山西省臨汾市張村鄉(xiāng)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.某動(dòng)車(chē)組列車(chē)以平均速度v行駛，從甲地到乙地的時(shí)間為t.該列車(chē)以速度v0從甲地出發(fā)勻速前進(jìn)，途中接到緊急停車(chē)命令后緊急剎車(chē)，列車(chē)停車(chē)后又立即勻加速到v0，繼續(xù)勻速前進(jìn)．從開(kāi)始剎車(chē)至加速到v0的時(shí)間是t0，(列車(chē)剎車(chē)過(guò)程與加速過(guò)程中的加速度大小相等)，若列車(chē)仍要在t時(shí)間內(nèi)到達(dá)乙地．則動(dòng)車(chē)組列車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0應(yīng)為(

)參考答案：2.如圖所示一塊絕緣薄圓盤(pán)可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)的四周固定著一圈帶電的金屬小球，在圓盤(pán)的中部有一個(gè)圓形線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)圓盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蚶@中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较颍ㄓ缮舷蛳驴矗┑碾娏鳎瑒t下列關(guān)于可能出現(xiàn)的現(xiàn)象的描述正確的是A．圓盤(pán)上金屬小球帶負(fù)電，且轉(zhuǎn)速減小B．圓盤(pán)上金屬小球帶負(fù)電，且轉(zhuǎn)速增加C．圓盤(pán)上金屬小球帶正電，且轉(zhuǎn)速不變D．圓盤(pán)上金屬小球帶正電，且轉(zhuǎn)速減小參考答案：A線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较颍ㄓ缮舷蛳驴矗┑母袘?yīng)電流，由右手定則可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，由楞次定律可知可能是線圈中向上的磁場(chǎng)減弱或向下的磁場(chǎng)增強(qiáng)的結(jié)果，若圓盤(pán)上金屬小球帶負(fù)電，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎艌?chǎng)方向向上，轉(zhuǎn)速減小時(shí)，向上的磁場(chǎng)減弱，A正確B錯(cuò)誤；同理可知若圓盤(pán)上金屬小球帶正電，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎艌?chǎng)方向向下，轉(zhuǎn)速增加時(shí)，向下的磁場(chǎng)增強(qiáng)，CD錯(cuò)誤。3.a、b兩物體先后從同一地點(diǎn)，以相同初速度做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩物體的加速度相等B.4s末兩物體速率相等C.前5s內(nèi)a物體的位移大于b物體的位移D.前5s內(nèi)a物體的位移小于b物體的位移參考答案：D【詳解】圖像的斜率表示加速度，兩圖象的斜率不等，則兩物體的加速度不等，故A錯(cuò)誤；4s末兩物體速率不等，a的速率較大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，圖象在時(shí)間軸上方，位移為正。圖象在時(shí)間軸下方，位移為負(fù)，知前5s內(nèi)a物體的位移小于b物體的位移，故C錯(cuò)誤，D正確。4.（單選）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，y﹥0區(qū)域內(nèi)有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一帶正電的粒子，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成角()以速率v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子重力不計(jì)，則A．若v一定，B越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短B．若v一定，a越大，則粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)C．若一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短D．若一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大參考答案：A5.（單選題）如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時(shí)物塊的加速度大小為4m/s2，方向沿斜面向下，那么在物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．物塊的機(jī)械能一定增加B．物塊的機(jī)械能一定減少C．物塊的機(jī)械能可能不變D．物塊的機(jī)械能可能增加，也可能減少

參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.用不同頻率的光照射某金屬，測(cè)量其反向遏止電壓UC與入射光頻率ν，得到UC-ν圖象，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率νC=

Hz，金屬的逸出功W=

eV，普朗克常量h=

J·s．參考答案：5.0×1014；2.0；6.4×10－347.如圖所示，是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象．已知這列波的頻率為5Hz，此時(shí)，x=1．5m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動(dòng)，可以推知：這列波正在沿x軸(填“正”或“負(fù)”)方向傳播，波速大小為_(kāi)__________m／s．寫(xiě)出x=1．5m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式_________________________________________________。參考答案：8.（4分）有質(zhì)量的物體周?chē)嬖谥?chǎng)。萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力有類(lèi)似的規(guī)律，因此我們可以用定義靜電場(chǎng)強(qiáng)度的方法來(lái)定義引力場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。由此可得，與質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)相距r處的引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)式為EG=____________（萬(wàn)有引力恒量用G表示）。參考答案：答案：9.某同學(xué)為估測(cè)摩托車(chē)在水泥路面上行駛時(shí)所受的牽引力，設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后，連同輸液管一起綁在摩托車(chē)上，調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度，剛好每隔1.0s滴一滴，該同學(xué)騎摩托車(chē)，先使之加速到某一速度，然后熄火，讓摩托車(chē)沿直線滑行，如圖是某次實(shí)驗(yàn)中水泥路面上的部分水滴（左側(cè)是起點(diǎn),單位：m）。設(shè)該同學(xué)質(zhì)量為50kg，摩托車(chē)的質(zhì)量為75kg，根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可估算（g=10m/s2）（1）騎摩托車(chē)加速時(shí)的加速度大小為

