上海震旦中學(xué)2021年高三物理模擬試卷含解析

上海震旦中學(xué)2021年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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長(zhǎng)軸長(zhǎng)BD=4L、短軸長(zhǎng)AC=2L_勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心O，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q，可視為質(zhì)點(diǎn)的小環(huán)．小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放、小環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0．已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等，則（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=B．小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧的彈力不做功C．小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大D．小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)受到大環(huán)對(duì)它的彈力大小F=mg﹣kL參考答案：C【分析】將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為O．已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等，可以知道小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)彈簧壓縮量為0.5L，在B點(diǎn)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)為0.5L，結(jié)合功能關(guān)系分析個(gè)選項(xiàng)即可．【解答】解：A、已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量大小相等，彈簧的彈性勢(shì)能相等，小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，由能量守恒定律得，Eq?2L=mgL，得：E=．故A錯(cuò)誤．B、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧從壓縮到原長(zhǎng)，再到伸長(zhǎng)，則彈簧的彈力先做正功再做負(fù)功，故B錯(cuò)誤．C、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧的形變量先減小后增大，則彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大，故C正確．D、已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力大小相等，說明在A點(diǎn)彈簧的壓縮量等于在B點(diǎn)的伸長(zhǎng)量相等，設(shè)為x，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0．則得：在A點(diǎn)：L0﹣x=L在B點(diǎn)：2L0+x=2L，解得小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)，彈簧壓縮量為：x=0.5L，受到大環(huán)對(duì)它的彈力為：F=mg+kL，故D錯(cuò)誤．故選：C2.建筑工人如圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10m/s2。)(

)A．510N

B．490N

C．890N

D．910N參考答案：B3.平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：（1）水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)；（2）豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時(shí)B球被松開，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面實(shí)驗(yàn)

A．只能說明上述規(guī)律中的第（1）條

B．只能說明上述規(guī)律中的第（2）條C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條

D．能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律參考答案：試題分析：實(shí)驗(yàn)同時(shí)讓A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)，若兩小球同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，而不能說明A球水平方向的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．考點(diǎn)：研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)。4.下面列出的是一些核反應(yīng)方程，，，其中A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子

B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子

D．X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子參考答案：D5.如圖所示，光滑絕緣水平面上有一矩形圈沖入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其動(dòng)能恰好等于它在磁場(chǎng)外面時(shí)的一半，設(shè)磁場(chǎng)寬度大于線圈寬度，那么（）A、線圈恰好在剛離開磁場(chǎng)的地方停下B、線圈一定在磁場(chǎng)中某位置停下C、線圈在末完全離開磁場(chǎng)時(shí)即已停下D、線圈完全離開磁場(chǎng)以后仍能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)停下參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)________（填電路元件名稱）接在干路上。如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時(shí)由于磁鐵吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，cd相吸，ab便接通。請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路。參考答案：（1）電鍵（2分）（2）8—7，4—5，6—9，1—3，2—10

7.某同學(xué)利用數(shù)碼相機(jī)研究豎直上拋小球的運(yùn)動(dòng)情況。數(shù)碼相機(jī)每隔0．05s拍照一次，圖7是小球上升過程的照片，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，則：

（1）圖中t5時(shí)刻小球的速度v5＝________m/s。

（2）小球上升過程中的加速度a＝________m/s2。

（3）t6時(shí)刻后小球還能上升的高度h=________m。參考答案：8.某質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，位移方程為s=10t-2t2（m），則該物體運(yùn)動(dòng)的初速度為______，加速度為______，4s內(nèi)位移為______。參考答案：10m/s

-4m/s2

8m9.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，已知AB=BC，AB段平均速度的大小為20m/s，BC段平均速度的大小為30m/s，則可求得從A到C的平均速度的大小為

參考答案：24m/10.（5分）如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，∠ABC=α，AB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊靜止不動(dòng)，則摩擦力的大小為

。參考答案：答案：mg+Fsinα11.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長(zhǎng)，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板的速度為v1=2.4m/s時(shí)，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：12.如圖為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，波速為4m/s，則質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸(正，負(fù))方向，經(jīng)過s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是m．參考答案：負(fù),

