湖南省株洲市祖安中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析

湖南省株洲市祖安中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析一、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符合題意1.日光燈中有一個裝置——啟動器，其中充有氖氣．日光燈啟動時啟動器會發(fā)出紅光，這是由于氖原子的(

)A．自由電子周期性的運(yùn)動而發(fā)光的

B．外層電子受到激發(fā)而發(fā)光的C．內(nèi)層電子受到激發(fā)而發(fā)光的

D．原子核受到激發(fā)而發(fā)光的參考答案：

答案：B2.在物理學(xué)發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進(jìn)程。在對以下幾位物理學(xué)家所作貢獻(xiàn)的敘述中，正確的說法是A.法拉第測定靜電力常量使用了放大的思想B.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動定律并給出了萬有引力定律C.牛頓通過“理論實(shí)驗”得出結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動的原因D.伽利略為了研究自由落體運(yùn)動，巧妙利用斜面實(shí)驗“沖淡”重力的作用，方便了運(yùn)動時間的測量參考答案：D3.如圖所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是

參考答案：答案：A解析：在x=R左側(cè)，設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點(diǎn)和圓心的連線與x軸正方向成θ角，則導(dǎo)體棒切割有效長度L=2Rsinθ，電動勢與有效長度成正比，故在x=R左側(cè)，電動勢與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系，由對稱性可知在x=R右側(cè)與左側(cè)的圖像對稱。4.（多選）如圖，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說法正確的是(

)Ａ．M處受到的支持力豎直向上

Ｂ．N處受到的支持力豎直向上Ｃ．M處受到的摩擦力沿MN方向

Ｄ．N處受到的摩擦力沿MN方向參考答案：AD解析：A、M處受到的支持力的方向與地面垂直向上，即豎直向上，故A正確；N、N處受到的支持力的方向與原木P垂直向上，不是豎直向上，故B錯誤；C、原木相對于地有向左運(yùn)動的趨勢，則在M處受到的摩擦力沿地面向右，故C錯誤；D、因原木P有沿原木向下的運(yùn)動趨勢，所以N處受到的摩擦力沿MN方向，故D正確．故選：AD．5.汽車B在平直公路上行駛，發(fā)現(xiàn)前方沿同方向行駛的汽車A速度較小，為了避免相撞，距A車25m處B車制動，此后它們的v－t圖像如圖所示，則（

）A．B的加速度大小為3.75m/s2B．A、B在t＝4s時的速度相同C．A、B在O～4s內(nèi)的位移相同D．A、B兩車不會相撞參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定．（1）實(shí)驗過程中，電火花計時器應(yīng)接在

電源上．調(diào)整定滑輪高度，使

．（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=

．（3）如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運(yùn)動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=

m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：7.如圖所示為使用筷子的一種姿勢?？曜?夾住不動，筷子1（不計重力）以拇指壓住O處為軸，依靠食指和中指施加力而轉(zhuǎn)動。為了使筷子1給A處食物施加恒定壓力F1，食指和中指對筷子B點(diǎn)要施加F2的壓力。則根據(jù)圖中尺寸，可估算F1∶F2=----____________，若保持如圖姿勢不變，筷子足夠長，則手握筷子位置越靠右，F(xiàn)2_____________(選填“越大”、“越小”或“不變”)參考答案：1:4；越大8.一個物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，測得停止處相對開始運(yùn)動處的水平距離為S，如圖，不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并設(shè)斜面與水平面對物體的動摩擦因數(shù)相同．則動摩擦因數(shù)μ為．參考答案：

h/μ

9.（多選題）一個面積S=4×10﹣2m2，匝數(shù)n=100匝的線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間變化規(guī)律如圖所示，在開始2秒內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于

，在第3秒末感應(yīng)電動勢大小為

．參考答案：8×10﹣2Wb/s；8V．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；磁通量．【分析】由圖象看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，從而得出磁通量的變化率，再由法拉第電磁感應(yīng)定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而即可求解．【解答】解：由圖象的斜率求出=T/s=2T/s，因此=S=2×4×10﹣2Wb/s=8×10﹣2Wb/s，開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量為8×10﹣2Wb/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n=nS=100×2×4×10﹣2V=8V，可知它們的感應(yīng)電動勢大小為8V；由圖看出，第3s末感應(yīng)電動勢為8V；故答案為：8×10﹣2Wb/s；8V．10.一小球從水平臺面邊緣以速度v水平飛出，落到水平地面上需要時間為t，落地點(diǎn)距臺面邊緣的水平距離為s。若使小球以速度2v仍從同一位置水平飛出，落到水平地面上需要時間為

