误；
D、开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效
法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，所以D正确．
故选D．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O 点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．
（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整，然后再次重复实验．
（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是（写出一条即可）．
参考答案：
（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力．
【考点】验证机械能守恒定律．
【分析】小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，当碰到钉子后，机械能仍守恒，为多次实验验证，则可改变P点的高度；
小球在摆动过程中，因存在摩擦阻力，则摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低．【解答】解：（1）由题意可知，由于小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，因此只要小球另一侧最高点在同一水平线即可，
为了多次进行实验验证，可通过调整P点的高度，再次重复实验；
（2）在实验中该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因可能是受到摩擦阻力，
故答案为：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力．
7. 一物体沿x轴做直线运动，其位置坐标x随时间t变化的规律为x=15+2t2，（采用SI 单位制），则该物体在前2秒内的位移为8 m，第5秒末的速度为20 m/s．
参考答案：
【考点】：匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】：运动学中的图像专题．
【分析】：由位移公式和所给定表达式对应项相等，求出初速度以及加速度，再由速度公式分别求出5s时的瞬时速度．由速度公式求出第5秒末的速度．
：解：由位移公式 x=v0t at2，按时间对应项相等，可得：
v0=0，a=4m/s2
由v5=at5，得第5秒末的速度为：v5=4×5=20m/s
物体在前2秒内的位移为：x=x2﹣x0=15+2t2﹣15=2×22=8m
故答案为：8，20
【点评】：本题就是对匀变速运动的位移公式和速度公式的直接考查，比较简单．
8. 两列简谐横波a、b在同一种均匀介质中沿x轴传播，a波周期为0.5 s。

某时刻，两列波的波峰正好在=3.0 m处的JP点重合，如图所示，则b波的周期为
=____ s，该时刻，离点最近的波峰重叠点的平衡位置坐标是x=____ m。

参考答案：
0.8 27.0或-21.0
9. 在空中某固定点，悬挂一根均匀绳子，然后让其做自由落体运动。

若此绳经过悬点正下方H=20m处某点A共用时间1s(从绳下端抵达A至上端离开A)，则该绳全长为 m。

参考答案：
15
10. 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O 为圆心，且AB 为沿水平方向的直径。

若在 A 点以初速度 v1 沿 AB 方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点 D；而在 C 点以初速度 v2 沿 BA 方向平抛的小球也能击中 D 点。

已知∠COD=60°，求两小球初速度之比 v1∶v2=
参考答案：
：3
11. 某同学设计了如图1所示的实验电路测量电压表的内阻和电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：两节干电池、电阻箱R0、粗细均匀的电阻丝、与电阻丝接触良好的滑动触头P、开关、灵敏电流计（灵敏电流计的零刻度在表盘正中央）、待测电压表、导线。

他进行了下列实验操作：
（1）按原理图1将如图2所示的实物图连接成完整电路，请你帮他完成实物连线
_______；
（2）先将电阻箱的阻值调至最大，将滑动触头P移至电阻丝的正中间位置；
（3）闭合开关K，将电阻箱的阻值逐渐减小，当电阻箱的阻值为R0时，灵敏电流计示数为0，可知电压表内阻R V＝_________；
（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，然后将滑动触头P移至最左端。

此时电压表的示数为U，灵敏电流计的示数为I，则电阻丝的电阻为_____________，测得的电阻值
______________（填“偏大”“偏小”或“准确” ）。

参考答案：
(1). 电路连线如图:
(2). R0 (3). (4). 偏大
【详解】（1）电路连线如图：
（3）灵敏电流计的示数为0时，说明电压表和电阻箱分压之比与电阻丝右边和左边电阻分压相等，故；
（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，将滑动触头P移至最左端后，电阻丝的全部电阻与灵敏电流计串联，电压表测量的是灵敏电流计和电阻丝的总电压，电阻丝电阻的
测量值，因为采用了内接法，，故电阻的测量值偏大。

