2021屆湖南省湘西土家族苗族自治州永順縣 高三上學(xué)期新高考物理模擬（四）（含答案）

第19頁/共19頁2021屆高三新高考物理模擬（四）本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分?？荚嚂r間90分鐘第Ⅰ卷（選擇題部分共36分）一、選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1.下列說法正確的是（）A.行星在橢圓軌道上運行速率是變化的，離太陽越遠(yuǎn)，運行速率越大B.只要知道兩個物體的質(zhì)量和兩個物體之間的距離，就可以由F＝G計算物體間的萬有引力C.第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小速度D.若物體的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則物體可繞太陽運行【答案】D【解析】【詳解】A．行星在橢圓軌道上運行速率是變化的，根據(jù)開普勒第二定律可知，離太陽越遠(yuǎn)，運行速率越小，故A錯誤；B．萬有引力定律適用于可以視為質(zhì)點的兩個物體，當(dāng)兩物體間的距離趨近于零時，不再適用，故B錯誤；C．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大速度，故C錯誤；D．若物體的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則物體脫離了地球的束縛，但沒有脫離太陽的束縛，故物體可繞太陽運行，故D正確。故選D。2.如圖所示，一小球（可視為質(zhì)點）沿斜面勻加速下滑，依次經(jīng)過A、B、C三點。已知AB＝18m，BC＝30m，小球經(jīng)過AB和BC兩段所用的時間均為2s，則小球經(jīng)過A、B、C三點時的速度大小分別是（）A.12m/s，13m/s，14m/s B.10m/s，14m/s，18m/sC.8m/s，10m/s，16m/s D.6m/s，12m/s，18m/s【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)△x=at2得B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則有則C點的速度為vC=vB+at=12+3×2=18m/sA點的速度為vA=vB-at=12-3×2=6m/s則選項ABC錯誤，D正確。故選D。3.如圖所示，A、B兩個物塊的重力分別是，，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時彈簧的彈力，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力有可能是（）A.和 B.和C.和 D.和【答案】D【解析】【詳解】彈簧可能是壓縮狀態(tài)，也可能是拉伸狀態(tài)。設(shè)繩子的拉力，地板的支持力，彈簧的彈力為F。分情況討論：(1)如果彈簧是壓縮狀態(tài)時，A、B受力圖如圖所示對物體A對物體B由于、、計算可得，(2)如果彈簧是拉伸狀態(tài)時，圖中的F分別反向。對物體A對物體B計算可得，故D正確，ABC錯誤。故選D。4.如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（）A.小車靜止時，F(xiàn)=mgsinθ，方向沿桿向上B.小車靜止時，F(xiàn)=mgcosθ，方向垂直桿向上C.小車向右以加速度a運動時，一定有D.小車向左以加速度a運動時，，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角α滿足【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．小車靜止時，球受到重力和桿的彈力作用，由平衡條件可得桿對球的作用力方向豎直向上，故AB錯誤；C．小車向右以加速度

a運動時，如圖甲所示，只有當(dāng)時，才有故C錯誤；D．小車向左以加速度

a運動時，根據(jù)牛頓第二定律可知小球受到的合力水平向左，如圖乙所示，則桿對球的作用力方向斜向左上方，與豎直方向的夾角滿足故D正確。故選D。5.地球的近地衛(wèi)星線速度約為8km/s，已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，地球半徑約為月球半徑的4倍，下列說法正確的是()A.在月球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度約為8km/s B.月球衛(wèi)星的環(huán)繞速度可能達(dá)到4km/sC.月球的第一宇宙速度約為1.8km/s D.“近月衛(wèi)星”的速度比“近地衛(wèi)星”的速度大【答案】C【解析】【分析】根據(jù)“地球的近地衛(wèi)星線速度”、半徑比、質(zhì)量比可知本題考查的是第一宇宙速度相關(guān)的知識．