山东省泰安市新泰市某校高三上学期期末仿真模拟物理试题

新泰中学2021级高三上学期期末仿真模拟测试物理试题一、单选题1.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车通过ETC通道前以速度v0行驶，需要在中心线前方一定距离处匀减速至速度v1，匀速到达中心线后，再匀加速至原速度v0继续行驶。设汽车加速和减速的加速度大小相同，则汽车通过ETC通道过程的速度与位移关系图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】匀减速过程有可知抛物线的开口指向x轴负方向，匀加速过程有可知抛物线的开口指向x轴正方向。故选C。2.如图所示，某同学用胶棉拖把擦黑板，拖把由拖杆和拖把头构成。设某拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，拖把头与黑板之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。该同学用沿拖杆方向的力F推拖把，让拖把头在竖直面内的黑板上匀速移动，此时拖杆与竖直方向的夹角为。则下列判断正确的是（）A.黑板受到压力B.拖把对黑板的摩擦力C.上推时的推力D.下推时的推力【答案】D【解析】【详解】下推时，对拖把受力分析由平衡条件，，解得上推时，对拖把受力分析由平衡条件，，解得故选D。3.某学校办公大楼的楼梯每级台阶的形状和尺寸均相同，一小球向左水平抛出后从台阶上逐级弹下，如图，小球在每级台阶上弹起的高度相同，落在每级台阶上的位置到台阶边缘的距离也相同，不计空气阻力，则（）A.小球与每级台阶的碰撞都是弹性碰撞B.小球通过每级台阶的运动时间相同C.小球在空中运动过程中的速度变化量在相等时间内逐渐增大D.只要速度合适，从下面的某级台阶上向右抛出小球，它一定能原路返回【答案】B【解析】【详解】A．由图可知，小球在台阶碰撞后最高点比原来低，则弹起的高度比原来小，机械能越来越小，因为不计空气阻力，可知碰撞中有能量损失，所以小球与每级台阶的碰撞不是弹性碰撞，故A错误；B．小球在每级台阶上弹起的高度相同，在弹起过程中竖直方向由逆向思维可知做自由落体运动，假设弹起的高度为，下落的高度，则可知小球通过每级台阶的运动时间相同，故B正确；C．小球在空中运动过程中的加速度恒定为重力加速度，由知速度变化量在相等时间内不变，故C错误；D．由于在上升过程中重力做负功，碰撞中有能量损失，所以小球不能原路返回，故D错误。故选B。4.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器接入电路的有效阻值为Rp，已知定值电阻R0为4Ω，R为8Ω，滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rp的关系如右图所示，下列说法正确的是（）A.电源的电动势E=4VB.电源的内阻r=2ΩC.滑动变阻器的滑片从右向左移动时，R消耗的功率先增大后减小D.滑动变阻器的滑片从右向左移动时，电源的输出功率一直增大【答案】D【解析】【详解】AB．把滑动变阻器Rp看作外电阻，剩余部分等效为电源内阻，由图可知，当Rp阻值为10Ω时功率最大，说明等效电源内阻为10Ω，所以代入数据解得当Rp阻值为10Ω时，由公式代入数据解得所以R0两端的电压为所以通过R0的电流为所以内电压为所以电源电动势为故AB错误；C．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，有效阻值Rp阻值不断增大，则总电阻不断增大，总电流不断减小，内电压减小，路端电压增大，所以通过R0的电流增大，流过R的电流减小，根据可得出，R消耗的功率一直减小，故C错误；D．当Rp阻值为零时，R0和R并联阻值为并联部分的总电阻一定小于各部分电阻，定值电阻R0为4Ω，虽然随着滑动变阻器电阻不断增大，并联总电阻增大但是并联后的总电阻一定小于4Ω，一定小于电源内阻，这样内外电阻越接近，电源输出功率越大，所以电源输出功率一直增大，故D正确。故选D。5.如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为（）A.m=0.7kg，f=0.5N B.m=0.7kg，f=1.0NC.m=0.8kg，f=0.5N D.m=0.8kg，f=1.0N【答案】A【解析】【分析】本题结合图像考查动能定理。【详解】0~10m内物块上滑，由动能定理得整理得结合0~10m内的图像得，斜率的绝对值10~20m内物块下滑，由动能定理得整理得结合10~20m内的图像得，斜率联立解得故选A。6.劲度系数为k的轻弹簧的两端分别与质量均为m物块B、C相连，放在足够长的倾角为的光滑斜面上，弹簧与斜面平行，C靠在固定的挡板P上，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与B相连，另一端与悬空的物块A相连。开始时用手托住A，使滑轮两侧的轻绳恰好伸直且无弹力，然后松手由静止释放A，C恰好不能离开挡板P。