湖南省益阳市萸江实验中学高三物理模拟试题含解析

湖南省益阳市萸江实验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.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）A．小球能越过d点并继续沿环向上运动B．当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大C．小球从d点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到C点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小参考答案：D【考点】带电粒子在混合场中的运动．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．【解答】解：电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．A．由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，故A错误；B．由于bc弧的中点相当于“最低点”，速度最大，当然这个位置洛伦兹力最大．故B错误；C．从a到b，重力和电场力都做正功，重力势能和电势能都减少．故C错误；D．小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，但由于bc弧的中点速度最大，所以动能先增后减．D正确．故选：D．2.中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是（）A．上表面的电势高于下表面B．下表面的电势高于上表面C．增大h时，上下表面的电势差增大D．增大d时，上下表面的电势差增大参考答案：解：A、根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面．故A错误，B正确．C、根据evB=，解得U=vBh，知增大h，上下表面的电势差增大，与d无关．故C正确，D错误．故选BC．3.已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示。现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为Ek；若用同样的单色光照射金属乙表面，产生光电子的最大初动能如图所示。则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是（

）A．a

B．bC．c

D．上述三条图线都有可能参考答案：A4.如图7所示，质量为m2，带＋q的金属球a和质量为m1不带电的木球b之间用绝缘细线相连，置于竖直向上，场强为E，且范围足够大的匀强电场中，两球恰能以速度匀速上升。当小木球运动到A点时，细线突然断开，小木球运动到B点时速度为零，则（

）A、小木球的速度为零时，金属小球的速度也为零B、A和B两点之间电势差为C、小木球的速度为0时，金属小球的速度大小为D、小木球从点A到B的过程中，其动能减少量等于金属球动能的增加量参考答案：B5.（单选）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法中正确的是A．a粒子动能最大

B．c粒子速率最大C．b粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一颗行星的半径为R，其表面重力加速度为g0，引力常量为G，则该行星的质量为

，该行星的第一宇宙速度可表示为

。参考答案：

7.如图所示，某人在离地面高为10m处，以大小为5m/s的初速度水平抛出A球，与此同时，在A球抛出点正下方，沿A球抛出方向的水平距离s处，另一人由地面竖直上抛B球，不计空气阻力和人的高度，发现B球上升到最高点时与A球相遇，则B球被抛出时的初速度为____________m/s，水平距离s为____________m。

参考答案：10

5

8.一质量m＝1kg的物体在水平恒力F作用下水平运动，1s末撤去恒力F，其v－t图象如图所示，则恒力F的大小是

N，物体所受阻力Ff的大小是

N参考答案：9N，3N9.质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止在光滑水平面上的小车两端.以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车后，小车的运动速度大小为______________m/s，方向与______________（选填“甲”、“乙”）的初速度方向相同。参考答案：1.5m/s，甲10.一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________________.参考答案：60°；c．解析：根据折射定律n=①由题意：i+r=90°则sin2+sin2r=1②解得：sini=则∠i=60°传播速度v=c11.两点电荷间距离为r时，相互作用力为F，当距离变为r/2时，它们之间相互作用力为______________F，为使作用力仍为F，则两点电荷的电量可同时为原来的_________________倍.参考答案：4

，

12.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来研究。(1)某次通过毫米刻度尺读数如图乙所示，指针示数为

_____

cm。(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和下表。用表中数据计算弹簧I的劲度系数为_____N/m(结果保留三位有效数字，取g=l0m·s-2)。由表中数据________

（填"能"或"不能"）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。参考答案：

(1).25.85

(2).12.5（12.3-12.7）

(3).能【详解】（1）指针示数为25.85cm.（2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量△F=0.5N时，弹簧形变量的变化量为△x=4.00cm，根据胡克定律知：．

结合L1和L2示数的变化，可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量，结合弹力变化量，根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．13.如图，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距x．在障碍物以v0=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落．为使质点能穿过该孔，L的最大值为0.8m；若L=0.6m，x的取值范围是0.8≤x≤1m．m．（取g=10m/s2）参考答案：考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间，从而通过等时性求出L的最大值．结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间，结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值．解答：解：小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间s=0.2s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间，则小球通过矩形孔的时间△t=t2﹣t1=0.2s，根据等时性知，L的最大值为Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m．x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8mx的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m．所以0.8m≤x≤1m．故答案为：0.8，0.8m≤x≤1m．点评：解决本题的关键抓住临界状态，运用运动学公式进行求解．知道小球通过矩形孔的时间和障碍物移动L的最大值时间相等．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。15.（选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．①写出该热核反应方程；②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）参考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（15分）如图所示，一质量为0.4kg、足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上，细管内表面粗糙，外表面光滑；有一质量为0.1kg、电荷量为0.1C的带正电小球沿管以水平向右的速度进入管内，细管内径略大于小球直径，运动过程中小球电荷量保持不变，空间中存在垂直绝缘细管水平向里的匀强磁场，磁感应强度为1.0T．（取水平向右为正方向，g=10m/s2）(1)带电小球以20m/s的初速度进入管内，则系统最终产生的内能为多少？(2)小球以不同的初速度v0进入管中，在细管未离开地面的情况下，求小球最终稳定时的速度vt与初速度v0的函数关系，并以初速度v0为横坐标，最终稳定的速度vt为横坐标，在乙图中画出小球初速度和最终稳定的速度的关系图象。参考答案：解析：（1）小球刚进入管内时受到的洛仑兹力方向竖直向上，洛仑兹力大小为：N

（1分）

由于，小球与管的上壁有弹力，摩擦使球减速至：

得：m/s

（1分）

球与管系统动量守恒：

得：m/s

（2分）

系统产生内能：

（2分）

代入数据得：

（1分）

（2）①当小球初速小于m/s时，，小球与管的下壁有弹力，摩擦力使小球最终与管共速，系统动量守恒：代入数据得：（m/s）

（2分）

②当初速度大于时细管离开地面：

代入数据得：

m/s

（2分）

当小球初速时，小球与管的上壁有弹力，摩擦使球减速最终速度为vt,

即：m/s

()

（2分）

关系如图所示．（2分）17.如图所示，某种透明液体的折射率为n，在液面下深为h处有一点光源S，现用一不透光的圆形薄板置于液面，其圆心O在S的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光源S，则该圆形薄板的半径R至少为多大？参考答案：由图中几何关系得sinθ＝sinC＝，sinC＝，解得R＝。18.如图所示，电阻不计的光滑导轨ABC、DEF平行放置，间距为l，BC、EF水平，AB、DE与水平面成θ角。PQ、是质量均为M的金属杆，它们与导轨垂直，PQ的电阻为R，的电阻为R。平行板电容器的两金属板M、N的板面沿水平放置，相距为d，并通过导线与导轨连接。FC的左侧整个区域处于磁感应强度大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场中。电容器两极板间有磁感应强度大小为B2，方向水平向外的匀强磁场。要使杆静止不动，试求：（1）杆PQ应沿什么方向运动？速度多大？（2）质量为m带电量－q的粒子，从O点入射