2022年山西省忻州市古城中学高三物理模拟试题含解析

2022年山西省忻州市古城中学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.如图所示，半径为R的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内，质量为m的小球A套在大圆环上。上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B连接井一起套在杆上，小球A和滑块B之间用长为2R的轻杆分别通过铰链连接，当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长；此时给A一个微小扰动（初速度视为0），使小球A沿环顺时针滑下，到达环最右侧时小球A的速度为（g为重力加速度）。不计一切摩擦，AB均可慢为质点，则下列说法正确的是A.小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒B.小球A从圆环最高点到达环最右刻的过程中滑块B的重力能减小C.小球A从腰环最高点到达医环最右的过程中小球A的重力能小了D.小球A从圆环最高点到达环最右侧的过程中弹簧的弹性势能增加了参考答案：DA.轻质弹簧、小球A、滑块B和轻杆组成的系统机械能守恒。故A错误。B.开始是滑块B距离圆环最高点的距离为，小球A从圆环最高点到达环最右侧时，滑块B距离圆环最高点的距离为,所以在这个方程，小球B下降的距离为，可得滑块B重力能减小量为。故B错误。C.小球A从环最高点到达环最右的过程中下降的高度为,所以重力势能的减小量为。故C错误。D.小球A到达环最右侧时，A、B的速度方向都是竖直向下的，此时他们与轻杆的夹角相等，由因为A、B的速度沿轻杆方向的分量相等，所以A、B的速度相等：，在整个过程由能量的转化与守恒可得弹簧的弹性势能：。故D正确。2.如图所示为远距离高压输电示意图，关于远距离输电，下列表述错误的是（）A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好参考答案：C【考点】远距离输电．【分析】根据P=UI，得出输电电流与输送功率的关系，再根据P损=I2R得出损失的功率与什么因素有关．【解答】解：A、增加输电导线的横截面积，根据电阻定律知可以减小输电线的电阻，从而减少损失的功率．故A正确．B、根据P=UI，输电电压越高，输电电流越小，再根据P损=I2R知，损耗的功率越小．故B正确．C、输电电压一定，输送功率越大，输电电流越大，根据P损=I2R知，损失的功率越大．故C错误．D、在高压输电的过程中，电压过高时，感抗和容抗影响较大，所以不一定是电压越高越好．故D正确．本题选错误的，故选：C．3.质量为50kg的运动员，从10m高的跳台上以4m/s的速度跳出，假设运动员与跳台之间的平均作用力是800N。则下列说法正确的（

）A、运动员起跳时做了8000J的功；

B、运动员起跳时做了400J的功；C、若不计空气阻力，运动员入水时的速度是184m/s；D、若运动员落水的速度为13m/s，则他克服空气阻力做了1175J功；参考答案：BD4.关于电磁感应现象，下列说法正确的是A．有磁感线穿过线圈，线圈中一定产生感应电动势B．穿过线圈的磁通量变化，线圈中一定产生感应电动势C．穿过线圈的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大D．穿过线圈的磁通量增大时，线圈中产生的感应电动势不一定增大参考答案：

答案：BD5.如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中．设小球电量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有（

）A．小球加速度一直减小

B．小球速度先减小，直到最后匀速C．杆对小球的弹力一直减少

D．小球所受洛伦兹力一直减小参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直射入容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分从d孔射出，则从两孔射出的电子速率之比vc:vd=

，从两孔中射出的电子在容器中运动的时间之比tc:td=

。参考答案：

答案：2:1

tc:td=1:27.如图所示，为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力大小作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如右图所示）。分析此图线OA段可得出的实验结论是_________________________________。（3）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(

)（单选题）A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车的总质量，(2分)小车所受外力，(2分)（2）在质量不变的条件下，加速度与外力成正比,(2分)