0.6

13.一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下．若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和增加，重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減少．（填“增加”、“減少”或“不變”）參考答案：考點(diǎn)：電勢(shì)能；能量守恒定律．專題：電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題．分析：由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向，判斷出電場(chǎng)力方向，分析電場(chǎng)力做功的正負(fù)，判斷電勢(shì)能的變化．粒子運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能、動(dòng)能和電勢(shì)能的總和保持不變，由能量關(guān)系可知重力勢(shì)能與電勢(shì)能總和的變化，及動(dòng)能和電勢(shì)能之和的變化．解答：解：油滴由a到b，由運(yùn)動(dòng)軌跡可判出油滴所受的電場(chǎng)力與重力的合力豎直向上，故油滴所受的電場(chǎng)力方向豎直向上，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能一定減小，油滴運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能、動(dòng)能和電勢(shì)能的總和保持不變，根據(jù)能量守恒定律，則有重力勢(shì)能和動(dòng)能之和增加；合力做正功，動(dòng)能增加，則重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減少．故答案為：增加，減少點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)類題目，較好的考查了曲線運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理及能量關(guān)系，綜合性較強(qiáng)，故在高考中經(jīng)常出現(xiàn)，在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意重點(diǎn)把握．三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，質(zhì)量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質(zhì)彈簧拴接在一起，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。在A的正上方h高處有一質(zhì)量為的小球C，由靜止釋放，當(dāng)C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設(shè)C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時(shí)彈簧的壓縮量為H。對(duì)C機(jī)械能守恒：

C與A彈性碰撞：對(duì)C與A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒：

動(dòng)能不變：

解得：

開始時(shí)彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長(zhǎng)量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒：

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得：

15.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場(chǎng)的邊界和x軸相切于P點(diǎn)。在P點(diǎn)有一個(gè)粒子源，平行于坐標(biāo)平面，向x軸上方各個(gè)方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進(jìn)入電場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)后，最上面的粒子剛好從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，粒子進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強(qiáng)度為：；四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一根輕繩一端系一小球，另一端固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)有一個(gè)能測(cè)量繩的拉力大小的力傳感器，讓小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，由傳感器測(cè)出拉力F隨時(shí)間t變化圖象如圖所示，已知小球在最低點(diǎn)A的速度vA＝6m/s，g=10m/s2,求：(1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T(2)輕繩的長(zhǎng)度L.參考答案：.解：解析:（1）小球在運(yùn)動(dòng)的過程中，重力與繩子的拉力之和提供向心力，拉力隨運(yùn)動(dòng)過程做周期性變化，故拉力的周期也就等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，由圖可以看出周期T＝2s.(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,設(shè)其在最低點(diǎn)受到拉力TA,最高點(diǎn)受拉力TB.由圖可以看出TA=14N,TB=2N最低點(diǎn):TA-mg=①最高點(diǎn):TB+mg=②從A到B過程中,只有重力做功.由動(dòng)能定理得:=-mg·2L③已知TA=14N,TB=2N,,vA=6m/s，代入①②③式，聯(lián)立解得：L=0.6m17.中國遼寧號(hào)航空母艦是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦。2012年9月25日，該艦正式加入中國海軍序列。11月25日，殲-15艦載機(jī)在航母上成功起降了，為中國航母戰(zhàn)斗力的形成邁出了極為關(guān)鍵的一步。殲-15飛機(jī)是我國自行設(shè)計(jì)研制的首型艦載多用途戰(zhàn)斗機(jī)，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。航空母艦上的起飛跑道可以簡(jiǎn)化為如圖所示，假設(shè)航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=1.6×102m的水平跑道和長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=20m的傾斜跑道兩部分組成。水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m。艦載機(jī)質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī),其發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F=1.2×105N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍。假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn),取g=10m/s2。（1）求飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大??；（2）為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100m/s，外界還需要在整個(gè)水平軌道對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大小。參考答案：解析：（1）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a1、末速度大小為v1，有

代入已知數(shù)據(jù)可得

=40m/s，

飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用，設(shè)沿斜面方向的加速度大小為a2、末速度大小為v2，沿斜面方向有

（2）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a′1、末速度大小為v′1，有

飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿斜面分力作用沒有變化，加速度大小仍有a′2=3.0m/s2

根據(jù)題意，v′2=100m/s，代入數(shù)據(jù)解得

另解：（1）全過程應(yīng)用于動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:（2）全過程應(yīng)用于動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)解得:18.如圖十四所示，質(zhì)量為m1=2kg的木板A放在水平面上，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1。木板在F=7N的水平拉力作用下由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t=4S時(shí)在木板的右端輕放一質(zhì)量為m2=1kg的木塊B，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.4，且木塊可看成質(zhì)點(diǎn)。若要使木塊不從木板上滑下來，求木板的最小長(zhǎng)度。參考答案：解:開始時(shí)地面對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力為

f1=m1gμ1=2N-----(1分)