湖南省益阳市中砥乡中学2022-2023学年高三物理模拟试题含解析

湖南省益阳市中砥乡中学2022-2023学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.（单选）如图所示，物体P左边用一根水平轻弹簧和竖直墙壁相连，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于弹簧的原长．若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动．在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是（）A．N始终增大，f始终减小B．N先不变后增大，f先减小后增大C．N保持不变，f始终减小D．N保持不变，f先减小后增大参考答案：D解析：由题意可知，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对P的拉力向左，由于粗糙水平面，因此同时受到水平向右的静摩擦力．当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动前过程中，物体P受到的静摩擦力从向左变为水平向右．所以其大小先减小后增大．故只有D正确，ABC均错误；故选D．2.A、B两质点从同一点开始沿直线运动，右图中的①、②分别为二者的υ-t图线，则下列判断中正确的是（

）A．0~4s内A做匀加速直线运动，加速度大小为0.5m/s2B．1s~4s内，B向正方向做匀加速直线运动，但加速度比A小C．B在前4s内的平均速度为0.75m/sD．t=4s时，A、B两质点相遇参考答案：A0-2s内，B向负方向运动，位移为-1m，2-4s内，B向正方向运动，位移为2m，故B在前4s内的平均速度为0.25m/s；0~4s内A做匀加速直线运动，加速度大小为0.5m/s2，t=4s时，A、B两质点速度相同，但位移不同，不可能相遇，只有选项A正确。3.如下图所示，在M、N两点分别固定两个点电荷，电荷量均为＋Q,MN连线的中点为O.正方形ABCD以O点为中心，E、F、G、H分别是正方形四边的中点.则下列说法中正确的是A.A点电势低于B点电势B.O点的电场强度为零，电势不一定为零C.质子沿直线从A到B，电势能先减小后增大D.电子沿路径A→D→C移动比沿路径A→B移动，电场力做的功多参考答案：BC4.一个质子以1.0×10７ｍ/ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是(

)A．核反应方程为Al＋H→SiB．核反应方程为Al＋n→SiC．硅原子核速度的数量级为10７ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为10５ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致参考答案：5.宇宙中有相距较近，质量可以相比的两颗星球，其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。它们在相互之间的万有引力作用下，围绕连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。下列说法中正确的是（

）A．它们的速度大小与质量成正比B．它们的速度大小与轨道半径成正比C．它们的速度大小相等D．它们的向心加速度大小相等参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.16．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图12-a所示的装置，图中长木板水平固定．

（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上．调整定滑轮高度，使

．

（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=

．

（3）如图12-b所示为木块在水平木板上带动纸带运动时打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=

m/s2（保留2位有效数字）．参考答案：（1）细线与长木板平行（2）μ=

（3）a=1.3m/s2（保留2位有效数字）7.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如图所示，则电源内阻r=4Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=Ω．参考答案：考点：电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：三种功率与电流的关系是：直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI﹣I2r，根据数学知识选择图线．根据图线a斜率求解电源的电动势．由图读出电流I=1.5A时，发热功率Pr=I2r，求出电源的内阻．解答：解：根据直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI﹣I2r，E==8V．内部的发热功率Pr=I2r，内阻为r==4Ω，当电流为1.5A时，由图读出电源的功率PE=12W．由PE==故答案为：4

点评：本题首先考查读图能力，物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义．8.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为

（2）W—L图线不通过原点的原因是

。（3）求出弹簧被压缩的长度为

cm。参考答案：1）W与成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做（3）

3

cm9.如图所示，一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿

（选填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的点在t=

s第二次出现波峰．参考答案：10.电磁波在真空中的传播速度是_____________m/s。有一电台发射的电磁波的频率范围是535.0kHz到1605kHz，则它发射的电磁波的最长波长是________________m。

参考答案：答案：3.0×108；5.61×102

11.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更易于操作。简述理由

。（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为

。

参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动（2）0.412.一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示，x=200cm处质点P的振动图线如图乙所示，由此可以确定这列波的波长为

m，频率为

Hz，波速为

m/s，传播方向为

（填“向左”或“向右”）。参考答案：1；

0.5；0.5；向左13.从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，小球在与地面相碰后竖直向上弹起，上升到抛出点上方2m高处被接住，这段时间内小球的位移是

m,路程是

m.（初速度方向为正方向）参考答案：-312

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”．如图（甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F1用位移传感器测出小车的位移x和瞬时速度v．已知小车质量为200g．（1）某次实验得到数据如表所示，v﹣x图象已经画出，如图（乙）所示，请根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F﹣x图象，并求出x=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=0.18J，此过程动能的变化量△EK=0.17J（保留2位有效数字）．s/mF/Nv/m?s﹣10.301.000.000.310.990.310.320.950.440.350.910.670.400.810.930.450.741.100.520.601.30（2）指出下列情况可减小实验误差的操作是CD（填选项前的字母，可能不止一个正确选项）A．使拉力F要远小于小车的重力

B．使拉力F要远大于小车的重力C．实验时要先平衡摩擦力

D．要使细绳与滑板表面平行．参考答案：解：（1）根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F﹣x图象，根据F﹣s图象可知，当s1=0.30m时，F1=1.00N，s2=0.52m时，F2=0.56N，因此：W=×（S2﹣S1）=0.18J，速度v随位移s变化图象可知：s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m时，v2=1.24m/s△EK=m（v22﹣v12）=0.17J

