山西省太原市同心外國語學校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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（3分）如圖所示，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸OO′轉動，小物塊A靠在圓筒的內壁上，它與圓筒的靜摩擦因數為μ，現要使A不下落，則圓筒轉動的角速度ω至少應為

。參考答案：2.（單選）許多科學家在物理學發展過程中做出了重要貢獻，下列說法正確的是（

）A．牛頓總結出了萬有引力定律并測出了引力常量，被后人稱為稱出地球的第一人B．伽里略總結出太陽系行星運動的三大規律C．亞里士多德通過理想實驗提出力并不是維持物體運動的原因D．庫侖總結出了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用規律參考答案：D3.如圖所示，LOO，L，為一折線，它所形成的兩個角∠LOO，和∠OO，L，均為450。折線的右邊有一勻強磁場，邊長為l的正方形導線框垂直OO，的方向以速度v做勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間（I—t）關系的是（時間以l/v為單位）（

）參考答案：D4.如圖所示，粗糙的斜面與光滑的水平面相連接，滑塊沿水平面以速度運動。設滑塊運動到A點的時刻為t=0，距A點的水平距離為x，水平速度為。由于不同，從A點到B點的幾種可能的運動圖象如下列選項所示，其中表示摩擦力做功最大的是

參考答案：答案：D解析：從A選項的水平位移與時間的正比關系可知，滑塊做平拋運動，摩擦力必定為零；B選項先平拋后在水平地面運動，水平速度突然增大，摩擦力依然為零；對C選項，水平速度不變，為平拋運動，摩擦力為零；對D選項水平速度與時間成正比，說明滑塊在斜面上做勻加速直線運動，有摩擦力，故摩擦力做功最大的是D圖像所顯示的情景，D對。5.（單選）歐洲航天局曾經發射了兩顆天文衛星，它們飛往距離地球約160萬公里的第二拉格朗日點（圖中L2）。L2點處在太陽與地球連線的外側，在太陽和地球的引力共同作用下，衛星在該點能與地球一起繞太陽運動（視為圓周運動），且時刻保持背對太陽和地球的姿勢，不受太陽的干擾而進行天文觀測。不考慮其它星球影響，下列關于工作在L2點的天文衛星的說法中正確的是A．它離地球的距離比地球同步衛星離地球的距離小B．它繞太陽運行的角速度比地球運行的角速度大C．它繞太陽運行的線速度與地球的線速度大小相等D．它繞太陽運行的向心加速度比地球的向心加速度大參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

真空中波長為３×１０-7米的紫外線的頻率是

_赫。這種紫外線的光子打到金屬鈉的表面時

（填“能”或“不能”）發生光電效應（已知鈉的極限頻率是6.0×1014赫，真空中光速為３×１０8米/秒）。參考答案：答案：1.0×1015、能7.圖中圖線①表示某電池組的輸出電壓——電流關系，圖線②表示其輸出功率——電流關系。該電池組的內阻為＿＿＿＿＿Ω。當電池組的輸出功率為120W時，電池組的輸出電壓是＿＿＿＿＿V。參考答案：答案：5，308.（4分）圖示電路中，R1＝12W，R2＝6W，滑動變阻器R3上標有“20W，2A”字樣，理想電壓表的量程有0-3V和0-15V兩檔，理想電流表的量程有0-0.6A和0-3A兩檔。閉合電鍵S，將滑片P從最左端向右移動到某位置時，電壓表、電流表示數分別為2.5V和0.3A；繼續向右移動滑片P到另一位置，電壓表指針指在滿偏的1/3，電流表指針指在滿偏的1/4，則此時電流表示數為__________A，該電源的電動勢為__________V。

參考答案：0.15，7.5解析：由于題意當“繼續向右移動滑片P到另一位置”電壓表示數一定大于2.5V，電流表示數一定小于0.3A，再結合電壓表指針指在滿偏的1/3，電流表指針指在滿偏的1/4，可知電壓表的量程為0-15V，電流表的量程為0-0.6A，因此當滑片滑到下一位置是電流表的實數為；電壓表的示數為5V；由串并聯電路規律得：，得，由閉合電路歐姆定律得；同理：，得，由閉合電路歐姆定律以上各式聯立解得：。9.地面上放一開口向上的氣缸，用一質量為m=0.8kg的活塞封閉一定質量的氣體，不計一切摩擦，外界大氣壓為P0=1.0×105Pa，活塞截面積為S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，則活塞靜止時，氣體的壓強為

Pa；若用力向下推活塞而壓縮氣體，對氣體做功為6×105J，同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×105J，則氣體內能變化為

J。參考答案：1.2×10-5Pa；內能增加了1.8×105J10.

（2分）已知水的折射率是n=1.33，則光在水中的傳播速度為

。

參考答案：

答案：2.3Χ108m/s11.某人在一個以2.5m/s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體，在地面上最多能舉起60kg的物體；若此人在勻加速上升的電梯中最多能舉起40kg的物體，則此電梯上升的加速度為5m/s2．參考答案：考點：牛頓運動定律的應用-超重和失重．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：當電梯以2.5m/s2的加速度勻加速下降時，以物體為研究對象，根據牛頓第二定律求出人的最大舉力．人的最大舉力是一定的，再求解在地面上最多舉起的物體質量及電梯的加速度．解答：解：設人的最大舉力為F．以物體為研究對象．根據牛頓第二定律得：

