2021-2022學(xué)年福建省莆田市金石中學(xué)高三物理模擬試卷含解析

2021-2022學(xué)年福建省莆田市金石中學(xué)高三物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（多選）勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的是()A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB．質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比C．質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于α粒子(含兩個質(zhì)子，兩個中子)加速參考答案：AC2.小華在實(shí)驗(yàn)室練習(xí)使用多用電表，則下列說法中不正確的是

A.選擇開關(guān)處在“×10Ω”的電阻檔指針位于b時，所測阻值為45Ω

B.選擇開關(guān)處在“直流電壓25V”檔指針位于b時，所測電壓為20．0V

C.使用完多用電表后，把選擇開關(guān)置于圖乙位置比較好

D.選擇開關(guān)處在如丙圖所示檔位時，可以用多用表測量一個電阻為0.8歐的電阻的阻值參考答案：A3.如圖所示，帶電平行金屬板相互正對水平放置，兩板間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場。帶電液滴a沿垂直于電場和磁場的方向進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動，在它正前方有一個靜止在小絕緣支架上不帶電的液滴b。帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰，在極短的時間內(nèi)復(fù)合在一起形成帶電液滴c，若不計支架對液滴c沿水平方向的作用力，則液滴離開支架后

(

)

A．液滴一定帶正電

B．一定做直線運(yùn)動C．一定做勻速圓周運(yùn)動

D．一定做勻變速曲線運(yùn)動參考答案：A4.如圖所示，MN是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線。一個帶正電的粒子（不計重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示。下列結(jié)論正確的是

A．.負(fù)點(diǎn)電荷一定位于N點(diǎn)右側(cè)

B．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度C．帶電粒子在a點(diǎn)時的電勢能小于在b點(diǎn)時的電勢能D．帶電粒子從a到b過程中動量逐漸減小參考答案：B5.如圖所示帶電小球a以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為ha；帶電小球b在水平方向的勻強(qiáng)磁場以相同的初速度v0豎直向上拋出，上升的最大高度為hb；帶電小球c在水平方向的勻強(qiáng)電場以相同的初速度v0豎直向上拋出，上升的最大高度為hc，不計空氣阻力，三個小球的質(zhì)量相等，則（）A.它們上升的最大高度關(guān)系為B.它們上升的最大高度關(guān)系為C.到達(dá)最大高度時，b小球動能最小D.到達(dá)最大高度時，c小球機(jī)械能最大參考答案：BD【分析】當(dāng)小球只受到重力的作用的時候，球做的是豎直上拋運(yùn)動；當(dāng)小球在磁場中運(yùn)動到最高點(diǎn)時，由于洛倫茲力的作用，會改變速度的方向，所以到達(dá)最高點(diǎn)是小球的速度的大小不為零；當(dāng)加上電場時，電場力在水平方向，只影響小球在水平方向的運(yùn)動，不影響豎直方向的運(yùn)動的情況．【詳解】第1個圖：由豎直上拋運(yùn)動的最大高度公式得：。第3個圖：當(dāng)加上電場時，由運(yùn)動的分解可知，在豎直方向上有：v02=2ghc，所以ha=hc；而第2個圖：洛倫茲力改變速度的方向，當(dāng)小球在磁場中運(yùn)動到最高點(diǎn)時，小球應(yīng)有水平速度，設(shè)此時的球的動能為Ek，則由能量守恒得：mghb+Ek=mv02，又由于mv02=mgha，所以ha＞hb；故A錯誤，B正確。到達(dá)最大高度時，b、c兩小球還有速度，而a球在最大高度速度為零，可知a動能最小，選項(xiàng)C錯誤；因c球中除重力做負(fù)功外，電場力對c球做正功，則到達(dá)最大高度時，c小球機(jī)械能最大，選項(xiàng)D正確；故選BD.【點(diǎn)睛】洛倫茲力的方向始終和速度的方向垂直，只改變球的速度的方向，所以磁場對電子的洛倫茲力始終不做功，注意區(qū)分電場力做功與洛倫茲力做功的不同．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運(yùn)動的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；7.在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將質(zhì)量為0.52kg木塊放在水平長木板上，如圖甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大．分別用力傳感器采集拉力和木塊受到的摩擦力，并用計算機(jī)繪制出摩擦力f隨拉力F的變化圖象，如圖乙所示．（g=10m/s2）可測得木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=

