上海市虹口区第三中学2021年高三物理模拟试题含解析

上海市虹口区第三中学2021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.（多选）水平传送带在电动机的带动下始终以速度v匀速运动．某时刻在传送带上A点处轻轻放上一个质量为m的小物体，经时间t小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为x，A点未到右端，在这段时间内（）A．小物体相对地面的位移大小为xB．传送带上的A点对地的位移大小为xC．由于物体与传送带相互作用产生的热能为mv2D．由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv2参考答案：考点：功能关系；牛顿第二定律．分析：本题A、B应分别求出物体与皮带对地发生的位移即可求解；题C根据加速度定义求出物体运动的加速度即可求出物体受到的阻力f，然后再根据Q=f即可求解；题D电动机多做的功应等于物体增加的机械能与产生热量的和．解答：解：A：物体对地发生的位移为==，皮带发生的位移为=vt，物体相对皮带发生的位移的大小为△x==vt﹣=，再根据题意物体相对传送带的位移大小为x，比较可知△x=x=，所以A正确；B：根据选项A的分析可知，A点对地的位移大小为=vt=2x，所以B错误；C：根据摩擦生热公式Q=f可知，产生的热能为Q=fx=max又物体的加速度应为a=，物体受到的阻力f=ma联立以上各式解得Q=m=，所以C错误；D：根据能量守恒定律可知，电动机多消耗的电能应为=Q+=+=m，所以D错误；故选：A点评：应明确：①在已知速度与时间条件时，可根据x=来求位移；②摩擦生热Q=f；③有关皮带传动问题中，电动机多消耗的电能应等于物体增加的机械能与系统产生的热量之和．2.如图所示，用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态，AO绳水平，OB绳与竖直方向的夹角为θ。则AO绳的拉力T1、OB绳的拉力T2的大小与G之间的关系为（

）A．T1=Gsinθ

B．T1=

C．T2=

D．T2=Gcosθ参考答案：C3.面每隔1/30秒更迭一帧，某时刻屏幕上出现了一辆车匀速奔驰的情景。若观众注视该车车轮的辐条，如图所示，则他所看到的情况不正确是（

）A.若在1/30秒内车轮恰好转过45°，则观众觉得车轮不动B.若在1/30秒内车轮恰好转过360°，则观众觉得车轮不动C.若在1/30秒内车轮恰好转过365°，则观众觉得车轮在倒转

D.若在1/30秒内车轮恰好转过355°，则观众觉得车轮在倒转参考答案：C4.在静止的电梯里放一桶水，把一个轻弹簧的一端连在桶底，另一端连接在浸没在水中的质量为m的软木塞，如图所示．当电梯由静止开始匀加速下降（g＞a）时，轻弹簧的长度将发生怎样的变化

A．伸长量增加

B．伸长量减小

C．伸长量保持不变

D．由伸长变为压缩

参考答案：答案：B

5.如图9所示，斜面体A静止放置在水平地面上。质量为m的滑块B在沿斜面向下的外力F作用下向下运动，此时斜面体受到地面的摩擦力方向向右。若滑块B在下滑时撤去F，滑块仍向下运动的过程中，下列说法中正确是

A．斜面体A所受地面摩擦力可能为零

B．斜面体A所受地面摩擦力的方向一定向右

C．滑块B的加速度方向可能沿斜面向下

D．斜面体A对地面的压力一定变小参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在真空中两个带等量异种的点电荷，电量均为2×10-8C，相距20cm，则它们之间的相互作用力为_________________N。在两者连线的中点处，电场强度大小为_________________N/C。参考答案：F，

F/C

7.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．参考答案：8.湖面上一列水波使漂浮在水面上的小树叶在3.0s内完成了6次全振动．当该小树叶开始第10次振动时，沿此传播方向与该小树叶相距1.8m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，根据上述信息可求得水波的波长

，水波的传播速度大小为

．参考答案：0.20m；0.40m/s【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】小树叶在3.0s内全振动了6次，求出树叶振动一次的时间即树叶振动的周期，等于此水波的周期．由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m经历的时间为9个周期，求出传播时间，得到波速．若振动的频率变大，波速不变，波传播的时间不变．【解答】解：据题，小树叶在3.0s内全振动了6次，则此水波的周期为T=s=0.5s，由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m、经历的时间为9个周期，即为t=4.5s，波速为v=，波长为λ=vT=0.4×0.5m=0.20m．故答案为：0.20m；0.40m/s9.在距离地面某高处，将小球以速度沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等。小球在空中飞行到某一位置A时位移与水平方向的夹角为（不计空气阻力），则小球在A点的速度大小为________________，A点离地高度为________________。参考答案：，10.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分．图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：（1）照片的闪光频率为