當電梯以2.5m/s2的加速度勻加速下降時，m1g﹣F=m1a1

解得F=600N

在地面上：人能舉起的物體的質量m2==60kg

當電梯勻加速上升時，F﹣m3g=m3a3，代入解得a3=5m/s2．故答案為：60；5點評：本題應用牛頓第二定律處理生活中問題，關鍵抓住人的最大舉力一定．12.如圖所示，一物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經時間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經時間t回到出發點，若以地面為零勢能點，則當物體回到出發點時的動能為EK=__________J，在撤去恒力F之前，當物體的動能為7J時，物體的機械能為E=_________J。參考答案：EK=60J、

E=28J13.在“觀察水波的干涉”實驗中得到如圖所示的干涉圖樣．O1、O2為波源，實線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且O1P=O2P．（1）P點是振動加強點（選填“加強”或“減弱”）．（2）（單選題）若有一小紙片被輕放在P點浮于水面上，則此后紙片運動情況是D（A）一定沿箭頭A方向運動

（B）一定沿箭頭B方向運動（C）一定沿箭頭C方向運動

（D）在P點處隨水面上下運動．參考答案：解：（1）據圖可知，兩列波的波長相同，所以兩列波的頻率相同，由于且O1P=O2P，所以路程差為半個波長的整數倍，所以該點P為振動加強點．（2）據波傳播的特點，各質點并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運動，所以小紙片在P點隨水面上下運動，故ABC錯誤，D正確．故答案為：（1）加強；（2）D．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質量分別為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動。A、B與地面之間的動摩擦因數均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運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A、B組成的系統動量守恒，再結合能量關系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經到達墻處，則需要根據計算確定，結合幾何關系可算出第二問結果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發生碰撞，也需要通過計算確定，結合空間關系，列式求解即可。【詳解】（1）設彈簧釋放瞬間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聯立①②式并代入題給數據得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設為a。假設A和B發生碰撞前，已經有一個物塊停止，此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B。設從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內，A可能與墻發生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發生，A在時間t內的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯立③④⑤⑥⑦式并代入題給數據得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內A已與墻壁發生碰撞，但沒有與B發生碰撞，此時A位于出發點右邊0.25m處。B位于出發點左邊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將繼續向左運動，假設它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯立③⑧⑩式并代入題給數據得

故A與B將發生碰撞。設碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯立式并代入題給數據得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續向左運動。設碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數據得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15.

（選修3-3（含2-2）模塊）(6分)理想氣體狀態方程如下：。從理論的角度，設定一定的條件，我們便能得到氣體三大定律：玻意爾定律、查理定律和蓋·呂薩克定律。下面請你通過設定條件，列舉其中兩條定律的內容。（要求條件、內容要與定律名稱相對應，不必寫數學表達式）參考答案：

答案：玻意爾定律：一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強跟體積成反比。查理定律：一定質量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強跟熱力學溫度成正比。蓋·呂薩克定律：一定質量的氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟熱力學溫度成正比。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度vA=10m/s，B車在后，其速度vB=30m/s，因大霧能見度低，B車在距A車X0=205m時才發現前萬有A車，這時B車立即剎車，但B車要經過900m才能停止.求，(1)B車剎車的加速度;(2)A車若按原速前進時，通過計算說明兩車是否會相撞.參考答案：見解析（1）B車剎車的加速大小為

①（2）兩車速度相同時

②在這段時間內兩車的位移分別為

③

④因為則兩車會相撞。

⑤17.電子對湮滅是指電子“e﹣”和正電子“e+”碰撞后湮滅，產生伽馬射線的過程，電子對湮滅是正電子發射計算機斷層掃描（PET）及正子湮滅能譜學（PAS）的物理基礎．如圖所示，在平面直角坐標系xOy上，P點在x軸上，且=2L，Q點在負y軸上某處．在第Ⅰ象限內有平行于y軸的勻強電場，在第Ⅱ象限內有一圓形區域，與x、y軸分別相切于A、C兩點，=L，在第Ⅳ象限內有一未知的圓形區域（圖中未畫出），未知圓形區域和圓形區域內有完全相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里．一束速度大小為v0的電子束從A點沿y軸正方向射入磁場，經C點射入電場，最后從P點射出電場區域；另一束速度大小為的正電子束從Q點沿與y軸正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后進入未知圓形磁場區域，離開磁場時正好到達P點，且恰好與從P點射出的電子束正碰發生湮滅，即相碰時兩束粒子速度方向相反．已知正負電子質量均為m、電量均為e，電子的重力不計．求：（1）圓形區域內勻強磁場磁感應強度B的大小和第Ⅰ象限內勻強電場的場強E的大小；（2）電子子從A點運動到P點所用的時間；（3）Q點縱坐標及未知圓形磁場區域的最小面積S．參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【專題】：帶電粒子在復合場中的運動專題．【分析】：（1）電子在磁場中做勻速圓周運動，畫出軌跡，結合幾何關系求解軌道半徑，根據牛頓第二定律列式求解磁感應強度；電子在電場中做類似平拋運動，根據類似平拋運動的分位移公式列式求解E即可；（2）電子在磁場中做勻速圓周運動，運動的時間是，在電場中做類似平拋運動，根據類似平拋運動的分位移公式列式即可求出在電場中運動的時間，最后求和；（3）在矩形區域中運動的粒子的速度偏轉角度為90°，畫出軌跡，結合幾何關系確定磁場面積．：解：（1）電子束a從A點沿y軸正方向發射，經過C點，畫出從A到C的軌跡，如圖所示：結合幾何關系，有：r=L…①粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，故：ev0B=m…②聯立解得：B=；電子從C到P