吉林省长春市万顺新建中学2021年高三物理模拟试题含解析

吉林省长春市万顺新建中学2021年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.下列有关热现象分析与判断正确的是（）A．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著B．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加C．温度升高，单位时间里从液体表面飞出的分子数越多，液体继续蒸发，饱和气压强增大D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多E．在一个大气压下，1g100℃的水吸收2.26×103J热量变为1g100℃的水蒸气，在这个过程中，2.26×103J=水蒸气的内能+水的内能+水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功．参考答案：BCD【考点】热力学第二定律；布朗运动；热力学第一定律．【分析】颗粒越大，布朗运动越不明显；根据热力学第一定律公式△U=W+Q分析房间内气温的变化；饱和气压随温度的升高而增大；气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子?对容器壁的持续的、无规则撞击产生的．气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定；水变成同温度的水蒸气的过程要吸收热量，平均动能不变，分子势能增加，水变成同温度的水蒸气的过程要对外做功．【解答】解：A、布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故A错误；B、夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故W＞0，与外界无热交换，故Q=0，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高；故B正确；C、温度升高，液体分子的平均动能增大，单位时间内从液体飞出的分子数增多，原来的动态平衡要被破坏，液体就要继续蒸发，饱和汽的密度增大，分子运动的平均动能也变大，所以饱和气压增大，故C正确；D、由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多．故D正确；E、温度是分子平均动能的标志，温度不变分子平均动能不变．100℃的水变成同温度的水蒸气的过程要吸收热量，平均动能不变，内能增加．由于要对外做功，所以根据热力学第一定律可知所吸收的热量等于对外界做的功和物体内能的增加量，吸收的热量2.26×103J等于水蒸气和水的内能的增量加上水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功，故E错误；故选：BCD2.（多选题）（2009学年一模虹口19）如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这一过程中:A．重力势能增加了

B．机械能损失了C．动能损失了mgh

D．合外力对物体做功为参考答案：BD3.手托着一本书使它做下述各种情况的运动，那么，手对书的作用力最大的运动是

（

）

A．向下做匀减速运动

B.向上做匀减速运动

C．向下做匀加速运动

D.向上做匀速运动参考答案：4.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的

螺钉，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝

码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果

滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑

行器后，能使滑行器________运动，说明气垫导轨是水平的．

（2）若取M=0．4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是

_______．

A．m1=5g

B．m2=15g

C．m3=40g

D．m4=400g

（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a=____（用△t1、△t2、D、x表示）．参考答案：5.如图为一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则

（

）

A．lcm<x<3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动

B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向

C．Q处的质点此时正在波峰位置

D．Q处的质点此时运动到p处参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.图示M、N是固定的半圆形轨道的两个端点，轨道半径为R，一个质量为m的小球从M点正上方高为H处自由落下，正好沿切线进入轨道，M、N两点等高，小球离开N点后能上升的最大高度为H/2，不计空气阻力，则小球在此过程中克服半圆轨道摩擦力做的功为____________；小球到最高点后又落回半圆轨道，当它过最低点上升时，其最大高度的位置在M点的_______（填“上方”、“下方”或“等高处”）．

参考答案：

答案：mgH/2

上方7.如图所示，长度为L=6m、倾角θ=30°的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同时落在P点，则两球平抛下落的高度为1.8m，下落的时间为0.6s．（v1、v2为未知量）参考答案：考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：两个小球同时做平抛运动，又同时落在P点，说明运动时间相同，即BC在同一水平面上，小球2垂直撞在斜面上的位置P上说方向与斜面明小球2的末速度垂直，可以根据几何关系求出相应的物理量．解答：解：小球2做平抛运动，根据分位移公式，有：x=v2t

①

②

③根据几何关系，有：h=y+xtan30°

④联立①②③④解得：h=1.8mt=0.6s故答案为：1.8m，0.6s．点评：本题关键对球2运用平抛运动的分位移公式和分速度公式列式求解，同时结合几何关系找出水平分位移与竖直分位移间的关系，不难．8.如图，一棵树上与A等高处有两个质量均为0.2kg的苹果，其中一个落入B处的篮子里，若以沟底D处为零势能参考面，则此时该苹果的重力势能为8.8J；另一个落到沟底的D处，若以C处为零势能参考面，则此时该苹果的重力势能为﹣6J．参考答案：考点：动能和势能的相互转化；重力势能．分析：已知零势能面，则由EP=mgh可求得重力势能．解答：解：以D点为零势能面，则B点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（3+1.4）=8.8J；C处为零势能参考面，D点重力势能为：Ep=mgh=0.2×10×（﹣3）=﹣6J故答案为：8.8，﹣6J点评：本题主要考查了重力势能的表达式的直接应用，注意零势能面的选取，难度不大，属于基础题．9.有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如右图所示的p-V图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线）。（1）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：________________________________________________________；（2）（单选题）由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p-1/V图像。画出的p-1/V图像应当是

