2021-2022學(xué)年河南省許昌市長葛第三實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）木塊A、B分別重50N和30N,它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2與A、B相連接的輕彈簧被壓縮了5cm,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng).已知彈簧的勁度系數(shù)為100N/m.用F=1N的水平力作用在木塊A上,如圖所示,力F作用后

A.木塊A所受摩擦力大小是4N,方向向右 B.木塊A所受摩擦力大小是9N,方向向右C.木塊B所受摩擦力大小是4N,方向向左 D.木塊B所受摩擦力大小為6N,方向向左參考答案：B2.（多選題）如圖所示，放置在水平地面上的支架質(zhì)量為M，支架頂端用細(xì)線拴著的擺球質(zhì)量為m，現(xiàn)將擺球拉至水平位置，且細(xì)線伸直，然后從靜止釋放，擺球運(yùn)動(dòng)過程中，支架始終不動(dòng)，重力加速度為g，從擺球釋放至運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的過程中有（）A．在擺球釋放瞬間，支架對(duì)地面壓力為MgB．?dāng)[球擺動(dòng)過程中，地面對(duì)支架的摩擦力一直增大C．?dāng)[球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面壓力為（3m+M）gD．?dāng)[球擺動(dòng)過程中，重力對(duì)擺球做功的功率先增大后減小參考答案：ACD【考點(diǎn)】向心力；牛頓第二定律．【分析】對(duì)于不同的研究對(duì)象在不同的時(shí)刻進(jìn)行受力分析和過程分析：擺球做的是圓周運(yùn)動(dòng)，要根據(jù)擺球所需要的向心力運(yùn)用牛頓第二定律確定擺球?qū)嶋H受到的力．支架始終不動(dòng)，根據(jù)平衡條件求解出摩擦力．運(yùn)用瞬時(shí)功率表達(dá)式P=mgvy表示出重力對(duì)小球做功的功率，再根據(jù)已知條件判斷功率的變化．【解答】解：A、釋放的瞬間，繩子拉力為零，支架對(duì)地面的壓力為Mg．故A正確．B、小球擺動(dòng)的過程中，徑向的合力提供向心力，設(shè)細(xì)線與水平方向的夾角為θ，則有：T﹣mgsinθ=m，則有：T=mgsinθ+m根據(jù)動(dòng)能定理得：mglsinθ=mv2，解得：T=3mgsinθ，地面對(duì)支架的摩擦力為：f=Tcosθ=3mgsinθcosθ=mgsin2θ，擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中，θ從零增加到90°，所以摩擦力先增大后減小．故B錯(cuò)誤．C、擺球擺動(dòng)到最低時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理知：mgl=mv2，根據(jù)牛頓第二定律得：F﹣mg=m聯(lián)立兩式解得：F=3mg．由牛頓第三定律知，繩子對(duì)支架的拉力大小為：F′=F=3mg則支架對(duì)地面的壓力為：N′=Mg+F′=Mg+3mg=（3m+M）g．故C正確．D、重力對(duì)擺球做功的功率公式為P=mgvcosα，α是重力與速度的夾角．可知，在擺球釋放瞬間，v=0，重力的瞬時(shí)功率為0．?dāng)[球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，α=90°，重力的瞬時(shí)功率也為0，則知重力對(duì)擺球做功的功率先增大后減小．故D正確．故選：ACD3.汽車以20m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時(shí)的加速度大小為5m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始計(jì)時(shí)，2s與5s內(nèi)汽車的位移之比為A.5∶4

B.4∶5

C.3∶4

D.4∶3參考答案：4.如圖所示，質(zhì)量為的滑塊置于傾角為30°的粗糙斜面上，輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn)，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A．滑塊可能受到三個(gè)力作用B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零D．斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小一定等于參考答案：AD5.有同學(xué)這樣探究太陽的密度：正午時(shí)分讓太陽光垂直照射一個(gè)中央有小孔的黑紙板，接收屏上出現(xiàn)了一個(gè)小圓斑；測量小圓斑的直徑和黑紙板到接收屏的距離，可大致推出太陽直徑。他掌握的數(shù)據(jù)有：太陽光傳到地球所需的時(shí)間、地球的公轉(zhuǎn)周期、萬有引力恒量；在最終得出太陽密度的過程中，他用到的物理規(guī)律是小孔成像和A．牛頓第二定律