根據(jù)第一宇宙速度的物理意義，由第一宇宙速度公式代入半徑比、質(zhì)量比即可求解．【詳解】ABCD．根據(jù)第一宇宙速度，月球與地球的第一宇宙速度之比為：月球的第一宇宙速度約為：在月球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度約為1.8km/s，月球衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于1.8km/s．“近月衛(wèi)星”的速度1.8km/s，小于“近地衛(wèi)星”的速度．A.在月球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度約為8km/s不符合題意B.月球衛(wèi)星的環(huán)繞速度可能達(dá)到4km/s不符合題意C.月球的第一宇宙速度約為1.8km/s符合題意D.“近月衛(wèi)星”的速度比“近地衛(wèi)星”的速度大不符合題意6.一鐵球懸掛在OB繩的下端，輕繩OA、OB、OC的結(jié)點為O，輕繩OA懸掛在天花板上的A點，輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測力計上。第一次，保持結(jié)點O位置不變，某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置，如圖中的甲所示，彈簧測力計的示數(shù)記為F1；第二次，保持輕繩OC垂直于OA，緩慢釋放輕繩，使輕繩OA轉(zhuǎn)動到豎直位置，如圖中的乙所示，彈簧測力計的示數(shù)記為F2，則（）A.F1恒定不變，F(xiàn)2逐漸增大 B.F1、F2均逐漸增大C.F1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸減小 D.F1逐漸增大，F(xiàn)2先減小后增大【答案】C【解析】【詳解】題圖甲中，OA與OC的合力與重力等大反向，且保持不變，OA的方向不變，通過畫矢量圖可知，當(dāng)OC順時針轉(zhuǎn)動到水平位置時，F(xiàn)1先減小后增大，如圖所示題圖乙中，設(shè)OA繩與豎直方向的夾角為θ，因為OA與OC垂直，且合力與重力等大反向，故F2＝mgsinθ，根據(jù)題意，隨著θ的減小，F(xiàn)2逐漸減小，如圖所示，故C正確，ABD錯誤。故選C。7.在一斜面頂端，將甲、乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的（）A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍【答案】A【解析】【詳解】設(shè)斜面的傾角為，則有解得則小球落在斜面上時的豎直分速度為根據(jù)平行四邊形定則知小球落至斜面時的速率則有因甲、乙兩球的初速度之比為3：1，則兩球落在斜面上的速率之比為3：1，即甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的3倍。故選A。8.如圖，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著，彈簧固定在豎直板上．兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知球B質(zhì)量為m，O點在半圓柱體圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角．OA長度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45°角，現(xiàn)將輕質(zhì)細(xì)線剪斷的瞬間(重力加速度為g)A.彈簧彈力大小B.球B的加速度為gC.球A受到的支持力為D.球A的加速度為【答案】D【解析】【詳解】A、隔離對B分析，根據(jù)共點力平衡得：水平方向有：豎直方向有：，則，彈簧彈力，A錯誤；B、輕繩剪斷后，，另兩個力不變，此時：，B錯誤；C、輕繩剪斷后，，沿圓弧切線和沿半徑方向處理力，瞬間速度為零，沿半徑方向合力為零，有：，C錯誤；D、沿切線方向，，D正確；故選D．9.設(shè)地球的半徑為R0，質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面2R0高處做勻速圓周運動，地面的重力加速度為g，則下列說法正確的是()A.衛(wèi)星的線速度為B.衛(wèi)星的角速度為C.衛(wèi)星的加速度為D.衛(wèi)星的周期為【答案】CD【解析】【詳解】衛(wèi)星在距地面2R0高處做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得，在地球表面處有，其中r1＝R0，r2＝3R0，聯(lián)立以上各式解得：，，，，A、B錯誤，C、D正確．10.