(3)C8.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。

①在某次实验中，得到如图乙所示纸带，A、B、C、D为四个计数点（A点为第一个计数点，以后每5个计时点取一个计数点），量得BC=6.81cm；CD=8.03cm，则打C点时小车的速度vc=

m/s，由纸带求得小车运动的加速度a=

m/s2（结果均保留三位有效数字）

②用如图甲装置实验，根据实验数据作出如图丙的a—F图线，从图中发现实验中存在的问题是

。参考答案：①0.742，1.22②没有平衡摩擦力或平衡摩擦力的倾角太小（9.某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里，最多能举起质量为80kg的物体，那么此时电梯的加速度大小应为

m／s2，若电梯以5m／s2的加速度上升时，那么此人在电梯中，最多能举起质量为

kg的物体．(g＝10m／s2)参考答案：

2.5_40

10.为了测量人骑自行车的功率，某活动小组在操场的直道上进行了如下实验：在离出发线5m、10m、20m、30m……70m的地方分别划上8条计时线，每条计时线附近站几个学生，手持秒表，听到发令员的信号后，受测者全力骑车由出发线启动，同时全体学生都开始计时，自行车每到达一条计时线，站在该计时线上的几个学生就停止计时，记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下（每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值）：运动距离s（m）0510203040506070运动时间t（s）02.44.26.37.89.010.011.012.0各段速度（m/s）2.08①4.766.678.33②10.010.0（1）请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据：①

m/s；②

m/s（保留三位有效数字）。（2）次实验中，设运动过程中学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比，其比例系数为15N·s/m，则在20m～30m路段的平均阻力f1与30m～40m路段的平均阻力f2之比f1：f2=

；若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变，则P=

W。参考答案：（1）①

2.78

②

10.0

（2）1∶1.25（6.67∶8.33）

1500W

11.在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，每相邻两个记数点之间有四个点未打出，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点，电源频率为50HZ．测得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm．（1）在计时器打出点4时，小车的速度为：v4=0.314m/s．（2）该匀变速直线运动的加速度的大小a=0.496m/s2．（结果均保留三位有效数字）参考答案：考点：测定匀变速直线运动的加速度．版权所有专题：实验题；直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小．解答：解：电源频率为50Hz，打点时间间隔是0.02s，由于两相邻计数点间有四个点未画出，相邻计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s，匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，在计时器打出点4时，小车的速度为：v4==≈0.314m/s；由匀变速直线运动的推论公式：△x=at2可知，加速度的大小：a===≈0.496m/s2，故答案为：0.314；0.496．12.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，13.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m2。

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；参考答案：1，84

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。15.如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:①波的传播方向和传播速度.②求0~2.3s内P质点通过的路程.参考答案：①x轴正方向传播，5.0m/s②2.3m解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播，由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速(2)由于T=0.4s，则,则路程【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图(a)所示,木板与水平面间的夹角θ可以在0到π/2内随意改变,可视为质点的小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动，所能上升的最大距离记为x，今改变θ而使x随之改变,根据所测量的若干组数据可以描绘出x-θ曲线如图(b)所示,若木板足够长,重力加速度g取10m/s2，试根据x-θ曲线和相关的物理规律,求:（1）小木块的初速率v0（2）小木块与木板间的动摩擦系数μ（3）对应于x-θ曲线上x取最小值的P点的坐标值(θ0,xmin)参考答案：（1）由图像可知，当时，x1=5m，此时小物块做竖直上抛运动，ks5u可得

m/s （2分）（2）由图像可知，当时，x2=10m，当木板水平时，由动能定理得ks5u

解得 （2分）（3）当木板与水平方向夹角为时，木块沿木板上滑的距离为x，由动能定理得

得

（2分）令

令

则所以

当时，y存在最大值

（2分）即，

（2分）对应x的最小值为m （2分）

P点坐标为（2分）17.如图甲所示，一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB和光滑圆轨道BCD组成，AB与BCD相切于B点，C为圆轨道的最低点，将物块置于轨道ABC上离地面高为H处由静止下滑，可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N.现将物块放在ABC上不同高度处，让H从零开始逐渐增大，传感器测得物块每次从不同高度处下滑到C点时对轨道的压力N，得到如图乙两段直线PQ和QI，且IQ反向延长线与纵轴交点坐标值为2.5N，g取10m/s2.求：(1)小物块的质量m及圆轨道的半径R；(2)轨道BC所对圆心角；(3)小物块与斜面AB间的动摩擦因数.参考答案：(1)

得mg=2N

m=0.2kg

R=1m(2)(3)

18.如图所示，内壁光滑的绝缘管做在的圆环半径为R，位于竖直平面内．管的内径远小于R，以环的圆心为原点建立平面坐标系xoy，在第四象限加一竖直向下的匀强电场，其它象限加垂直环面向外的