江西省吉安市第七中学2021-2022学年高三物理模拟试卷含解析

江西省吉安市第七中学2021-2022学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）某同学在开展研究性学习的过程中，利用加速度传感器研究某一物体以初速度2m/s做直线运动的加速度a随时间t变化的规律，并在计算机上得到了前4s内物体加速度随时间变化的关系图象，如图所示。以物体的初速度方向为正方向，则下列说法正确的是（

）A.物体在1s末速度方向改变；B.物体在3s末速度方向改变；C.前4s内物体的最大速度出现在第3s末，大小为3.5m/s；D.物体在第2s末与第4s末的速度大小相等，方向也相同；参考答案：D解：A、分析物体的运动情况：在0-3s内物体沿正方向做加速运动，在3-4s内沿正方向做减速运动，故在第3s末物体的速度最大，1s末、3s末速度方向都没有改变，故AB错误；C、a-t图象的“面积”大小等于速度变化量，则在前3s内物体速度的变化量△v=×(1+2)×1+×2×2=3.5m/s，所以3s末的速度v=v0+△v=2+3.5=5.5m/s，故C错误；D、由图象可知，前2s内和前4s的a-t图象的“面积”相等，则速度变化量相等，所以物体在第2s末与第4s末的速度大小相等，方向也相同，故D正确．故选：D2.（多选）一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一长为l的轻绳，未端拴有一个小球，把小球拉至水平由静止释放，如图所示，小球在摆动时，不计一切阻力，下列说法正确的是A．小球的机械能守恒B．小车的机械能守恒C．小球和小车组成的系统的机械能守恒D．小球和小车组成的系统的动量不守恒参考答案：CD3.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图3所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则()A.P、Q两点处的电荷等量同号B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从a到c，电势能减少参考答案：D试题分析：根据电场的图象可以知道，该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；等量异种电荷的电场，它具有对称性（上下、左右），a点和b点的电场强度大小相等，而方向不同．故B错误；C点离P点（正电荷）的距离更近，所以C点的电势较高．故C错误；该电场中，一般选取无穷远处电势为0，那么正电荷的区域电势为正，负电荷的区域电势为负．负电荷从a到c，从负电荷的区域到了正电荷的区域，电势升高，电场力做正功，电势能减小．故D正确．故选D．考点：等量异种电荷的电场【名师点睛】该题考查常见电场的特点，解题的关键是在两个电荷连线的中垂线上的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，负电荷周围的电场的电势都比它低．属于简单题。4.（单选）北京奥运火炬成功登上珠峰，如图所示是火炬手攀登珠峰的线路图，据此图判断下列说法正确的是(

)A．由起点到终点火炬手所走线路的总长度等于位移B．线路总长度与火炬手所走时间的比等于火炬手的平均速度C．在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点D．珠峰顶的重力加速度要大于9.8m/s2参考答案：C5.（单选）如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s2）（）A．9mB．11mC．8mD．10m参考答案：解：小球到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，所以在C点，重力充当向心力，由牛顿第二定律得：m=mg，已知圆环半径：R=4m，小球在C点动能：EK=mv2=mgR=2mg，以B所在平面为零势能面，在C点，小球重力势能：EP=2mgR=8mg，小球从静止开始运动到到达C点过程中由动能定理得：Wf+mg（H﹣2R）=mv2﹣0，解得：Wf=﹣2mg，小球在C点时的机械能：E=EK+EP=10mg，小球从C点下滑过程中克服摩擦力做功，机械能减少，到达轨道同一高度处的速度比上升时的速度小，小球对轨道压力变小，摩擦力变小，小球下滑时，克服摩擦力做功小于2mg，由于克服摩擦力做功，机械能减少，小球到达底端时的机械能小于10mg，由于克服摩擦力做功小于2mg，小球到达底端时的机械能大于10mg﹣2mg=8mg，小球进入光滑弧形轨道BD时，小球机械能的范围为，8mg＜E＜10mg，小球到达最高点时的机械能E=mgh，则8m＜h＜10m，故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.现在，科学家们正在千方百计地探寻“反物质”。所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电性相反。如反α粒子的符号可表示为-24He.正、反粒子相遇时会因相撞结合成光子,放出巨大的能量,这就是所谓的“湮灭”现象.若正、负电子相撞后湮灭成两个频率相同的光子,已知电子的电荷量为e、质量为m,电磁波在真空中的传播速度为c.则可求得所生成的光子的波长

.参考答案：7.(4分)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器。把弹簧拉长5cm后由静止释放，滑块开始振动。他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为

Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=

cm。

参考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）8.（3分）如图所示，在足够长的斜面上有一质量为m的长方形木板A，木板上表面光滑，当木板获得初速度v0后正好能沿斜面匀速下滑，当木板匀速下滑时将一质量也为m的滑块B轻轻地放在木板表面上，当B在木板上无摩擦时，木板和B的加速度大小之比为；当B在木板上动量为时，木板的动量为

；当B在木板上动量为，木板的动量为

。参考答案：

答案：1：1，

，09.参考答案：10.如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为EK=__________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为E=_________J。参考答案：EK=60J、

E=28J11.某同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、……；c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……；d．用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；e．求出B、C、D、……各点的速度大小，分别记为υ1、υ2、υ3、……，再求出它们的平方υ12、υ22、υ32、……；f．用纵坐标表示速度的平方υ2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出υ2－W图象，并在图象中描出（Wi，υi2）坐标点，再连成图线；(重力加速度g=9.80m/s2，以下计算保留到小数点后两位）①

该同学得到的υ2－W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度υ0=_________m/s；②

小车的质量M=

kg。参考答案：12.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某同学利用右图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与托盘相连，滑块右端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况．开始时，托盘中放少许砝码，释放滑块，通过纸带记录的数据，得到图线a．然后在托盘上添加一个质量为m=0.05kg的砝码，再进行实验，得到图线b．已知滑块与长木板间存在摩擦，滑块在运动过程中，绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和，g取10m/s2，则X①通过图象可以得出，先后两次运动的加速度之比为

；②根据图象，可计算滑块的质量为

kg．参考答案：（1）①3:4（2分），②2.513.如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，已知。则它们的速率

▲

，它们通过该磁场所用时间

▲

。参考答案：

【答案】三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？参考答案：①水的沸点随液面上方气压的增大而升高；②力的平衡；③压强；④熔点（熔化）。解析：高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一，以物理角度看：高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面．高压锅的基本原理就是利用增大锅内的气压，来提高烹饪食物的温度，从而能够比较快的将食物煮熟。15.动画片《光头强》中有一个熊大熊二爱玩的山坡滑草运动，若片中山坡滑草运动中所处山坡可看成倾角θ=30°的斜面，熊大连同滑草装置总质量m=300kg，它从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m．（不计空气阻力，取g=10m/s2）问：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大（结果保留2位有效数字）？参考答案：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度，对熊大连同滑草装置进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中的摩擦力．（2）熊大连同滑草装置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根据F=μFN求出滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ．解答： 解：（1）由运动学公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN

联立解得：μ=答：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．点评： 解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一质量M=2.0kg的长木板静止放在光滑水平面上，在木板的右端放一质量m=1.0kg可看作质点的小物块，小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2。用恒力F＝10N向右拉动木板使木板在水平面上做匀加速直线运动，经过t=1.0s后撤去该恒力，此时小物块恰好运动到距木板右端l=1.0m处。在此后的运动中小物块没有从木板上掉下来。(g=10m/s2)求：(1)恒力撤去前，小物块和长木板的加速度各多大，方向如何？(2)刚撤去F时，小物块和长木板的速度各多大？(3)长木板的长度至少是多少？

参考答案：解：（1）对木块，只受摩擦力作用，μmg=ma1

a1=2m/s2

方向向右————（3分）

对木板，受拉力和摩擦力作用，F-μmg=Ma2

a2=4m/s2

方向向右————（3分）（2）F作用时间为1s,

对木块：v1=a1t=2m/s————（2分）

对木板：v2=a2t=4m/s————（2分）（3）撤去F后木块和木板组成的系统动量守恒，木块达到木板左端时二者恰好达到共同速度，这过程中木块对地位移为s，设最后共同速度为v

Mv2+mv1=（M+m）v————（2分）如图，设撤去F时，木块距木板左端为L1，分别以木块和木板为研究对象，由动能定理得：

————（2分）

————（2分）

解得L1=————（1分）

故木板长度为1+=————（1分）

17.如图22所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，在自然状态时其右端位于B点．水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为s＝6t－2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。（g＝10m/s2）求：（1）物块m2过B点时的瞬时速度v0及其与桌面间的动摩擦因数；（2）判断m2能否沿圆轨道到达M点（要求写清计算过程）；（3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。参考答案：（1）由物块过B点后其位移与时间的关系x＝6t－2t2得v0＝6m/s，加速度a＝4m/s2----------------------------------------------------2分又μm2g＝m2a，故μ＝0.4--------------------------------------------------------1分（2）设物块沿轨道到达M点的速度为vM，由机械能守恒