（2）A、该实验中不是利用悬挂的重物的重力表示绳子的拉力，而是直接测量出绳子的拉力，因此不需要使拉力F要远小于小车的重力，故AB错误；C、当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力，故CD正确；故选：CD．故答案为：①0.18J；0.17J

②CD15.某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器R1（10Ω，2A）、滑动变阻器R2、定值电阻R0为1.5Ω、电键S及导线若干．（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

（填“R1”或“R2”）．（2）本次实验按照如图1所示实物连接线路图连接好后进行测量，测得数据如表所示．次数待测量12345I/A0.150.200.300.400.50U/V1.461.451.431.421.39由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，试分析引起上述情况的原因是

．（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图2方框中画出改动后的实验电路图．（4）实验中改变滑动变阻器的阻值，根据测出数据画出的U﹣I图线如图3所示，则此干电池的内阻r=

Ω．（保留两位小数）参考答案：解：（1）因电源内阻较小，为了便于调节，选择总阻值较小的R1（2）由表中数据可知，电压表示数不明显，说明路端电压变化不明显；原因是新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小；（3）为了减小实验中内阻测量的误差，将定值电阻R0与电源相连，采用等效的方法来增大内阻；故设计电路如图所示；（4）图象的斜率等于等效内阻，故内阻r+R0==1.7Ω；故r=1.70﹣1.5=0.20Ω；故答案为：（1）R1；（2）新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小；（3）如图所示；（4）0.20Ω【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．（2）分析表中数据，根据闭合电路欧姆定律分析出现该现象的原因；（3）根据分析得出的误差原因，采取增大等效内阻的方法进行实验，则可得出电路图；（4）电源的U﹣I图象与纵轴的交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。（1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；（2）ω=（1±k）ω0，且0＜k<<1，求小物块受到的摩擦力大小和方向。参考答案：（1）（2）当时，摩擦力方向沿罐壁切线向下，大小为；当时，摩擦力方向沿罐壁切线向下，大小为；（1）对小物块受力分析如图甲所示：由于小物块在竖直方向上没有加速度，只在水平面上以为圆心做圆周运动，的水平分力提供向心力，所以有：，代入数据得。（2）①当时，由向心力公式知，越大，所需要的越大，此时不足以提供向心力了，物块要做离心运动，但由于受摩擦阻力的作用，物块不致于沿罐壁向上运动．故摩擦力的方向沿罐壁向下，如图乙所示，对进行分解，此时向心力由的水平分力和的水平分力的合力提供，将数据代入得到：。②当时，由向心力公式知，越小，所需要的越小，此时超过所需要的向心力了，物块要做向心运动，但由于受摩擦阻力的作用，物块不致于沿罐壁向下运动．故摩擦力的方向沿罐壁向上，则对进行分解，此时向心力由的水平分力和的水平分力的合力提供，将数据代入得到：。点睛：解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解。17.如图甲所示，水平传送A、B两轮间的距离L=3.0m，质量M=1.0kg的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率v0向左匀速运动，当物块运动到最左端时，质量m=0.020kg的子弹以u0=400m/s的水平速度向右射中物块并穿出．在传送带的右端有一传感器，测出物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为t=0时刻）．设子弹击穿物块的时间可忽略不计，且子弹不会击中传感器而发生危险，物块的质量不因被子弹击穿而发生改变．不计空气阻力及A、B轮的大小，取重力加速度g=10m/s2．（1）求物块与传送带间的动摩擦因数μ；（2）求子弹击穿物块的过程中产生的热量Q1；（3）如果从第一颗子弹击中物块开始，每隔△t=1.5s就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带．设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，求整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量Q2．参考答案：解（1）根据速度图象可知，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动，在0～1s内物块的速度由4m/s减为0．此过程物块的加速度大小=4.0m/s2由牛顿第二定律有f=μmg=ma

解得=0.40（2）物块被击中前的速度大小为v0=2.0m/s，由速度图象可知物块被击穿后瞬间物块的速度大小v=4.0m/s，方向向右．设子弹击穿物块后的速度为u，以向右为正方向根据动量守恒定律有

mu0﹣Mv0=mu+Mv解得u==100m/s根据能量守恒有Q1==1.49×103J（3）第1颗子弹击穿物块后，物块向右运动的时间为t1=1.0s，设向右运动的最大距离为x1，则x1=t1=2.0m，1.0s时物块改为向左运动，运动时间为t2=0.50s，位移大小为x2=t2=0.50m所以在△t=1.5s时间内，物块向右运动的距离为l=x1﹣x2=1.5m在△t=1.5s时间内，物块相对传送带的位移为△x1=l+x3=4.5m在t=1.5s时物块的速度与传送带速度相同，所以第二颗子弹击中物块后的运动情况与第一颗子弹击中物块后运动情况相同，向右运动的可能达到的最大距离为2.0m，而此时物块与传送带右端距离为l=1.5m，故物块中第二颗子弹后将画出传送带．设物块被第二颗子弹击穿后，其在传送带上滑行的时间为t3根据运动学公式：△l=vt3at32解得：t3=0.50s物块第二次被击穿后相对传送带的位移△x2=△l+v0t3=2.5m所以Q2=μmg（△x1+△x2）=28J答：（1）物块与传送带间的动摩擦因数μ为0.4；（2）求子弹击穿物块的过程中产生的热量Q1为1.49×103J；（3）如果从第一颗子弹击中物块开始，每隔△t=1.5s就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带．设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量Q2为28J．18.如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面光滑，倾角为θ，斜面底端固定有与斜面垂直的挡板．一木板被轻绳拉住，静