（

）（3）若另一组同学操作时用手握住了注射器，作出的p-V图像_____________(选填“可能”“不可能”与题干的图像相同。

参考答案：（1）实验时注射器内的空气向外泄漏，或“实验时环境温度降低了”。（2分。填对“泄漏”即得2分，如仅填“降温”的，只得1分）

（2）A

（2分）

（3）不可能10.模拟兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图K26－9所示安装；图K26－9③接通打点计时器(其打点周期为0.02s)；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图K26－10所示．图K26－10请你分析纸带数据，回答下列问题(计算结果取三位有效数字)：(1)该电动小车运动的最大速度为__________m/s；(2)该电动小车被关闭电源后加速度大小为__________m/s2；(3)该电动小车的额定功率为__________W.参考答案：(1)1.880(1.881给分)

(2分)；

1.044

(2分)

(2)①1.00m/s，2.50m/s；②5.25J，5.29J

(每空2分)11.如图所示，一束β粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向

，进入电场后，β粒子的动能

（填“增加”、“减少”或“不变”）。参考答案：答案：左

增加解析：由图可知，β粒子（带负电）所受电场力方向水平向右，故电场方向向左。由于电场力作正功，根据动能定理可知粒子在电场中动能增加。12.如图所示是匀强电场中的一组等势面,若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm,则电场的场强为__________V/m,到A点距离为1.5cm的P点电势为__________V.参考答案：

(1).;

(2).-2.5;根据电场线与等势线垂直，并且由高电势指向低电势，作出电场线的分布情况如图所示．

场强的大小P点到B点的距离为x=0.5cm=0.005m，P点的电势：φp=-Exsin60°=-×0.005×sin60°V=-2.5V【点睛】解决本题关键要理解电场线与等势线、场强与电势差的关系、电势与电势能的关系等基本关系，注意公式U=Ed中d是两点沿电场线方向的距离．13.为了定性研究阻力与速度的关系，某同学设计了如图所示的实验。接通打点计时器，将拴有金属小球的细线拉离竖直方向—个角度后释放，小球撞击固定在小车右端的挡板，使小车和挡板一起运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点，用刻度尺测出相邻两点间的距离，可以判断小车所受的阻力随速度的减小而____________（填“增大”或“减小”），判断的依据是_______________________。参考答案：减小，相邻相等时间内的位移差减小三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．15.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一匀强电场，场强的大小E=1.0N/C。一带电油滴在xOy平面内，从P点与x轴成30°的夹角射出，该油滴将做匀速直线运动，已知油滴的速度v=2.0m/s射出，所带电荷量q=1.0×10-7C，重力加速度为g=10m/s2。（1）求油滴的质量m。（2）若在空间叠加一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场，使油滴通过Q点，且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0T，求：a．油滴在磁场中运动的时间t；b．圆形磁场区域的最小面积S。参考答案：21．解答：（1）对带电油滴进行受力分析，根据牛顿运动定律有所以 kg………（5分）（2）带电油滴进入匀强磁场，其轨迹如图所示，设其做匀速圆周运动设圆周运动的半径为R、运动周期为T、油滴在磁场中运动的时间为t，根据牛顿第二定律

所以 m

所以 s设带电油滴从M点进入磁场，从N点射出磁场，由于油滴的运动轨迹关于y轴对称，如图所示，根据几何关系可知，所以，带电油滴在磁场中运动的时间s

由题意可知，油滴在P到M和N到Q的过程中做匀速直线运动，且运动时间相等。根据几何关系可知， 所以 油滴在P到M和N到Q过程中的运动时间s

则油滴从P到Q运动的时间s………………（8分）（3）连接MN，当MN为圆形磁场的直径时，圆形磁场面积最小，如图所示。根据几何关系圆形磁场的半径m其面积为m2m2………………（6分）17.如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B．在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W．参考答案：解：（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势

线框中的感应电流

（2）M、N两点间的电压

（3）只有MN边在磁场中时，线框运动的时间

此过程线框中产生的焦耳热Q=I2Rt= 只