如圖，在某次比賽中，排球從底線A點的正上方以某一速度水平發(fā)出，排球正好擦著球網(wǎng)落在對方底線的B點上，且AB平行于邊界CD。已知網(wǎng)高為h，球場的長度為s，重力加速度為g，不計空氣阻力且排球可看成質(zhì)點，則排球被發(fā)出時，擊球點的高度H和水平初速度v分別為（）A.H=h B.H=hC.v= D.v=【答案】AD【解析】【分析】【詳解】AB．排球做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，由x=vt可知，排球從初位置運動到網(wǎng)的位置與排球從初位置到落地的時間之比為t1∶t2=∶s=1∶2排球在豎直方向上做自由落體運動，由h=gt2得解得H=h，A正確，B錯誤；CD．排球從被發(fā)出至落在B點的過程中有s=vt，所以C錯誤，D正確。故選AD。11.如圖，水平地面上有三個靠在一起物塊P、Q和R，質(zhì)量分別為m、2m和3m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)都為μ。用大小為F的水平外力推動物塊P，設(shè)R和Q之間相互作用力與Q與P之間相互作用力大小之比為k。下列判斷正確的是（）A.若μ≠0，則k＝ B.若μ≠0，則k＝C.若μ＝0，則k＝ D.若μ＝0，則k＝【答案】BD【解析】【詳解】對整體，由牛頓第二定律有F－μ（m＋2m＋3m）g＝（m＋2m＋3m）a設(shè)R和Q之間相互作用力的大小為F1，Q與P之間相互作用力的大小為F2，對R，由牛頓第二定律有F1－μ（3m）g＝3ma解得F1＝對Q和R組成的整體，由牛頓第二定律有F2－μ（2m＋3m）g＝（2m＋3m）a解得F2＝所以與μ無關(guān)。故選BD。12.如圖甲所示，一長為2m、質(zhì)量為2kg的長木板靜止在粗糙水平面上，有一個質(zhì)量為1kg可視為質(zhì)點的小物塊置于長木板右端。對長木板施加的外力F逐漸增大時，小物塊所受的摩擦力Ff隨外力F的變化關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)改用F1的水平外力拉長木板，取g＝10m/s2，則小物塊在長木板上滑行的時間為1s，則下列說法正確的（）A.長木板與水平面間的滑動摩擦力為4N B.F1=22NC.這段時間內(nèi)小物塊的加速度a1＝4m/s2 D.這段時間內(nèi)長木板的加速度a=6m/s2【答案】BC【解析】【詳解】A．由題圖乙知力F較小時，小物塊和長木板均靜止，隨著外力的增大二者先一起加速運動，后來發(fā)生相對滑動，當(dāng)F>2N時二者開始加速，表明長木板受水平面的滑動摩擦力Ff2＝2N，故A錯誤；BCD．當(dāng)F>14N時小物塊和長木板開始相對滑動，根據(jù)題意小物塊在長木板上滑行時間為1s，則F1>14N，此時小物塊受到的摩擦力Ff1＝4N，根據(jù)牛頓第二定律Ff1＝ma1解得小物塊的加速度a1＝4m/s2由運動學(xué)規(guī)律知小物塊在長木板上滑行的時間滿足解得長木板的加速度為a＝8m/s2由牛頓第二定律可得－Ff1－Ff2＝Ma解得F1=22N故BC正確，D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷（非選擇題部分共64分）二、填空題（本題共2道小題，共15分）13.某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進(jìn)行研究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示．已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在ABCDE五個點中，打點計時器最先打出的是______點，在打出C點時物塊的速度大小為______m/s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為_____m/s2（保留2位有效數(shù)字）．【答案】①.A②.0.233③.0.75【解析】【詳解】分析可知，物塊沿傾斜長木板最勻加速直線運動，紙帶上的點跡，從A到E，間隔越來越大，可知，物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A點；在打點計時器打C點瞬間，物塊的速度；根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度．故本題正確答案為：A；0.233；0.75．14.某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證牛頓第二定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)?；瑝K在細(xì)線的牽引下向左做加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機(jī)可以得到電壓U隨時間t變化的圖像，如圖乙所示。