2021年江苏省连云港市六塘职业中学高三物理模拟试卷含解析

2021年江苏省连云港市六塘职业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.如图甲所示，一圆形金属线圈放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B0．现让线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动，较长时间t内产生的热量为Q；若线圈不动，让磁场以图乙所示规律周期性交化，要在t时间内产生的热量也为Q．乙图中磁场变化的周期T以s为单位，数值应为（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】法拉第电磁感应定律．【分析】线圈匀速转动产生的是正弦交变电流，求出感应电动势的有效值；当线圈不动，磁场周期性变化时，线圈中产生交流电，根据电流热效应求出电动势的有效值，结合题意相同时间内线圈产生的热量相等，所以两种情况感应电动势相等，从而求出T【解答】解：设圆形金属线圈面积为S，当圆形线圈绕其一条直径匀速转动时，线圈中产生正弦交流电，感应电动势的最大值有效值图乙中感应电动势的大小不变，方向改变感应电动势的大小==根据楞次定律，0～，感应电流沿逆时针方向；～，感应电流沿顺时针方向；～，感应电流沿顺时针方向；～T，感应电流沿逆时针方向画出感应电动势随时间变化的图象根据电流的热效应，有解得：根据题意，金属线圈在两种情况下，相同时间内产生的热量相等，所以甲、乙两电路的有效值相等其中：ω=2πf=100π代入解得：，故C正确，ABD错误；故选：C2.（单选）我国嫦娥三号探测器已实现月球软着陆和月面巡视勘察，嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则（）A．嫦娥三号在环月椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度B．嫦娥三号由环月圆轨道变轨进入环月椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速C．若已知嫦娥三号环月圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度D．嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过P点时的加速度相等参考答案：【考点】：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】：人造卫星问题．【分析】：已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，根据万有引力提供向心力，可以解出月球的质量，但是不知道的月球的半径，无法计算出月球的密度．根据卫星变轨原理分析轨道变化时卫星是加速还是减速．在同一椭圆轨道上根据引力做功的正负判断速度的变化和势能的变化．：解：A、嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度，故A错误．B、嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故B错误．C、根据万有引力提供向心力=m，可以解出月球的质量，由于不知道月球的半径，无法知道月球的体积，故无法计算月球的密度．故C错误．D、根据牛顿第二定律得：a=，所以嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过P点时的加速度相等，故D正确；故选：D．3.（单选）右图中，套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连．由于B的质量较大，故在释放B后，A将沿杆上升，当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度，若这时B的速度为，则(

)

A.

B.

C.

D.参考答案：D4.(单选题)如图所示，两个质量分别为m1＝2kg、m2＝3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（

）A．弹簧秤的示数是30NB．弹簧秤的示数是20NC．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s2D．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为5m/s2参考答案：C5.（多选）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，下端接有固定电阻和金属棒cd，它们的电阻均为R。两根导轨间宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨面向上。质量为m、电阻不计的金属棒ab垂直放置在金属导轨上，在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用下，沿导轨以速率v匀速上滑，而金属棒cd保持静止。以下说法正确的是

A．金属棒ab中的电流为B．作用在金属棒ab上各力的合力做功为零C．金属棒cd的质量为D．金属棒ab克服安培力做功等于整个电路中产生的焦耳热参考答案：BCD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则返回斜面底端时的动能为

；速度大小为

。参考答案：E、7.如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为_________(填入正确选项前的字母)．

A．

B．

C．

D．参考答案：D8.在学了自由落体运动这一部分内容后，有同学计算，若有雨滴从距地面2.5km高空自由落下，到达地面时速度将超过200m／s，事实上谁也未见过如此高速的雨滴．这引发了一些同学的思考：雨滴在下落时肯定受到了空气阻力的作用．那它究竟是如何运动的呢?有一组同学设计了一个实验，用胶木球在水中的自由下落来模拟雨滴在空气中的下落过程．实验中，胶木球从某一高度竖直落下，用闪光照相方法拍摄了小球在不同时刻的位置，如图所示．(1)请你根据此闪光照片定性描述出小球的运动情形：_______________；(2)对于小球下落时所受的阻力，我们可以作最简单的猜想：阻力(F)与小球速度(v)_________________，即F＝k__________(k为阻力常数)．已知照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，小球的质量为m．若猜想成立，则由此闪光照片及上述已知条件可求得胶木球在水中下落时的阻力常数k＝________________。参考答案：9.如图，在匀强磁场中，单位长度质量为m0的“U型”金属导线可绕水平轴OO′转动，ab边长为L1，bc边长为L2．若导线中通以沿abcd方向的电流I，导线保持静止并与竖直方向夹角为θ，则磁场的磁感应强度至少为，此时方向为沿ba方向．参考答案：考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：先对导体棒受力分析，根据平衡条件并结合合成法得到安培力的最小值；然后结合安培力公式FA=BIL和左手定则分析．解答：解：对导体棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如图所示：根据平衡条件，当安培力与ab边垂直向上时，安培力最小，为：FA=mgsinθ故磁感应强度为：B=sinθ根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上故答案为：，沿ba方向点评：本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向，基础题．10.11参考答案：11111.如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为

（填“aRc”或“cRa”）。

参考答案：10；cRa12.若测得某一物体质量m一定时，a与F的有关数据资料如表所示：a/m·s-21.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)根据表中数据，画出a-F图象.（3分）(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为_______.（3分）(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图所示的a-F图象.试分析甲、乙两同学可能存在的问题：甲：___________________________________________；（3分）乙：___________________________________________。（3分）参考答案：(1)若a与F成正比，则图象是一条过原点的直线.同时，因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可.连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑.描点画图如图所示.(2)由图可知a与F的关系是正比例关系.(3)图中甲在纵轴上有截距，说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a0，可能是平衡摩擦力过度所致.乙在横轴上有截距，可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.答案：(1)见解析(2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬得过高