m/s2；（2）騎摩托車(chē)滑行時(shí)的加速度大小為

m/s2；

（3）騎摩托車(chē)加速時(shí)的牽引力大小為

N參考答案：（1）3.79m/s2，（2）0.19m/s2，（3）497.5N

解：（1）已知前四段位移，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4-x2=2a1T2

x3-x1=2a2T2

為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值

得：即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：（2）滑行時(shí)的加速度帶入數(shù)據(jù)得：摩托車(chē)減速時(shí)的加速度a2=-0.19

m/s2，負(fù)號(hào)表示摩托車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)．

（3）由牛頓第二定律：

加速過(guò)程：F-f=ma

減速過(guò)程：f=ma2，

解得：F=m（a+a2）=497.5N

故答案為：（1）3.79m/s2；（2）0.19m/s2；（3）497.5N．10.作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)，運(yùn)動(dòng)半徑為4000m，線速度為80m/s，則周期為

s，角速度為

rad/s。

參考答案：11.假設(shè)太陽(yáng)與地球之間充滿(mǎn)了水而不是真空，那么光從太陽(yáng)到達(dá)地球要多花的時(shí)間是

▲s。已知太陽(yáng)與地球的距離為km，水的折射率為1.33。參考答案：165

12.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(zhǎng)木板上，如圖甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開(kāi)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(jì)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(cè)得木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=

。參考答案：.0.6

13.如圖所示，在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將兩正電荷a和b，其中他們的質(zhì)量4ma=mb，電量2qa=qb，分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為．參考答案：解：對(duì)ab從A到B得過(guò)程中分別運(yùn)用動(dòng)能定理得：

①②又因?yàn)橘|(zhì)量4ma=mb，電量2qa=qb，由解得：=故答案為：：1三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)采用如圖所示的裝置，利用A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中MN是斜槽，NR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置P；再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從固定位置由靜止開(kāi)始滾下，與B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置E、F．（1）若A球質(zhì)量為m1，半徑為r1；B球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則（單選）A．m1＞m2

r1＞r2

B．m1＞m2

r1＜r2C．m1＞m2

r1=r2

D．m1＜m2

r1=r2（2）以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的是

（單選）A．刻度尺

B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C．天平

D．秒表（3）設(shè)A球的質(zhì)量為m1，B球的質(zhì)量為m2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為（用裝置圖中的字母表示）

．參考答案：（1）C；（2）AC；（3）m1?OP=m1?OE+m2?OF．【考點(diǎn)】驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．【分析】（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量．（2）先根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)判斷碰撞前后兩個(gè)小球的落地點(diǎn)，再求出碰撞前后兩個(gè)小球的速度，根據(jù)動(dòng)量的公式列出表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)看碰撞前后的動(dòng)量是否相等，根據(jù)表達(dá)式確定需要測(cè)量的量，然后確定需要的實(shí)驗(yàn)器材．（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出需要驗(yàn)證的表達(dá)式．【解答】解：（1）小球在碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，在碰撞過(guò)程中機(jī)械能守，由機(jī)械能守恒定律得：m1v02=m1v12+m2v22，解得：v1=v0，要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0，要使兩小球發(fā)生對(duì)心正碰，兩球的半徑應(yīng)相等，r1=r2，故選C．（2）P為碰前入射小球落點(diǎn)的位置，E為碰后入射小球的位置，F(xiàn)為碰后被碰小球的位置，小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，碰撞前入射小球的速度v1=，碰撞后入射小球的速度：v2=，碰撞后被碰小球的速度：v3=，若m1v1=m2v3+m1v2，表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，帶入數(shù)據(jù)得：m1?OP=m1?OE+m2?OF，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的質(zhì)量，物體的水平位移，因此需要的用天平測(cè)小球質(zhì)量，用刻度尺測(cè)小球的水平位移，故選AC；（3）由（2）可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：m1?OP=m1?OE+m2?OF．故答案為：（1）C；（2）AC；（3）m1?OP=m1?OE+m2?OF．15.如圖甲是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水平面和小物塊之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，曲面AB與水平面相切于B點(diǎn)且固定．帶有遮光條的小物塊自曲面上面某一點(diǎn)釋放后沿水平面滑行最終停在C點(diǎn)，P為光電計(jì)時(shí)器的光電門(mén)，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．（1）利用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度d=

cm；（2）實(shí)驗(yàn)中除了測(cè)定遮光條的寬度外，還需要測(cè)量的物理量有

；A．小物塊質(zhì)量m

B．遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間tC．光電門(mén)到C點(diǎn)的距離s