；落地點(diǎn)距臺面邊緣的水平距離為

。參考答案：11.在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗中我們采用的中學(xué)物理常用的實(shí)驗方法是

，在研究加速度與力的關(guān)系時我們得到了如圖所示的圖像，圖像不過原點(diǎn)原因是

。參考答案：控制變量法

沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠12.我校機(jī)器人協(xié)會的同學(xué)利用如圖所示的裝置探究作用力與反作用力的關(guān)系。如圖甲所示，在鐵架臺上用彈簧測力計掛住一個實(shí)心鐵球，在圓盤測力計的托板上放一燒杯水，讀出兩測力計的示數(shù)分別為F1、F2；再把小球浸沒在水中（水不會溢出），如圖乙所示，讀出兩測力計的示數(shù)分別為F3、F4。請你分析彈簧測力計示數(shù)的變化，即F3_______F1（選填“>”“=”“<”）。水對鐵球的浮力大小為_________，若____________________，就說明了作用力與反作用力大小相等。參考答案：（1）<

（2）F1F3或F4F2F1F3=F4F213.（3分）某測量員是這樣利用回聲測距離的：他站在兩平行峭壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過1.00s第一次聽到回聲，又經(jīng)過0.50s再次聽到回聲，已知聲速為340m/s，則兩峭壁間距離為_________。參考答案：

答案：425m三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質(zhì)量為80g。通過計算并對照圖像（如圖)說明利用這種高壓鍋燒水時，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認(rèn)為需要做哪方面的改進(jìn)，如何改進(jìn)？參考答案：大約為115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃．若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強(qiáng)差變大，應(yīng)適當(dāng)提高鍋的承壓能力，并適當(dāng)增加安全閥的質(zhì)量。15.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會做勻減速直線運(yùn)動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運(yùn)動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動，B繼續(xù)向左運(yùn)動。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動距離為sA′時停止，B向左運(yùn)動距離為sB′時停止，由運(yùn)動學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某同學(xué)利用DIS實(shí)驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，實(shí)驗后計算機(jī)屏幕顯示如下的圖象。已知在狀態(tài)時氣體的體積，求：①氣體在狀態(tài)的壓強(qiáng)；

②氣體在狀態(tài)的體積。參考答案：①

②試題分析：①→等容變化，得②→等溫變化，得17.如圖所示，虛線左側(cè)存在非勻強(qiáng)電場，MO是電場中的某條電場線，方向水平向右，長直光滑絕緣細(xì)桿CD沿該電場線放置。質(zhì)量為m1、電量為+q1的A球和質(zhì)量為m2、電量為+q2的B球穿過細(xì)桿（均可視為點(diǎn)電荷）。當(dāng)t=0時A在O點(diǎn)獲得向左的初速度v0，同時B在O點(diǎn)右側(cè)某處獲得向左的初速度v1，且v1>v0。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在B向O點(diǎn)靠近過程中，A始終向左做勻速運(yùn)動。當(dāng)t=t0時B到達(dá)O點(diǎn)（未進(jìn)入非勻強(qiáng)電場區(qū)域），A運(yùn)動到P點(diǎn)（圖中未畫出），此時兩球間距離最小。靜電力常量為k。（1）求0~t0時間內(nèi)A對B球做的功；（2）求桿所在直線上場強(qiáng)的最大值；（3）某同學(xué)計算出0~t0時間內(nèi)A對B球做的功W1后，用下列方法計算非勻強(qiáng)電場PO兩點(diǎn)間電勢差：設(shè)0~t0時間內(nèi)B對A球做的功為W2，非勻強(qiáng)電場對A球做的功為W3，根據(jù)動能定理 W2+W3=0又因為 W2=?W1PO兩點(diǎn)間電勢差 請分析上述解法是否正確，并說明理由。參考答案：18.土星上空有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動。其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心距離分別為rA＝8.0×104km和r

B＝1.2×105km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。（結(jié)果可用根式表示）⑴求巖石顆粒A和B的線速度之比；⑵求巖石顆粒A和B的周期之比；⑶土星探測器上有一物體，在地球上重為10N，推算出他在距土星中心3.2×105km處受到土星的引力為0.38N。已知地球半徑為6.4×103km，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？參考答案：