浙江省杭州市杭第二中学2021-2022学年高三物理模拟试题含解析

浙江省杭州市杭第二中学2021-2022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.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。以下判断中正确的是(

)A．这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为B．卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为C．如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2D．卫星l由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功参考答案：A2.(多选)下列说法正确的是＿＿＿A．普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B．卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C．汤姆孙在研究γ射线时发现了电子D．我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分参考答案：AD3.一位高三学生以恒定的速率从学校教学楼的一层上到四层，该同学上楼过程中克服自身重力做的功最接近：A．60J

B．6.0×102J

C．6.0×103J

D．6.0×104J参考答案：C4.某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点．取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计．则在运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场线；电势．【分析】根据电场线的分布，可确定电场强度的方向与大小，根据电荷在电场中受到的电场力可知加速度大小的变化．由电场线的方向来确定电势的变化，再由电荷的电性与电势高低来确定电势能的变化．【解答】解：A、由图可知，从O到A点，电场线由疏到密，电场强度先减小后增大，方向不变，因此电荷受到的电场力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故A错误，B正确；C、沿着电场线方向电势降低，而电势与位移的图象的斜率表示电场强度，因此C错误；D、根据能量守恒关系，则△EK=﹣△EP，而△EP=﹣q?U，且U=E?△x，由此可知，=qE，因此粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线斜率先减小后增大，故D错误；故选：B．5.做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s内的平均速度比它在第一个5s内的平均速度小3m/s，则质点的加速度大小为（

）A．1m/s2

B．2m/s2

C．3m/s2

D．4m/s2参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一小组用图示装置测定滑块与斜面间的动摩擦因数。斜面下端固定一光电门，上端由静止释放一带有遮光条的滑块，滑块沿斜面加速通过光电门．

(1)要测量木板与斜面间的动摩擦因数，除了已知当地重力加速度g及遮光条宽度d、遮光时间t，还应测量的物理量是下列选项中的____________；

A.滑块的长度L

B．斜面的倾角口C．滑块的质量m

D．释放滑块时遮光条到光电门间的距离x

(2)用上述物理量表示滑块与斜面间动摩擦因数___________；参考答案：7.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，电火花打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是

（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：时间

交流电

220结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。8.如图所示，金属棒AB的电阻R=2.0Ω，在拉力F=2N的水平力作用下以速度v=0.2m/s沿金属棒导轨匀速滑动，磁场方向与金属导轨所在平面垂直，设电流表与导轨的电阻不计，且金属棒在滑动过程中80%的机械能转化成电能，那么电流表读数为

。参考答案：

答案：0.4A9.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2s，t＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是___▲

__m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5m，再经____▲

__s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．参考答案：2m/s(2分)

0.25s.10.土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为

。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）参考答案：11.如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现

分布规律；T1温度下气体分子的平均动能

（选填“大于”、“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。参考答案：中间多、两头少；小于试题分析：由图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较低的气体分子占比例较大，则说明温度下气体分子的平均动能小于温度下气体分子的平均动能．考点：考查了分子平均动能【名师点睛】要注意明确分子平均动能为统计规律，温度升高时并不是所有分子的速率均增大，同时注意图象的性质，能明确如何判断分子平均速率的变化和温度的变化．12.如图所示，L1、L2是输电线，甲是

互感器，乙是

互感器，若甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，且电压表示数220V，电流表示数10A，则线路输送电压为

V，电流为

A。

参考答案：

答案：电压、电流

22000、10013.自行车转弯可近似成自行车绕某个定点O（图中未画出）做圆周运动，如图所示为自行车转弯的俯视图，自行车前后轮接触地面的位置A、B相距L，虚线表示两点转弯的轨迹，OB距离。则前轮与车身夹角θ=

；B点速度大小v1=2m/s。则A点的速度v2=______m/s。参考答案：30o；2.31三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是