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够13.如图所示，质量为m的物块放在水平木板上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固定在水平面上，今使m随M一起做简谐运动，且始终不分离，则物块m做简谐运动的回复力是由

提供的，当振动速度达最大时，m对M的压力为

。参考答案：重力和M对m的支持力的合力;

mg。略三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）某同学利用“测定电池电动势和内阻”实验所得的U、I数据，根据电池的输出功率P=IU，得出被测电池组的输出功率P随外电阻R变化的图线如右图所示。若外电路分别为2.5Ω和10Ω的电阻时，它们的实际功率分别为__________W和__________W。实际使用时，在这两个电阻中选择阻值为____________Ω的电阻较好，理由是：______________________________________。参考答案：答案：40，40，10，电路消耗额外功小15.例29同学们在观看了王亚平在神舟十号上测质量的视频后，设计了如下图所示的装置来模拟神舟十号的空间环境测量滑块质量。气垫导轨上面固定有光电门B，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放，并测量A、B之间的距离L.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图，则遮光条的宽度d=

cm。(2)利用气垫导轨使得滑块对导轨没有压力是为了模拟宇宙飞船中的

(3)由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s，则小车经过光电门时的速度为v=_____m/s(4)根据力传感器的示数F，可求得滑块质量的表达式为m=

。参考答案：1.000

完全失重

0.5

2FL/v2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.无线电通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性信息交换的一种通信方式．其中的“蓝牙”技术在生活中很常见，它实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信．“蓝牙”技术最明显的缺点是手距离限制，即设备间超过一定距离就无法通信，某中学物理学习小组设计了如下实验来研究移动设备的“蓝牙”通信能力，让两辆带有“蓝牙”通信能力且总质量相等的小车A、B分别沿图1所示的足够长的轨道a1和b1匀速运动，如图1所示，两车的速度分别为vA=10m/s和vB=5m/s同方向匀速行驶，两轨道的距离为d=5m，当两车的距离超过L=10m时两车就无法“蓝牙”通信．（1）若两车在直轨道上运动时所受的阻力大小与速度关系满足Ff=kv2（其中k为常数），求A、B两车在直轨道上匀速运动时发动机提供的机械功率之比为多少？（2）求两车在直轨道上同方向运动的过程中，最长能连续通信多少时间？（忽略信号传递的时间）（3）实验小组通过上述实验后发现，直线轨道会受场地的限制会影响实验的连续测试能力，决定将轨道改为圆形，如图2所示，让A、B两车分别在轨道a2和b2顺时针匀速圆周运动，轨道a2和b2的半径分别为R1=10m和R2=20m，求这种情形两车最长能连续通信多少时间？参考答案：解：（1）当牵引力等于阻力时，机车匀速运动，则有：P=Fv代入数值可得：（2）两车沿轨道方向的距离为X时，恰好能通信，由几何关系可知：L2=x2+d2代入数据解得：x=15m能连续通信时间t1，满足：vAt﹣vBt=2x代入数据解得：t=6s（3）两车在轨道做圆周运动的角速度分别为：如图所示，当两车恰能通信时分别位于M1和N1，由几何知识可知，△M1N1O为直角三形，其中α=60°，则两车能连续通信时间t′满足：ωAt′﹣ωBt′=2a解得：答：（1）A、B两车在直轨道上匀速运动时发动机提供的机械功率之比为8：1（2）最长能连续通信时间为6s（3）这种情形两车最长能连续通信时间为【考点】向心力；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】（1）当牵引力等于阻力时，小车做匀速运动，根据P=Fv=fv即可求的功率比值；（2）利用几何关系求的间距为L时沿轨道方向的距离即可求的时间；（3）根据v=ωr求的角速度，根据几何关系即可求的．17.如图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一固定活塞K和不计质量可自由移动的活塞A将管内气体分割成体积相等的两部分，温度都为T0=300K，压强都为P0=1.0×l05Pa．现保持下部分气体温度不变，只对上部分气体缓慢加热，当活塞A移动到最低点B时（不计摩擦），求：（1）下部分气体的压强；（2）上部分气体的温度．参考答案：解：（1）对下部分气体：初态压强P0，体积V0，末态：V1=气体做等温变化，有：P0V0=P1V1代入数据得：P1=2×105Pa（2）对上部分气体，根据理想气体状态方程，有：当活塞A移动到最低点B时，对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强P1=P2代入数据得：T2=3T0=900k答：（1）下部分气体的压强2×105Pa；（2）上部分气体的温度900K．【考点】理想气体的状态方程．【分析】分别以上下两部分气体为研究对象，利用理想气体状态方程求解．18.如图所示，物块P（可视为质点）和木板Q的质量均为m=1kg，P与Q之间、Q与水平地面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.5和μ2=0.2，开始时P静止在Q的左端，Q静止在水平地面上．某时刻对P施加一大小为10N，方向与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F，1s末撤去F，最终P恰好停在Q的右端，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（sinθ=0.6，cosθ=0.8，g取10m/s2）求：（1）通过计算说明撤去力F前木板Q是否运动；（2）1s末物块P的速度和ls内物块P的位移；（3）木板Q的长度．参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）求出摩擦力，根据摩擦力大小关系判断B