不计空气阻力，重力加速度为g，A、B、C均视为质点，弹簧始终处在弹性限度内，A离地面足够高。下列说法正确的是（）A.物体A质量为mB.物体A下降的最大距离为C.释放A之后的瞬间，物体A的加速度大小为D.物体A从被释放到下降至最低点的过程中，由A、B组成的系统机械能守恒【答案】C【解析】【详解】AB．设弹簧初始的压缩量为x1，弹簧在C恰好不能离开挡板P时的伸长量为x2；物块C恰好不能离开挡板P时，物块C沿斜面上受到的重力分力与弹簧弹力相互平衡，所以有释放物体A前，弹簧处于压缩状态，物块B所受重力分力与弹簧弹力平衡，所以有对物块A、B组成的系统进行分析，物块A、B的终末速度都为零，根据能量守恒可得联立以上三式解得则物体A下降最大距离为故A、B错误；C．释放物体A的瞬间，弹簧的长度来不及改变，物块B所受重力分力与弹簧弹力平衡，所以物块A、B的共同加速度大小为故C正确；D．物体A从被释放到下降至最低点的过程中，弹簧对A、B组成的系统先做正功再做负功，根据功能关系可知，此系统的机械能先增大后减小，故D错误。故选C。7.2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（）A.电场力的瞬时功率为 B.该离子受到的洛伦兹力大小为qv1BC.v2与v1的比值不断变大 D.该离子的加速度大小不变【答案】D【解析】【详解】A．根据功率的计算公式可知P=Fvcosθ，则电场力的瞬时功率为P=Eqv1，A错误；B．由于v1与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F洛=qv2B，B错误；C．根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C错误；D．离子受到的洛伦兹力大小不变，电场力不变，则该离子的加速度大小不变，D正确。故选D。8.如期实现建军一百年奋斗目标，加快把人民军队建成世界一流军队，是全面建设社会主义现代化国家的战略要求。随着军事科技的进步，我国的单兵作战设备的研发获得重大突破，如图为我国研制的首架可实现低空飞行的飞行器。驾驶员在一次使用飞行器飞行时，将身体前倾37°（假设驾驶员身体保持伸直，与竖直方向夹角37°），沿水平方向做加速运动，驾驶员与飞行器总质量为m=80kg。假设飞行过程中发动机对飞行器的推力恒定，方向与身体共线，空气阻力与速度的关系为F阻=kv2，且与飞行方向相反，其中k=1.5N•s2•m2，g取10m/s2，则（）A.飞行过程中发动机对滑板的推力为800NB.本次飞行能达到的最大速度为30m/sC.从静止开始运动30s的过程中，发动机对滑板推力的冲量为3×104N•sD.从静止开始到达到最大速度的过程中，发动机对滑板推力的平均功率为6kW【答案】C【解析】【详解】A．对驾驶员和飞行器整体进行受力分析，如图竖直方向受力平衡，有解得所以A错误；B．由于F阻=kv2，随着驾驶员和飞行器的速度增加，他们所受阻力也增加，运动的加速度减小，他们做加速度减小的加速运动。当加速度等于零的时候，他们的飞行速度达到最大值即解得所以B错误；C．由冲量公式I=Ft，从静止开始运动30s的过程中，发动机对滑板推力的冲量所以C正确；D．根据牛顿第二定律有随着速度的增大，则整体做加速度减小的加速运动，故平均速度故飞行器的平均功率所以D错误；故选C。二、多选题9.如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（）A.粒子一定带正电B.当时，粒子也垂直x轴离开磁场C.粒子入射速率为D.粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A．根据题意可知粒子垂直轴离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，A正确；BC．当时，粒子垂直轴离开磁场，运动轨迹如图粒子运动的半径为洛伦兹力提供向心力解得粒子入射速率若，粒子运动轨迹如图根据几何关系可知粒子离开磁场时与轴不垂直，B错误，C正确；D．粒子离开磁场距离点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图根据几何关系可知解得D正确。故选ACD。10.如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界、进入磁场，速度大小均为；一段时间后，流经a棒的电流为0，此时，b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和，a棒的质量为m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则（）A.时刻a棒加速度大小为B.时刻b棒的速度为0C.时间内，通过a棒横截面的电荷量是b棒的2倍D.时间内，a棒产生的焦耳热为【答案】AD【解析】【详解】A．