2022-2023学年重庆大足第一中学高三物理模拟试题含解析

2022-2023学年重庆大足第一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，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，B、C两小球在固定的光滑斜面上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c球放在垂直于斜面的光滑挡板上。现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线、弹簧均与斜面始终平行．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A竖直向下运动至速度最大时C恰好离开挡板．下列说法正确的是 A．斜面倾角

B．斜面倾角 C．A获得最大速度为

D．A获得最大速度为参考答案：AD2.某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，图所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是

A．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态B．在5s～10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力C．在10s～20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态D．在20s～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态参考答案：BD3.为减少二氧化碳排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F－图，如图所示(图中AB、BO均为直线)．假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则A．在全过程中，电动车在B点时速度最大B．BA过程电动车做匀加速运动C．CB过程电动车做减速运动D．CB过程电动车的牵引力的功率恒定参考答案：BD4.如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，圆心为O。一小球（可视为质点）从与圆心等高的圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出，落于圆轨道上的C点。已知OC的连线与OA的夹角为θ，重力加速度为g，则小球从A运动到C的时间为(

)A．cot

B．tan

C．cot

D．tan参考答案：D5.（多选题）如图所示，正方形abcd区域内（含边界）有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子（重力忽略不计）若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成45°的方向（如图中虚线所示），以各种不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（）A．该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场B．若该带电粒子从ab边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0C．若该带电粒子从bc边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0D．若该带电粒子从cd边射出磁场，它在磁场中经历的时间一定是t0参考答案：AD【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】根据几何关系确定带电粒子在磁场中的运动轨迹并确定其圆心角，根据其从各边穿出时的角度及时间确定能否从各边穿出．【解答】解：带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T=2t0．粒子在磁场中转过的圆心角为θ，粒子在磁场中的运动时间：t=T；随粒子速度逐渐增大，轨迹由①→②→③→④依次渐变，粒子运动轨迹如图所示；A、由图可知粒子在四个边射出时，射出范围分别为OG、FE、DC、BA之间，不可能从四个顶点射出，故A正确；B、粒子从ab边射出时，其转过的圆心角：45°≤θ＜135°，粒子运动时间：t0≤t＜t0，故B错误；C、粒子从bc边射出时，其转过的圆心角：135°≤θ＜180°，粒子运动时间：t0≤t＜t0，故C错误；D、从cd边射出磁场的粒子在磁场中转过的圆心角为θ=270°，粒子在磁场中的运动时间：t=T=t0，故D正确；故选：AD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学的质量为60kg，在一次野营中，他从岸上以2m/s的速度，跳到一条以0.5m/s的速度正对着他飘来的小船上，跳上船后他又走了几步，最终停在船上。已知小船的质量为140kg，则人与小船共同运动的速度大小为_______m/s，运动方向为________。（填“向左”或“向右”）参考答案：0.25；向右7.水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为30，从水面上射出时的折射角是45，则水的折射率为____，光在水面上发生全反射的临界角为____。参考答案：8.小胡同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。如上图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速通过测量为n（r/s）时，则大齿轮的角速度是

rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2外，还需要测量的物理量是

。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为：

。参考答案：2πn,

车轮半径r3,2πn9.油酸密度为、摩尔质量为M、油酸分子直径为d0将体积为V0的油酸溶于酒精，制成体积为nV0的油酸酒精溶液．用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V0若把每个油分子看成球形，一滴油酸在水面上形的n的单分子油膜的面积是

，阿伏加德罗常数NA的表达式是

．参考答案：，．【考点】用油膜法估测分子的大小．【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．则用1滴此溶液的体积除以油酸分子的直径，等于1滴此溶液的面积．根据摩尔质量与密度，求出摩尔体积，然后与单个分子的体积的比值，即为阿伏伽德罗常数．【解答】解：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，水面上的面积S=油酸的摩尔体积为VA=阿伏加德罗常数为NA==故答案为：，．10.牛顿第一定律表明，力是物体

发生变化的原因;该定律引出的一个重要概念是

。参考答案：运动状态；惯性力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体产生形变；牛顿第一定律通过实验总结出了力是改变物体运动状态的原因；从而引出一切物体都有保持原来运动状态的属性，即惯性。【考点】牛顿第一定律

11.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度ω的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n．测得几组不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN．（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度ω的关系式Ek=2ω2；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角速度ω=2rad/s．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径．根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能．（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式．（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度．解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?πD，代入计算得到数据如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=kω2．当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．k是比例系数．将任一组数据比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是Ek=2ω2（3）根据动能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关．12.(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：