D．小物塊釋放點(diǎn)的高度h（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，同學(xué)們采用圖象法來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們根據(jù)（2）測(cè)量的物理量，建立圖丙所示的坐標(biāo)系來(lái)尋找關(guān)系，其中合理的是

．參考答案：（1）1.060；（2）BC；（3）B．【考點(diǎn)】探究影響摩擦力的大小的因素．【分析】（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)時(shí)先讀出主尺的刻度，然后看游標(biāo)尺上的哪一個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，最后讀出總讀數(shù)；（2）根據(jù)題目的敘述，確定實(shí)驗(yàn)的原理，然后確定待測(cè)量與摩擦力的公式；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．【解答】解：（1）主尺的刻度：1cm，游標(biāo)尺上的第12個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，讀數(shù)是：0.05×12=0.60mm，總讀數(shù)：10mm+0.60mm=10.60mm=1.060cm；（2）實(shí)驗(yàn)的原理：根據(jù)遮光條的寬度與滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間即可求得滑塊的速度：v=；B到C的過(guò)程中，摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：﹣μmgs=0﹣mv2；聯(lián)立以上兩個(gè)公式得動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式：μ=；還需要測(cè)量的物理量是：光電門(mén)P與C之間的距離s，與遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，故BC正確，AD錯(cuò)誤．（3）由動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式可知，μ與t2和s的乘積成反比，所以s與的圖線是過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)該建立的坐標(biāo)系為：縱坐標(biāo)用物理量，橫坐標(biāo)用物理量s，即B正確，ACD錯(cuò)誤．故答案為：（1）1.060；（2）BC；（3）B．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，參加某電視臺(tái)娛樂(lè)節(jié)目的選手從較高的平臺(tái)上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上。已知平臺(tái)與傳送帶的高度差H＝1.8m，水池寬度s0＝1.2m，傳送帶AB間的距離L0＝20m。由于傳送帶足夠粗糙，假設(shè)選手落到傳送帶上后瞬間相對(duì)傳送帶靜止，經(jīng)過(guò)△t＝1.0s反應(yīng)時(shí)間后，立刻以a＝2m/s2恒定向右的加速度跑至傳送帶最右端。

（1）若傳送帶靜止，選手以v0＝3m/s的水平速度從平臺(tái)躍出，求這位選手落在傳送帶上距離A點(diǎn)的距離。（2）求剛才那位選手從開(kāi)始躍出到跑至傳送帶右端所經(jīng)歷的時(shí)間。（3）若傳送帶以v＝1m/s的恒定速度向左運(yùn)動(dòng)，選手要能到達(dá)傳送帶右端，則他從高臺(tái)上躍出的水平速度v1至少為多大？（g=10m/s2）參考答案：(1)Δs=0.6m（3分）；（2）t＝6.0s（3分）；(3)4.1m/s17.核聚變反應(yīng)需要幾百萬(wàn)度以上的高溫，為了把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)，通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。現(xiàn)用下述簡(jiǎn)化的模型來(lái)研究這一問(wèn)題，如圖所示，兩個(gè)同心圓為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的內(nèi)外邊界，，，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，已知帶正電粒子的比荷，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，帶正電的粒子以某一速度v從內(nèi)邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域。不考慮帶電粒子因高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)論效應(yīng)。（1）導(dǎo)出帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r與上述各量的關(guān)系式（用已知量字母代號(hào)q、m、B、v表示）；（2）若上述帶電粒子從A點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)域恰好不穿出外邊界，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；（3）若大量上述粒子從A點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，求所有粒子均不穿出磁場(chǎng)區(qū)域外邊界時(shí)粒子的最大速度v0。

參考答案：（1）帶電粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域后，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式得

①

（2分）∴

②

（2分）（2）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示。

（6分）（3）由①式得帶電粒子運(yùn)動(dòng)速率，即v與r成正比。由題意可知，該粒子從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域又不離