A．实验时应先放开纸带再接通电源

B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍

C．从纸带可求出计数点B对应的速率

D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s参考答案：C解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有，可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。15.在“验证机械能守恒定律”的实验中：（1）某同学用图所示装置进行实验，得到如下图所示的纸带。测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F?=

N．

（2）某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因能是

（填序号）A．重锤的质量测量错误

B．该同学自编了实验数据C．交流电源的频率不等于50Hz

D．重锤下落时受到的阻力过大参考答案：①0.05N

②BC四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有人设计了一种可测速的机械式跑步，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L=1.0m，长度为d的平行金属电极．电极间充满磁感应强度为B=0.50T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R=0.40Ω的电阻．绝缘橡胶带上嵌有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好．金属条电阻为r=0.10Ω，已知橡胶带所受的等效水平阻力为f=10.0N．设人在跑动时对橡胶带做功的功率恒定，在开关打开时，某人在上面跑动，当橡胶带的速度达到匀速时，电压表的读数为U0=2.00V，求：（1）橡胶带此时运行的速率；（2）若此时再将开关闭合，请问电压表的读数最终是多少？（人始终在橡胶带上跑动）（3）证明在上述过程中，克服安培力所做的功等于电路中所消耗的电能；（4）在开关闭合，电压表读数稳定后的某时刻，跑步机显示人的跑动里程是s=420m，跑步的时间是t=120s，已知橡胶带与金属条的总质量是m=5.0kg，不计由橡胶带带动的轮子的质量．求t时间内电阻R上产生的热量．参考答案：解：（1）设电动势为E，橡胶带运动速率为v，由导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得：U0=E=BLv0，代入数据解得：v0=4.0m/s；（2）若此时开关闭合，电路接通，金属条会受到安培力的作用，最终当人对橡胶带的水平作用力与安培力和阻力之和平衡时，电压表的读数不再变化，设匀速运动的速度为v；根据平衡条件可得：F=f+BIL，而F==，安培力为：BIL=，所以有：=f+，代入数据解得：v=3.42m/s，由于E=BLv，根据闭合电路的欧姆定律可得：U==1.37V；（3）设某时刻的瞬时速度为v，则安培力的瞬时功率为：P1=F安v=BILv=，与瞬时速度v对应的感应电动势为：E=BLv，则电流强度为：I=，电路中消耗的功率为：P=EI=，任意时刻两者的功率相等，则任意时间内安培力做的功等于电路中消耗的电能；（4）根据能量关系可得：Pt=fs+，代入数据解得：Q=571J，则电阻R上产生的热量为：QR=．答：（1）橡胶带此时运行的速率为4.0m/s；（2）若此时再将开关闭合，电压表的读数最终是1.37V；（3）证明见解析；（4）t时间内电阻R上产生的热量为457J．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功率、平均功率和瞬时功率；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式求解速度大小；（2）根据平衡条件结合功率与速度关系、安培力的计算公式、闭合电路的欧姆定律求解；（3）根据P1=F安v计算克服安培力做功功率，电路中消耗的功率为P=EI，由此证明克服安培力所做的功等于电路中所消耗的电能；（4）根据能量关系Pt=fs+求解产生的总热量，再根据焦耳定律得到电阻R上产生的热量．

17.在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目。该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80kg，他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）求：（1）游客在斜坡上的加速度大小；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ；（3）设游客滑下50m后进入水平草坪，试求游客在水平面上滑动的最大距离。（游客从斜坡转入水平草坪运动时速率不变，且滑草装置与草皮间的动摩擦因数处处相同）（结果可以保留根号）参考答案：【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．A2C2【答案解析】（1）（2）（3）173.2m解析：（1）由得：

（2）由得：

由

可求得：

（3）游客滑下50m后

在水平面上：得：

由

游客在水平面上滑动的最大距离为

【思路点拨】（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，（2）在垂直斜面方向上，受力平衡，求出正压力，根据滑动摩擦力的公式即可求得动摩擦力因素．（3）在水平面上，游客做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学基本公式即可求解．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．18.（14分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F。随时参考答案：解析：（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A