12. 质量M=500t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过时间t=5min在水平路面上行驶了s=2.25km，速度达到了最大值v m=54km/h，则机车的功率为 3.75×105W，机车运动中受到的平均阻力为 2.5×104N．
参考答案：
解：机车的最大速度为v m=54km/h=15m/s．
以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据动能定理得Pt﹣fx=
当机车达到最大速度时P=Fv m=fv m
由以上两式得P=3.75×105W
机车匀速运动时，阻力为f=F==2.5×104N
故答案为：3.75×105；2.5×104
示，从A→B过程的p—T图象和从B→C过程的V—T图象各记录了其部分变化过程，试求：
①从A→B过程外界对气体 (填“做正功”、“做负功”或“不做功”)；气体将 (填“吸热”或“放热”)。

②气体在C状态时的压强。

参考答案：
）①不做功………………（1分）吸热（1分）
②从B→C过程：………………（2分）
代入数据有
解得………
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 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10m/s2,结果保留两位有效数字)
（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△E K= J,系统势能的减少量
△E P= J,由此得出的结论
是
．
参考答案：
(1)2.4（2分） (2)0.58, 0.60, 在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒（每空1分）
15. 在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________(填字母代号)．A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_____(填字母代号)．
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 某同学近日做了这样一个实验，将一个小铁块（可看成质点）以一定的初速度，沿倾
角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x, 若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角的关系如图所示。

g取10m/s2。

求(结果如果是根号，可以保留)：
（1）小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少？
（2）当α=60°时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多大？
参考答案：
（1）（2）m/s
解：（1）根据动能定理，物体沿斜面上滑过程，根据动能定理，有：
-mgsinα?S-μmgcosα?S=0-mv02
解得：
由图可得，当α=90°时，根据v02=2gs，代入数据得v0=5m/s，即物体的初速度为
5m/s．由图可得，α=30°时，s=1.25，代入数据得：
（2）物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系为：
把α=60°代入，解得：
由动能定理得：-μmgcosα?2S=mvt2-mv02
解得：vt=m/s；
17. )如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩(可视作质点)质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨
道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平。

已知圆弧半径为
R=1.0m，对应圆心角为=106o，平台与AB连线的高度差为h=0.8m (计算中取
g=10m/s2,sin53o=0.8,cos53o=0.6)求：(1)小孩平抛的初速度(2)小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。

参考答案：
18. 如图，水平地面和半圆轨道面均光滑，质量为m的小车静止在地面上，小车上表面与半径为R的半圆轨道最低点P切线相平, 质量为mB的物体B静止在P点。

现有一质量为mA的物体A以初速度v0滑上小车左端，当A与小车共速时，小车还未与墙壁碰撞，小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的动摩擦因数为μ，mA= mB=m，物体A、B可视为质点，重力加速度为g。

试求：
（1）物体A与小车共速时的速度大小；
（2）小车的最小长度L；
（3）当物体A与B发生弹性碰撞后，欲使B碰后在圆轨道运动时不脱离圆轨道，小车的长度L应在什么范围内。

参考答案：
解：
（1）物体A在小车上面运动，把小车与物体A看做一系统，合外力为零，满足动量守恒，有：mAV0=(mA+mB)V共且 mA= mB=m (3分)
解得V共= .(1分)
(2)若物体A与小车达到共同速度时，恰好运动到小车的右端，此情况下小车的长度是最小长度，由系统动能定理有：
解得小车的最小长度L= ……………(1分)
（3）假设物体A与小车达到共同速度时，距离小车右端为S，小车粘到墙壁上之后，物体A开始做匀减速直线运动，直到P点是速度为Vt，由动能定理得：
得出：………….(1分)
（i）欲保证A能滑到P点，务必Vt≥0
则≥0，得S≤
此情况下小车长度………….(1分)
（ii）物体A运动到P点时与B发生弹性碰撞，满足动量和动能守恒守恒：mAVt=mAvA+mBVB ………….(1分)
………….(1分)
其中vA、VB为碰后A、B的速度，解得VA=0, VB=Vt
此后物体B沿着轨道做圆周运动，若滑块恰能滑过圆的最高点，设滑至最高点的速度为VB0，临界条件为：
……ks5u…（1分）
根据机械能守恒，有：
联立各式解得：S=…ks5u…（1分）
这种情况下小车的长度为：…………（1分）
（iii）若滑块恰好滑至圆弧即Ｔ点时就停止，则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道．根据机械能守恒，有：
……………………（1分）
联立解得：S=
这种情况下小车的长度为：……………（1分）综上所述，滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径必须满足：
<≤或……………（1分）。