由题知，a进入磁场的速度方向向右，b的速度方向向左，根据右手定则可知，a产生的感应电流方向是E到F，b产生的感应电流方向是H到G，即两个感应电流方向相同，所以流过a、b的感应电流是两个感应电流之和，则有对a，根据牛顿第二定律有解得故A正确；B．根据左手定则，可知a受到的安培力向左，b受到的安培力向右，由于流过a、b的电流一直相等，故两个力大小相等，则a与b组成的系统动量守恒。由题知，时刻流过a的电流为零时，说明a、b之间的磁通量不变，即a、b在时刻达到了共同速度，设为v。由题知，金属棒a、b相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和，根据电阻定律有，解得已知a的质量为m，设b的质量为，则有，联立解得取向右为正方向，根据系统动量守恒有解得故B错误；C．在时间内，根据因通过两棒的电流时刻相等，所用时间相同，故通过两棒横截面的电荷量相等，故C错误；D．在时间内，对a、b组成的系统，根据能量守恒有解得回路中产生的总热量为对a、b，根据焦耳定律有因a、b流过的电流一直相等，所用时间相同，故a、b产生的热量与电阻成正比，即又解得a棒产生的焦耳热为故D正确。故选AD。11.如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图像如图乙所示，已知重力加速度g，空气阻力不计。下列说法正确的是（）A.在0~h0过程中，F大小始终为2mgB.在0~h0和h0~2h0过程中，F做功之比是15:7C.在0~2h0过程中，拉力F所做的功为4.4mgh0D.在2h0~5h0过程中，物体的机械能不断增加【答案】BCD【解析】【详解】A．Ekh图像的斜率表示合力的大小，0~h0过程中图像为一段直线，可知F恒定，由动能定理得解得即F大小始终为3mg，故A错误；B．F在0~h0过程中，对物体做的功为在h0~2h0过程中，由动能定理代入数据可知解得因此在0~h0和h0~2h0过程中，F做功之比为故B正确；C．在0~2h0过程中，F做功为故C正确；D．在2h0~5h0过程中，Ekh图像为一段直线，F恒定，由动能定理得解得则拉力做正功，物体的机械能增加，故D正确。故选BCD。12.如图所示，在真空中固定的两个等量异种点电荷+Q、Q连线的中垂线上有一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆，杆上有关于电荷连线对称的A、B两点，O为电荷连线的中点。现有电荷量为+q、质量为m的带电小环套在杆上，从A点以初速度v0向B滑动，到达B点时速度恰好为0，则可知（）A.从A到B，小环的电势能始终不变，动能也不变B.小环从A到O点的时间t1大于从O到B的时间t2C.小环运动到O点时的速度大小为D.从A到B，小环的机械能的减少量等于系统产生的热量【答案】CD【解析】【详解】A．根据等量异种电荷周围的电场分布情况，等量异种电荷连线上的电场方向是相同的，在两点电荷连线的中垂线上电场方向垂直于AB向右。带电小环从A到B运动过程中，电场力不做功，小环的电势能始终不变，小环在A点时动能不为0，到B点时动能为0，可见，在运动过程中动能发生变化，故A错误；B．小环从A到B的过程中，受电场力先增大后减小，所以摩擦力也先增加后减少，AB两点关于O点对称，小环能在B点速度减为0，则说明B点时的摩擦力大于重力，可见全过程的摩擦力都大于重力，小环一直在做减速运动，在AO段的平均速度大于OB段的平均速度，因此小环从A到O点的时间t1小于从O到B的时间t2，故B错误；C．根据等量异种电荷周围的电场分布的对称性，小环从A到B克服摩擦力做功为W克f，根据动能定理，有由A到O，有解得故C正确；D．小环从A到B的过程中，由于摩擦力做功，小环的动能和减少的重力势能全部转化为系统产生的热量，故D正确。故选CD。三、实验题13.某小组在做“探究小车做匀变速直线运动的规律”实验时，利用数码相机的连拍功能研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上由静止释放，将数码相机放在较远处对小车进行连拍，设置每0.12s拍一张照片，得到如图乙所示的照片。现测得连拍照片中，位置A~K到位置A的距离分别如下表所示。小车在照片中的位置ABCDEFGHIJK照片中各位置到A位置距离x/00.781742.854.175677.379.2411.2613.4815.88（1）测得小车在照片中的长度为，小车实际长度用游标卡尺测量如图丙所示，其长度为___________；（2）根据以上信息，可求得小车运动到位置E处时的速度大小___________（保留两位有效数字）；（3）现用相同的方法求得其它各个位置的速度大小，并以位置A处为计时起点，在坐标纸上描绘了部分数据点（如图丁）。请在图中描出位置E的速度信息并画出小车速度随时间变化的图像_______，根据图像计算小车的加速度大小__________（保留两位有效数字）。【答案】①.11.035②.0.46③.