河北省保定市兴县少林武校2021年高三物理模拟试卷含解析

河北省保定市兴县少林武校2021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.在光滑的水平面上有两

个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1=2kg，乙球的质量m2=1kg，规定向右为正方向，碰撞前后乙球的速度随时间变化情况如图所示。已知两球发生正碰后，甲球静止不动，碰撞时间极短，则碰前甲球速度的大小和方向分别为

A．0.5m/s，向右B．0.5m/s，向左C．1.5m/s，向右D．1.5m/s，向右参考答案：D2.一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是

(

)A.合外力做功50J

B.摩擦力做功-700J

C.重力做功500J

D.支持力做功50J参考答案：AB3.如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上端叠放着两个块A、B，它们的质量均为2.0kg，并处于静止状态。某时刻突然将一个大小为10N的竖直向上的拉力加在A上，则此时刻A对B的压力大小为（g取10m/s2）（

）A、25N

B、20N

C、15N

D、10N参考答案：C4.（多选题）如图a所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，得到弹簧弹力F随时间t变化的图象如图b所示，若图象中的坐标值都为已知量，重力加速度为g，则（）A．t1时刻小球具有最大速度B．t2时刻小球的速度大小为零C．可以计算出小球自由下落的高度D．整个运动过程中，小球的机械能守恒参考答案：BC【考点】功能关系；动能和势能的相互转化．【分析】小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，物体加速下降，合力变小，加速度变小，故小球做加速度减小的加速运动；当加速度减为零时，速度达到最大；之后物体由于惯性继续下降，弹力变得大于重力，合力变为向上且不断变大，加速度向上且不断变大，故小球做加速度不断增大的减速运动；同理，上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为止．对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒．【解答】解：A、t1时刻小球刚与弹簧接触，当弹簧弹力与重力平衡时速度最大，故A错误；B、t2时刻小球受到的弹力最大，处于最低点，速度为零，故B正确；C、t3到t4时刻，小球做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的对称性可以求出小球自由下落的高度，故C正确；D、小球运动的整个过程中球与弹簧系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故D错误；故选：BC5.用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑顶上，如图物甲所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为T，则T随ω2变化的图象是图乙中的参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为（﹣1）R，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大小为．参考答案：解：根设地球的质量为M，物体质量为m，物体距地面的高度为h．据万有引力近似等于重力得：在地球表面：mg=G…①在h高处：m?=G…②由①②联立得：2R2=（R+h）2解得：h=（﹣1）R在该高度卫星绕地球做匀速圆周运动时，由重力提供向心力，则得：m?=m可得：v=故答案为：（﹣1）R；．7.气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为t，则庶光片通过光电门的平均速度为v= （1）关于这个平均速度，有如下讨论： A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度 B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度 C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确 D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：

； （2）利用这一装置可验证机械能守桓定律。滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：

，滑块获得的动能表达式为：

；参考答案：（1）BC

（2）

知道光电门测量滑块瞬时速度的原理，能根据已知的运动学公式求出速度进而计算物体的动能是解决本题的关键。8.如图所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S=5cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线栓住的活塞．两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h=6cm。环境温度恒定，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平，则：

①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?②此过程中空气柱B内的气体对外界做___________(填“正功”或“负功”)，气体将__________(填“吸热”或放热”)。参考答案：9.如右图所示，OAB是刚性轻质直角三角形支架，边长AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二锐角处固定两个不计大小的小球，A角处小球质量为1kg，B角处小球质量为3kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上，使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时，AB边恰好水平。若将装置顺时针转动30°，至少需做功为__________J，若将装置顺时针转动30°后由静止释放，支架转动的最大角速度为__________。参考答案：；10.2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则①完成核反应方程式

．②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.9072u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．参考答案：①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：②该反应的质量亏损是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根据爱因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