Hz．．（2）小球做平抛运动的初速度的大小为

m/s．参考答案：0.75．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．【解答】解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，因此闪光频率为：故答案为：10．（2）小球水平方向做匀速直线运动，故有：x=v0t，其中x=3L=7.5cm所以v0=0.75m/s故答案为：0.75．11.某同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得。①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________。（结果保留2位有效数字）②在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据。在分析处理时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象，乙同学则认为应该作出与其质量倒数的图像。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学__________（填“甲”、“乙”）的方案更合理。③在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力的图线如图（c），该图线不通过坐标原点的原因是______________________________。参考答案：12.一辆汽车在平直公路上以10m/s的速度行驶，由于前方有障碍物，司机发现后立即刹车，刹车加速度大小为2m/s2，则汽车经3s时的速度大小为

m/s；经10s时的位移大小是m．参考答案：4m/s；25m【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】汽车刹车后的运动可以看成是匀减速直线运动．已知初速度和加速度，求几秒后通过的位移可以运用匀变速直线运动的公式．要注意汽车刹车是一项实际运动．一段时间后汽车就停止运动，所以要判断汽车从刹车到停止所需的时间，根据这个时间来运用公式．【解答】解：汽车刹车后做匀减速直线运动，设刹车时间为t，则t===5s因为3s＜5s所以汽车经3s时的速度大小为：v=v0+at=（10﹣3×2）m/s=4m/s因为10s＞5s故汽车在5s末就停止运动，所以x==10×5﹣×2×25m=25m故答案为：4m/s；25m13.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量关系的实验，图中（甲）为实验装置简图。钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为（1）他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是________（选填字母代号）.A．实验时要平衡摩擦力

B．实验时不需要平衡摩擦力C．钩码的重力要远小于小车和砝码的总重力

D．实验进行时应先释放小车再接通电源（2）如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点)，已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm。则打C点时小车的速度为

m/s，小车的加速度是

m/s2。(计算结果均保留三位有效数字)（3）由于他操作不当得到的a－F关系图象如图所示，其原因是：_______________________________________

(4)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是（

）

A.=200,=10、15、20、25、30、40B.=200,=20、40、60、80、100、120C.=400,=10、15、20、25、30、40D.=400,=2040、60、80、100、120参考答案：（1）AC(2分，选对一个给1分)

（2）

1.24(2分)

6.22(2分)（3）没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2分）

（4）C（2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：

(1)图中a端应是电源

极；

(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，

(3)当用绿光照射光电管K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是

A.增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大

B.增大绿光照射强度，电路中光电流增大

C.改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流

D.改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流参考答案：15.某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件.图甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）

规

格电流表（A1）

量程0～50mA,内阻约为50Ω电流表（A2）

量程0～200mA,内阻约为10Ω电压表（V1）

量程0～3V,内阻约为10kΩ电压表（V2）

量程0～15V,内阻约为25kΩ滑动变阻器（R1）

阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器（R2）

阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA

直流电源（E）

输出电压6V，内阻不计开关（S）

导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用

；电压表应选用

；滑动变阻器应选用

.(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号.

(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而

（选填“增大”、“减小”或“不变”），当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为

W．参考答案：(1)A2（1分）

V1（1分）R1

（1分）(2)如图所示（3分）(3)减小（1分），0.12（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量为m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的v–t图线，如图14所示。（取sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s)求：小物块冲上斜面过程中加速度的大小；小物块与斜面间的动摩擦因数；（3）小物块返回斜面底端过程中，沿斜面下滑的距离是多少时，小物块的动能和重力势能相等，并求出此相等的值为多少？（设斜面底端重力势能为零）参考答案：见解析17.如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平地面间的夹角θ=600，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点．已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小E2=，磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；在第二象限分布着沿x轴正向的匀强电场，场强大小未知．现将放在A点的带电小球由静止释放，恰能到达C点，问（1）分析说明小球在第一象限做什么运动；（2）小球运动到B点的速度；（3）第二象限内匀强电场的场强E1．参考答案：解：（1）当带电小球进入第一象限后所受电场力：F=qE2=mg，方向竖直向上，电场力与重力合力为零，小球所受合外力为洛伦兹力，小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动；（2）小球运动轨迹如图所示：由几何关系可得：R==L，小球在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvBB=m，解得：vB=；（3）小球从A到B过程，由动能定理得：qE1L=mvB2﹣0，解得：E1=；答：（1）小球在第一象限做匀速圆周运动；（2）小球运动到B点的速度为；（3）第二象限内匀强电场的场强E1为．18.如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ（2）cd离NQ的距离s（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律；电磁感应中的能量转化．专题：压轴题；电磁感应——功能问题．分析：（1）当刚释放时，导体棒中没有感应电流，所以只受重力、支持力与静摩擦力，由牛顿第二定律可求出动摩擦因数．（2）当金属棒速度稳定时，则受到重力、支持力、安培力与滑动摩擦力达到平衡，这样可以列出安培力公式，产生感应电动势的公式，再由闭合