（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1____Δt2（選填“＞”“＝”或“<”）時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d＝__________mm。（3）滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機(jī)得到的圖像如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)驗證牛頓第二定律，還應(yīng)測出兩光電門間距離L和____________________（寫出物理量的名稱及符號）。（4）若上述物理量間滿足關(guān)系式___________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)滿足牛頓第二定律?！敬鸢浮竣?＝②.8.473（8.472~8.474）③.滑塊P和遮光條總質(zhì)量M④.【解析】【詳解】（1）[1]檢驗氣墊導(dǎo)軌水平的方法是輕推滑塊，看滑塊是否做勻速直線運動，則有Δt1＝Δt2。（2）[2]螺旋測微器讀數(shù)是固定和可動刻度之和，故d=8mm+47.3×0.01mm=8.473mm（3）[3]對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得mg＝（m＋M）a根據(jù)速度位移公式有其中，則有結(jié)合題中Δt1、Δt2、d、L，可以測量加速度，故還需要測量滑塊P和遮光條的總質(zhì)量M。（4）[4]將（3）中的方程聯(lián)立得，只需證明三、計算題（本題共3道小題，共34分）15.飛機(jī)在水平跑道上加速滑行時受到機(jī)身重力mg、豎直向上的機(jī)翼升力F升、發(fā)動機(jī)推力F推，空氣阻力F阻、地面支持力N和輪胎受地面的摩擦阻力f。已知升力與阻力均與飛機(jī)運動的速度平方成正比，即F升=k1v2，F(xiàn)阻=k2v2，k1、k2為已知量，輪胎受地面的摩擦阻力f與地面的支持力成正比，比例系數(shù)為μ，假設(shè)飛機(jī)在跑道上加速滑行時發(fā)動機(jī)推力F推=。（1）飛機(jī)起飛時的速度v多大？（2）若要求飛機(jī)在水平跑道上勻加速滑行，則輪胎受地面的摩擦阻力f與地面的支持力成正比的比例系數(shù)為μ應(yīng)滿足怎樣的條件？（3）若飛機(jī)在水平跑道上從靜止開始勻加速滑行后起飛，跑道的長度至少多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)題意，飛機(jī)剛要離開跑道時，地面支持力為零，飛機(jī)的升力與重力平衡，故有解得飛機(jī)起飛時的速度為（2）設(shè)摩擦阻力f與地面的支持力的比例系數(shù)為μ，根據(jù)牛頓運動定律，得飛機(jī)水平方向受推力、摩擦力和阻力作用，合力使飛機(jī)產(chǎn)生加速度有代入數(shù)據(jù)可得要使飛機(jī)做勻加速運動，故可知即滿足（3）飛機(jī)勻加速運動的加速度為起飛的條件為即由勻加速運動關(guān)系式得16.如圖所示，將一質(zhì)量為m=0.1kg的小球自水平平臺右端O點以初速度v０水平拋出，小球飛離平臺后由A點沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC，并沿軌道恰好通過最高點C。圓軌道ABC的形狀為半徑R=2.5m的圓截去了左上角127°的圓弧，CB為其豎直直徑，（sin53°=0.8，g=10m/s2）求：（1）小球經(jīng)過C點的速度大??；（2）小球運動到軌道最低點B時軌道對小球的支持力大?。唬?）平臺末端O點到A點的豎直高度H?！敬鸢浮浚?）5m/s；（2）6N；（3）3.36m【解析】【分析】【詳解】（1）恰好過C點，也就是在C點，重力提供向心力（2）B→C的過程，由動能定理在B點，合力提供向心力解得（3）O→A，小球做平拋運動，在豎直方向在A點sin53°=A→C過程中聯(lián)立得：H=3.36m17.如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，ad邊與磁場邊界平行．從ad邊剛進(jìn)入磁場直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運動，求：（1）感應(yīng)電動勢的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q．【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【詳解】由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢綜合閉合電路歐姆定律和解題．(1)從a