④.0.49（0.47~0.51均得分）【解析】【详解】（1）[1]其长度为（2）[2]小车运动到位置E处时的速度大小（3）[3]在图中描出位置E的速度信息并画出的小车速度随时间变化的图像如下[4]根据图像计算小车的加速度大小14.某一电势差计原理简化如图甲所示，E0为标准电源，R0为保护电阻，R1由粗细均匀的电阻丝制成，阻值恒定。某实验小组用它来测量一节干电池的电动势和内电阻。（1）当虚线框内接电池M（E1=1.50V，内阻不计）时，调节滑片C，当AC间长度为12.84cm时，灵敏电流计示数为零。如果虚线框内接待测电池N（电动势为Ex，内阻为rx），调节滑片C，当AC间长度为12.50cm时，灵敏电流计示数为零。（2）该实验小组将图乙电路接入图甲虚线框内，来测量测量电池的内阻。他们将电阻箱调至某一阻值R，闭合开关，移动滑片C使电流计G示数为零，测量出此时的AC长度L；改变电阻箱的阻值R，重复调节滑片C使电流计G示数为零，记录下多组R及对应的L值。利用记录的多组R、L数据，作出图像如图丙。（3）待测电池的电动势=___________V，内阻=___________Ω（保留三位有效数字）（4）本实验中若标准电池M的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将___________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。【答案】①.1.46②.1.50③.不变【解析】【详解】（3）[1][2]由图甲可知，当UAC等于虚线框内接电池电动势时，灵敏电流计示数为零，设R1总长L0，AC间长度为L，由闭合电路欧姆定律得则当虚线框内接电池M时当虚线框内接电池N时两式相除，则有解得将图乙电路接入虚线框时，当UAC等于图乙的UR时，灵敏电流计示数为零，则有令，则上式变形为由此可得图像为一倾斜直线，其截距为，其斜率为，故由图丙得解得（4）[3]将电池M接入虚线框后需调节滑片C直至灵敏电流计示数为零，故而电池M中并无电流，所以即使电池M的内阻不可忽略，也不会对实验产生影响，故而待测电池内阻的测量结果不变。四、解答题15.两完全相同的圆柱状玻璃丝M、N，其截面图均为矩形，如图所示，M、N相距为d，直径均为2a。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。一激光在M内的e点恰好发生全反射，之后从M下端面的中点射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面的中点，已知e点到M下端面的距离为。（1）求玻璃丝对该激光的折射率n；（2）求玻璃丝下端面到被测物体表面的距离b。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）玻璃丝发生全反射的临界角为玻璃丝对该激光的折射率为（2）设入射角为，折射角为，根据折射定律有根据几何关系有解得则经被测物体表面镜面反射至N下端面的中点，根据几何关系有玻璃丝下端面到被测物体表面的距离为16.第24届冬季奥林匹克运动会，于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成；比赛中，质量为m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，滑入停止区后，在与C等高的D处速度减为零。B、C间的高度差为h，着陆坡的倾角为，重力加速度为g，不计运动员在助滑道AB受到的摩擦阻力及在整个比赛过程中的空气阻力，求：（1）若以CD所在平面为参考面，A点的机械能；（2）若运动员经过CD段时在最低点对轨道的压力为其重力的4倍，OC与竖直方向的夹角为，运动员在C点落到滑道上进入CD段滑行时的动能变成了刚落在C点时动能的80%，且从C点到最低点过程中摩擦力所做的功为CD段的0.75倍，若CD段可视为圆弧，求圆弧的半径R。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据平抛运动且解得运动员的动能为若以CD所在平面为参考面，从A点到B点根据机械能守恒定律得（2）根据功和能的关系，CD段克服摩擦力的功为CD段减少的机械能从B点到圆弧最低点，根据动能定理得在圆弧最低点根据牛顿第二定律得解得17.如图所示，水平光滑轨道上安装了一理想弹簧发射器，弹簧的原长小于间距离，弹簧左端固定在A处，弹簧右端放置一质量为的物块，使物块向左压缩弹簧且不栓接，弹簧弹性势能为。间距，安装着水平传送带，皮带轮半径；水平轨道光滑，在间某处放置了质量为的物块，为一半径为的竖直光滑圆弧轨道，圆弧终点P处连接了与圆弧相切的斜面，足够长，，，圆心角。由静止释放物块，物块滑过传送带后，与水平面上的物块发生弹性碰撞，物块随后滑上圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数，物块与间的动摩擦因数。取，物块可视为质点，空气阻力不计。（，）（1）若传送带静止，求第一次碰撞后，物块获得的速度大小；（2）若皮带轮以角速度逆时针匀速转动，求物块第一次经过