④②③①13.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为μ=0.2，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m．在此过程中力F做功为

J，摩擦力做功为 J．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“共点力合成”实验中，（1）通过本实验可以验证共点力合成时遵循的法则是

法则。（2）在实验过程中要注意：细绳、弹簧秤应与水平木板保持

，弹簧秤伸长的方向与细绳要

。（3）如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F’为实验测得的合力。可以判断

同学的实验结果是明显错误的。

参考答案：（1）平行四边形（2分）（2）在同一水平面内（或平行）（1分）；在同一直线上（1分）（3）乙（2分）15.某实验小组在实验室用如图（甲）所示的装置来研究加速度和有关能量的问题．（1）需要将长木板的右端垫高（即平衡摩擦力，下面实验均有此步骤），直到在没有砂桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能做匀速直线运动．（2）同学B若用此实验装置来验证砂和砂桶（质量为m）以及小车（质量为M）组成的系统机械能守恒，以OC段的运动为例（设OC的距离为x3），其实验数据应满足的关系式是mgx3=（m+M），（用本题的符号表示，不要求计算结果，已知当地重力加速度为g，相邻两个计数点间时间间隔为T）（3）同学C采用图（甲）的装置研究和外力做功和动能关系，根据实验数据若绘出了△v2﹣s图线（其中△v2=v2﹣v02，），图线应是一条过原点的倾斜直线．（4）同学甲和乙采用图（甲）装置研究小车加速度和力之间的关系，由于操作失误，根据实验数据做出了a﹣F图象如图（丙）所示：则有图中信息可知：①小车的质量M=2.0kg．（结果保留两位有效数字）②分析后知道，甲乙两个同学在平衡摩擦力时将长木板垫高的高度h甲大于h乙（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：解：（1）直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能匀速直线运动，摩擦力得到平衡；（2）在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以C点的瞬时速度v，则系统机械能守恒满足mgx3=（m+M）vC2=（m+M），（3）由动能定理，，则，图线应是一条过原点的倾斜直线，（4）由a﹣F图线可知，图中图线的斜率为k=，则小车的质量M=，根据图象可知，当F=0时，甲的加速度大，所以甲的倾角大，则甲乙两个同学在平衡摩擦力时将长木板垫高的高度h甲大于h乙．故答案为：（1）匀速直线；（2）mgx3=（m+M）；（3）过原点的倾斜直线；（4）2.0；大于四、计算题：本题共3小题，共计47分16.相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同．ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计．t=0时刻起，ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止沿导轨向上匀加速运动，同时也由静止释放cd棒．（1）求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；（2）已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；（3）①判断cd棒的运动过程，②求出cd棒达到最大速度所对应的时刻t1，③在图（c）中画出前5秒内cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象．参考答案：解：（1）经过时间t，金属棒ab的速率v=at，此时，回路中的感应电流为I==，对金属棒ab，由牛顿第二定律得：F﹣BIL﹣m1g=m1a，由以上各式整理得：F=m1a+m1g+，在图线上取两点：t1=0，F1=11N；t2=2s，F2=14.6s代入上式得a=1m/s2，B=1.2T；（2）在2s末金属棒ab的速率vt=at′=2m/s，所发生的位移s==2m，由动能定律得WF﹣m1gs﹣W安=，又Q=W安，联立以上方程，解得Q=18J；（3）①cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动．②当cd棒速度达到最大时，有m2g=μFN，又FN=F安，F安=BIL，根据欧姆定律可得：I=，而vm=at1整理得；③fcd随时间变化的图象如图（c）所示．答：（1）磁感应强度B的大小为1.2T，ab棒加速度大小为1m/s2；（2）已知在2s内外力F做功40J，这一过程中两金属棒产生的总焦耳热为18J；（3）①cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动．②cd棒达到最大速度所对应的时刻为2s；③在图（c）中画出前5秒内cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象见解析图．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用；BB：闭合电路的欧姆定律；BH：焦耳定律．【分析】（1）根据E=BLv、闭合电路的欧姆定律和牛顿第二定律推导出F﹣t的关系式，根据图线的数据求解；（2）根据运动学公式求解在2s末金属棒ab的速率和发生的位移，由动能定律求解产生的焦耳热；（3）①根据受力情况确定运动情况．②当cd棒速度达到最大时，根据共点力的平衡、安培力的计算公式和欧姆定律得到时间t1的表达式，代入数据求解．17.如图所示，可自由移动的活塞将密闭的汽缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始状态时，A、B两部分的温度都是800K，B中气体的压强为1.25×105