湖南省常德市芦花中学2021年高三物理模拟试卷含解析

湖南省常德市芦花中学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.“水往低处流”是自然现象，但下雨天落在快速行驶的小车的前挡风玻璃上的雨滴，相对于车却是向上流动的，对这一现象的正确解释是A．车速快使雨滴落在挡风玻璃上的初速度方向向上，雨滴由于惯性向上运动B．车速快使空气对雨滴产生较大的作用力，空气的作用力使雨滴向上运动C．车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的吸引力，吸引力吸引雨滴向上运动D．车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的支持力，支持力使雨滴向上运动参考答案：B2.如图虚线上方空间有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是（

）参考答案：A3.（多选）二战期间，伞兵是一个非常特殊的兵种，对整个战争进程起到了至关重要的作用．假设有一士兵从高空跳下，并沿竖直方向下落，其v﹣t图象如图所示，则下列说法中正确的是（）A．在0﹣t1时间内，士兵及其装备机械能守恒B．在t1﹣t2时间内，士兵运动的加速度在减小C．在t1﹣t2时间内，士兵的平均速度v＜D．在t2﹣t4时间内，重力对士兵做的功等于他克服阻力做的功参考答案：：解：A、0﹣t1内图线的斜率在减小，说明士兵做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，所以士兵及其装备一定受到阻力作用，机械能不守恒，故A错误；B、t1秒末到t2秒末由于图象的斜率在减小，斜率为负值，说明加速度方向向上且减小，故B正确；C、若t1秒末到t2秒末若运动员做匀减速运动，平均速度等于，而根据“面积”表示位移得知，此过程的位移小于匀减速运动的位移，所以此过程的平均速度＜，故C正确；D、t2～t4时间内重力做正功，阻力做负功，由于动能减小，根据动能定理得知，外力对士兵做的总功为负值，说明重力对士兵所做的功小于他克服阻力所做的功，故D错误．故选：BC．4.（多选题）如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，且细线伸直，然后从静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，重力加速度为g，从摆球释放至运动最低点的过程中有（）A．在摆球释放瞬间，支架对地面压力为MgB．摆球摆动过程中，地面对支架的摩擦力一直增大C．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）gD．摆球摆动过程中，重力对摆球做功的功率先增大后减小参考答案：ACD【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】对于不同的研究对象在不同的时刻进行受力分析和过程分析：摆球做的是圆周运动，要根据摆球所需要的向心力运用牛顿第二定律确定摆球实际受到的力．支架始终不动，根据平衡条件求解出摩擦力．运用瞬时功率表达式P=mgvy表示出重力对小球做功的功率，再根据已知条件判断功率的变化．【解答】解：A、释放的瞬间，绳子拉力为零，支架对地面的压力为Mg．故A正确．B、小球摆动的过程中，径向的合力提供向心力，设细线与水平方向的夹角为θ，则有：T﹣mgsinθ=m，则有：T=mgsinθ+m根据动能定理得：mglsinθ=mv2，解得：T=3mgsinθ，地面对支架的摩擦力为：f=Tcosθ=3mgsinθcosθ=mgsin2θ，摆球运动到最低点过程中，θ从零增加到90°，所以摩擦力先增大后减小．故B错误．C、摆球摆动到最低时，根据动能定理知：mgl=mv2，根据牛顿第二定律得：F﹣mg=m联立两式解得：F=3mg．由牛顿第三定律知，绳子对支架的拉力大小为：F′=F=3mg则支架对地面的压力为：N′=Mg+F′=Mg+3mg=（3m+M）g．故C正确．D、重力对摆球做功的功率公式为P=mgvcosα，α是重力与速度的夹角．可知，在摆球释放瞬间，v=0，重力的瞬时功率为0．摆球到达最低点时，α=90°，重力的瞬时功率也为0，则知重力对摆球做功的功率先增大后减小．故D正确．故选：ACD5.如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是A．球的速度v等于

B．球从击出至落地所用时间为C．球从击球点至落地点的位移等于LD．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.光纤通信中，光导纤维递光信号的物理原理是利用光的

现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向，且入射角等于或大于。参考答案：答案：全反射

光疏介质

临界角解析：“光纤通信”就是利用了全反射的原理。这里的光纤就是光导纤维的简称。发生全反射现象的条件是：光从光密介质射入光疏介质，且入射角等于或大于临界角。7.（4分）如图所示，质点P以O为圆心、r为半径作匀速圆周运动，周期为T，当质点P经过图中位置A时，另一质量为m、初速度为零的质点Q受到沿OA方向的水平恒定拉力F作用从静止开始在光滑水平面上作直线运动，为使P、Q在某时刻速度相同，拉力F必须满足的条件是______.参考答案：

答案：

8.波速相等的两列简谐波在x轴上相遇，一列波（虚线）沿x轴正向传播，另一列波（实线）沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示，两列波引起的振动在x=8m处相互__________（填“加强”或“减弱”），在x=10m处相互__________（填“加强”或“减弱”）；在x=14m处质点的振幅为________cm。参考答案：