。參考答案：.0.6

8.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測定重力加速度。（1）打出的紙帶如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時紙帶的

端通過夾子和重物相連接。（填“a”或“b”）（2）紙帶上1至9各點(diǎn)為計數(shù)點(diǎn)，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時的重力加速度為

m/s2

（3）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因

。參考答案：9.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形如圖所示，經(jīng)0.6s，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波峰位置，則這列波的傳播速度為

m/s，質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)在波峰的時刻為

s，從該時刻起，質(zhì)點(diǎn)a的振動方程為

cm．參考答案：5；1；y=﹣5sinπt【考點(diǎn)】橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系．【分析】利用質(zhì)點(diǎn)帶動法判斷a點(diǎn)此刻的振動方向，根據(jù)第一次到達(dá)波峰的時間求周期，讀出波長，即可求得波速．波在同一均勻介質(zhì)中勻速傳播．圖示時刻x=3m處波峰傳到b點(diǎn)處時，質(zhì)點(diǎn)b第一次到達(dá)波峰位置，由公式t=求出質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)在波峰的時刻．讀出振幅A，由y=﹣Asint寫出質(zhì)點(diǎn)a的振動方程．【解答】解：因?yàn)閍第一次到波峰的時間為T=0.6s，則得周期T=0.8s．由圖知波長λ=4m，波速為v==m/s=5m/s．圖示時刻x=3m處波峰傳到b點(diǎn)處時，質(zhì)點(diǎn)b第一次到達(dá)波峰位置，則質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)在波峰的時刻為t==s=1s波沿x軸正方向傳播，此刻a質(zhì)點(diǎn)向下振動，則質(zhì)點(diǎn)a的振動方程為y=﹣Asint=﹣5sinπtcm=﹣5sinπtcm．故答案為：5；1；y=﹣5sinπt10.右圖為小車做直線運(yùn)動的s－t圖，則小車在BC段做______運(yùn)動，圖中B點(diǎn)對應(yīng)的運(yùn)動狀態(tài)的瞬時速度大小是______m/s。參考答案：勻速，1.6~1.9

11.某同學(xué)在探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，表1是其記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。木塊的重力為10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)回答下列問題（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）：

表1實(shí)驗(yàn)次數(shù)運(yùn)動狀態(tài)水平拉力F/N1靜止3.622靜止4.003勻速4.014勻加速5.015勻加速5.49(1）木塊與桌面間的滑動摩擦力Ff=

N；(2）木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)

；(3）實(shí)驗(yàn)次數(shù)5中監(jiān)測到的加速度

m/s2．參考答案：當(dāng)物體做勻速運(yùn)動的時候，拉力等于摩擦力，在根據(jù)，就可以求出摩擦因數(shù)。在第5次監(jiān)測中利用牛頓第二定律可以求出加速度的大小。12.剎車后的汽車做勻減速運(yùn)動直到停止，則它在前一半時間與后一半時間的平均速度之比為 ；它在前一半位移與后一半位移的平均速度之比為

。參考答案：3：1，：113.某同學(xué)在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．打點(diǎn)計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時，細(xì)線上掛適當(dāng)?shù)你^碼，釋放小車后，小車做勻加速運(yùn)動，與小車相連的紙帶上被打出一系列小點(diǎn)．①實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)測出拉力F（鉤碼重力）和小車質(zhì)量M，根據(jù)計算出加速度．發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)情況下，根據(jù)公式計算出的加速度要比利用紙帶測出的加速度大．若該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過程沒有錯誤，試分析其原因．（至少寫兩點(diǎn)）____________________________________________________________________________________

②另一同學(xué)在完成同樣的實(shí)驗(yàn)時，每次實(shí)驗(yàn)在吊掛之處逐次增加一個質(zhì)量為50g的砝碼，利用紙帶測出每次小車的加速度，如果小車質(zhì)量為100g，細(xì)繩質(zhì)量可忽略，則下列曲線何者最適合描述小車加速度隨著吊掛砝碼個數(shù)的變化（