11.（5分）地核的体积约为整个球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34％。经估算，地核的地平均密度为_______________kg/m3。(结果取两位有效数字)参考答案：答案：1.2×10412.图是某地区1、7月份气温与气压的对照表，7月份与1月份相比较，从平均气温和平均大气压的角度来说正确的是A．空气分子无规则热运动的激烈情况几乎相同B．空气分子无规则热运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积的地面撞击次数减少了参考答案：D13.静电场是___________周围空间存在的一种物质；通常用___________来描述电场的能的性质。参考答案：静止电荷；电势三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）如图2，在竖直放置的立柱上端有一个电磁铁，通电时，小球被吸在电磁铁上，断电时，小球自由下落，计时装置开始计时。立柱上有可以移动的光电门。当小球经过光电门时，光电计时装置能测出小球从初始位置到这个光电门所需时间为t，再用刻度尺测出电磁铁到光电门的距离s。为了探究自由落体的位移s与下落时间t的关系。①设计一个记录实验数据的表格②为了达到实验目的，你猜想位移s可能与

成正比，或可能与

成正比……根据你的猜想，为了达到实验目的，应如何处理实验数据？

。参考答案：答案：①表格如下：（3分）

位置123456t/s

s/m

②

t

，t2

（每空1分）

处理方法：尝试作出s—t图，看是否是直线，若不是再作出s—t2图。（3分）15.在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路（1）根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路图．（2）实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到（填“a”或“b”）端．（3）合上开关S1，S2接图甲中的1位置，滑动滑片P，记录下几组电压表和电流表的示数，重置滑动变阻器，S2改接图甲中的2位置，滑动滑片P，再记录几组电压表和电流表的示数，在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时电压表示数U和电流表示数I的图象，如图丙所示，两图线均为直线，与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB．①S2接1位置时，作出的U﹣I图线是图丙中的

（填“A”或“B”）；②S2接2位置时，干电池电动势的测量值

真实值，内阻的测量值

真实值．（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：解：（1）根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：（2）为保护电路，实验开始前，滑动变阻器应滑到最大位置处，故应先将滑动变阻器的滑片P调到a端．（3）①当S2接1位置时，可把电压表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律：E=U断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U﹣I图线应是B线；②测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是电压表分流造成．当S2接2位置时，可把电流表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律E=U断可知电动势测量值等于真实值，U﹣I图线应是A线，即E真=UA；由图示图象可知，E真=UA，开关S2接2位置时，由于电流表采用相对电源的内接法，故测量值中包括电流表内阻，因此测量值偏大；故答案为：（1）如图所示；（2）a；（3）①B；②等于，大于；【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）根据电路图连接实物电路图．（2）为保护电路闭合开关前滑片应置于阻值最大处，从而确定对应的滑片位置；（3）明确电路结构，知道电流表内阻带来的影响，从而确定对应的U﹣I图象，同时根据电表内阻确定实验误差．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图18所示，g取10m/s2．求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；（2）水平推力F的大小；（3）0～10s内物体运动位移的大小。参考答案：（1）6s~10s内物体做匀减速直线运动，设此过程时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则：……．．2分设物体所受的摩擦力为f，根据牛顿第二定律，有，又因为,

……．．1分解得：

…．．1分（2）0~6s内物体做匀加速直线运动，设此过程时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则：

……．．2分根据牛顿第二定律，有，

…．……．．1分解得：F＝6N

…．……．．1分（3）法一：由匀变速直线运动位移公式，得

……表达式3分，结果1分法二：根据v-t图像围成的面积，得17.由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图22为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为ρ，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k。（1）求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求解此力；（3）求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能。参考答案：

在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能(k+)v2t。18.（12分）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上面横放着两根导体棒，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒静止，棒有指向棒的初速度（见图）．若两导体棒在运动中始终不接触，求：

（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少；

（2）当棒的速度变为初速度的时，棒的加速度是多少？参考答案：解析：棒向棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流．棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动，棒则在安培力作用下作加速运动．在棒的速度大于棒的速度时，回路总有感应电流，棒继续减速