(1).加强

(2).减弱

(3).2【详解】两列波在x=8m处引起的振动都是方向向下，可知此位置的振动是加强的；在x=10m处是峰谷相遇，可知此位置振动减弱；在x=14m处也是峰谷相遇，振动减弱，则质点的振幅为。9.(4分)在一个小电灯和光屏之间，放一个带圆孔的遮光板，在圆孔直径从1cm左右逐渐减小直到闭合的整个过程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________几种现象（选择下列现象，将序号填入空中）①完全黑暗

②小孔成像

③衍射光环

④圆形亮斑参考答案：

④②③①10.4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E0，所有电阻器的电阻值均为R0，所有电容器的电容均为C0，则图示电容器A极板上的电荷量为

。参考答案：．（5分）11.某压榨机的结构如图所示，其中B为固定绞链，C为质量可忽略不计的滑块，通过滑轮可沿光滑壁移动，D为被压榨的物体.当在铰链A处作用一垂直于壁的压力F时，物体D所受的压力等于________参考答案：5F12.如图所示，带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C（图上未画），带电体A、B和C均可视为点电荷。则小环C的平衡位置为

；将小环拉离平衡位置一小位移x(x小于d)后静止释放，则小环C

回到平衡位置。(选填“能”“不能”或“不一定”)参考答案：在AB连线的延长线上距离B为d处，不一定13.在轨道半径是地球半径n倍的圆形轨道上，人造地球卫星运行的向心加速度大小是地表重力加速度的倍，人造地球卫星的运行速度大小是第一宇宙速度大小的倍．参考答案：考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．专题：万有引力定律的应用专题．分析：由万有引力提供向心力可表示人造卫星的加速度，第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据引力等于向心力，列式求解；根据万有引力提供向心力表示出线速度即可求解．解答：解：由万有引力提供向心力可得：G=ma，解得：a=，则人造卫星的加速度与地面重力加速度之比为：a：g=：=第一宇宙速度为v：G=m，解得：v=同理可得人造卫星的速度为：v=故人造卫星的速度与第一宇宙速度之比为：故答案为：；．点评：抓住卫星所受的万有引力等于向心力这个关系即可列式求解！向心力公式根据需要合理选择．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：①用天平称出物块Q的质量m；②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；④重复步骤③，共做10次；⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s．用实验中的测量量表示：（ⅰ）物块Q到达B点时的动能EkB=mgR；（ⅱ）物块Q到达C点时的动能EkC=；（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf=；（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=．参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）物块由A到B点过程，由动能定理可以求出物块到达B时的动能；（2）物块离开C点后做平抛运动，由平抛运动的知识可以求出物块在C点的速度，然后求出在C点的动能；（3）由B到C，由动能定理可以求出克服摩擦力所做的功；（4）由功的计算公式可以求出动摩擦因数．解答：解：（1）从A到B，由动能定理得：mgR=EKB﹣0，则物块到达B时的动能EKB=mgR；（2）离开C后，物块做平抛运动，水平方向：s=vCt，竖直方向：h=gt2，物块在C点的动能EKC=mvC2，解得：EKC=；（3）由B到C过程中，由动能定理得：﹣Wf=mvC2﹣mvB2，克服摩擦力做的功Wf=；（4）B到C过程中，克服摩擦力做的功：Wf=μmgL=，则μ=；故答案为：（1）mgR；（2）；（3）；（4）．点评：熟练应用动能定理、平抛运动规律、功的计算公式即可正确解题．15.（实验）（2014?东城区一模）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V．在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X．①用以上字母表示油酸分子的大小d=

．②从图中数得X=

．参考答案：①d=②62用油膜法估测分子的大小解：①由题意可知，一滴这种纯油酸的体积为：V0=油膜的面积为S=Xa2，由于形成单分子油膜，则油膜的厚度即为油酸分子的直径为d==．②在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，从图中数得油膜占有的小正方形个数为X=62．故答案为：①d=②62四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为。（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期。（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？参考答案：解析：（1）第一种形式下，以某个运动星体为研究对象，由万有引力定律和牛顿第二定律，得：F1＝G

F2＝GF1＋F2＝m

运动星体的线速度：

周期为T，则有：

（2）第二种形式星体之间的距离为r，则三个星体作圆周运动的半径为R/为

R/＝

由于星体作圆周运动所需的向心力靠两个星体的万有引力的合力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律，得：

F＝2cos30°

F＝m

°＝

所以星体之间的距离为：r17.如图所示abcdef装置固定在水平地面上，光滑表面abcd由倾角为370的斜面ab、圆心为O的圆弧bc、水平面cd平滑连接。装置左端离地高度0.8m。物体B静止于d点，物体A由a点静止释放紧贴光滑面滑行后与B粘合在一起，最后抛到水平地面上，落地点与装置左端水平距离为1.6m。A、B的质量均为m=2kg，且可视为质点，a、b两点间距离sab=3m，g取10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8。求：（1）A滑到b点的速度大小？（2）A滑到d点与B碰撞前的速度大小？（3）A滑到圆弧末端c对装置的压力多大？参考答案：（1）由牛顿第二定律和运动学公式，

mgsin370=ma

①

（2分）

vb2=2as

②

（2分）代入数据，物体A滑到b点的速度大小vb=6m/s（1分）⑵物体A与B碰撞，动量守恒mvd=2mvAB

③

（3分）

h=gt2/2

④

（1分）

s=vABt

⑤

（1分）

物体A滑到b点与物体B碰撞前的速度大小vd=8