）參考答案：①沒有平衡摩擦力

鉤碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于M

②

D三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.動畫片《光頭強(qiáng)》中有一個熊大熊二愛玩的山坡滑草運(yùn)動，若片中山坡滑草運(yùn)動中所處山坡可看成傾角θ=30°的斜面，熊大連同滑草裝置總質(zhì)量m=300kg，它從靜止開始勻加速下滑，在時間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m．（不計空氣阻力，取g=10m/s2）問：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為多大？（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）？參考答案：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．考點(diǎn)： 牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系．專題： 牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析： （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移時間公式求出下滑的加速度，對熊大連同滑草裝置進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出下滑過程中的摩擦力．（2）熊大連同滑草裝置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根據(jù)F=μFN求出滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ．解答： 解：（1）由運(yùn)動學(xué)公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN(yùn)

聯(lián)立解得：μ=答：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．15.質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運(yùn)動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向?yàn)檎较?，設(shè)A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊A、B的質(zhì)量均為m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計).讓A、B以初速度v0一起從O點(diǎn)滑出，滑行一段距離后到達(dá)P點(diǎn)，速度變?yōu)関0/2，此時炸藥爆炸使木塊A、B脫離，發(fā)現(xiàn)木塊B立即停在原位置，木塊A繼續(xù)沿水平方向前進(jìn).已知O、P兩點(diǎn)間的距離為s，炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能均全部轉(zhuǎn)化為木塊的動能，爆炸時間很短可以忽略不計，求：①木塊與水平地面的動摩擦因數(shù)μ；

②炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能.參考答案：解析：①設(shè)木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，炸藥爆炸釋放的化學(xué)能為E0，從O滑到P，對A、B，由動能定理得：－μ·2mgs＝·2m－·2mv

（3分）解得：μ＝

（1分）②在P點(diǎn)爆炸，A、B動量守恒：2m＝mv

（2分）根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒：E0＝mv2—·2m

（2分）ks5u解得：E0＝mv

（1分）17.兩個完全相同的物塊A、B，質(zhì)量均為m=0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度從同一位置開始運(yùn)動．圖中的兩條直線分別表示A物塊受到水平拉力F作用和B物塊不受拉力作用的v﹣t圖象，求：（1）物塊A所受拉力F的大??；（2）8s末物塊A、B之間的距離x．參考答案：【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動的圖像；牛頓第二定律．【分析】（1）由速度時間圖象得到物體的運(yùn)動規(guī)律，然后根據(jù)速度時間公式求出加速度，再對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解即可；（2）根據(jù)平均速度公式分別求出物體AB的位移，得到兩個物體的間距．解：（1）設(shè)A、B兩物塊的加速度分別為a1、a2，由v﹣t圖象可知：A的初速度v0=6m/s，A物體的末速度v1=12m/s，B物體的速度v2=0，根據(jù)速度時間公式，有①②對A、兩物塊分別由牛頓第二定律得：F﹣Ff=ma1③Ff=ma2④由①②③④可得：F=1.8N即物塊A所受拉力F的大小為1.8N．（2）設(shè)A、B兩物塊8s內(nèi)的位移分別為x1、x2由圖象得：m

m

所以x=x1﹣x2=60m

即8s末物塊A、B之間的距離x為60m．18.如圖所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=2kg的小物塊A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接。傳送帶始終以u=2m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊B從其上距水平臺面h=1.0m處由靜止釋放。已知物塊B與傳送帶之間的摩擦因數(shù)μ=0.2，l=1.0m。設(shè)物塊A、B中間發(fā)生的是對心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。（1）求物塊B與物塊A第一次碰撞前速度大??；（2）通過計算說明物塊B與物塊A第一次碰撞后能否運(yùn)動到右邊曲面上？（3）如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時都會立即被鎖定，而當(dāng)他們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后的運(yùn)動速度大小。參考答案：見解析（1）設(shè)物塊B沿光滑曲面下滑到水平位置時的速度大小為v0由機(jī)械能守恒知

①

②設(shè)物塊B在傳送帶上滑動過程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為a