B．萬有引力定律、牛頓第二定律C．萬有引力定律

D．萬有引力定律、牛頓第三定律參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在“用DIS探究牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中（1）下圖（左）是本實(shí)驗(yàn)的裝置圖，實(shí)驗(yàn)采用分體式位移傳感器，其發(fā)射部分是圖中的_____，與數(shù)據(jù)采集器連接的是______部分．（填①或②）（2）上圖（右）是用DIS探究加速度與力的關(guān)系時(shí)所得到的a–F實(shí)驗(yàn)圖象，由圖線可知，小車的質(zhì)量為___________kg．參考答案：（1）①，②

（每空格1分）（2）m=0.77kg7.在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)飛輪上，固定著一個(gè)質(zhì)量為m的重物，重物到軸的距離為R，如圖所示，為了使電動(dòng)機(jī)不從地面上跳起，電動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度不能超過__________。參考答案：

8.

如圖所示，簡諧橫波I沿AC方向傳播，波源A點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖（甲）所示。簡諧橫波II沿BC方向傳播，波源B點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖（乙）所示，兩列波在C點(diǎn)相遇，已知AC=20cm，BC=60cm，波速都為2m/s。兩列波的振動(dòng)方向相同，則C點(diǎn)的振動(dòng)振幅為

cm．

參考答案：

答案：79.如圖甲所示，質(zhì)量為m、邊長為l的正方形金屬線框位于絕緣光滑水平面上，線框右邊緊貼著豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊界OO/．線框在水平向右的外力F作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，外力F隨時(shí)間t呈線性變化，如圖乙所示，圖中的F0、t0均為已知量．在t＝t0時(shí)刻，線框左邊恰到達(dá)OO/．此時(shí)線框受到的合力為_______或__________（寫出兩種表達(dá)）；在t＝t0時(shí)刻，線框的發(fā)熱功率與外力F的功率之比P熱：PF＝_______．參考答案：F0

或

；

3:510.某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20m/s的初速度豎直向上拋出一石子，不考慮空氣阻力，g取，則石子拋出后通過拋出點(diǎn)下方20m處所需的時(shí)間為________________s。參考答案：11.為了探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請(qǐng)思考回答下列問題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50Hz)：

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?

(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋l條、2條、3條……并起來進(jìn)行第l次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度應(yīng)都保持一致，我們把第l次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．

(3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出，如圖所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶．(4)試根據(jù)第(2)、(3)項(xiàng)中的信息，填寫下表．

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車做功

W

小車速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：

．參考答案：（1）墊高放置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端，使自由釋放的小車做勻速運(yùn)動(dòng)

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車做功

W

2W

3W

4W

小車速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在誤差準(zhǔn)許的范圍內(nèi)，做功與速度的平方成正比12.如右圖所示，質(zhì)點(diǎn)A從某一時(shí)刻開始在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)是與圓心O等高的點(diǎn)a，與此同時(shí)，位于圓心的質(zhì)點(diǎn)B自由下落。已知圓的半徑為R=19.6m，則質(zhì)點(diǎn)A的角速度至少

，才能使A、B相遇。參考答案：13.在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h.參考答案：

（2）由和得由愛因斯坦質(zhì)能方程和得三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項(xiàng)前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動(dòng)量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱悖桑室粋€(gè)光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^程遵循動(dòng)量守恒。15.(3-5模塊)(5分)有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級(jí)態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個(gè)光子，則速度v0至少需要多大？己知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平推力F=8N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，小車足夠長(取g=l0m/s2)。求：（1）小物塊放后，小物塊及小車的加速度大小各為多大？（2）經(jīng)多長時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？（3）從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5s小物塊通過的位移大小為多少？參考答案：（1）物塊的加速度小車的加速度：（2）由：

得：t=1s

（3）在開始1s內(nèi)小物塊的位移：最大速度：在接下來的0.5s物塊與小車相對(duì)靜止，一起做加速運(yùn)動(dòng)且加速度:這0.5s內(nèi)的位移:

通過的總位移17.學(xué)校舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L=10m后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R=0.4m的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)沿光滑平直軌道運(yùn)動(dòng)。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后電機(jī)以額定功率P=2.0w工作了t=1.6s后關(guān)閉，此時(shí)賽車尚未到達(dá)B點(diǎn)。賽車到達(dá)豎直圓軌道的最高點(diǎn)E時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于賽車的重力。賽車在AB段運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒定。（取g=10m/s2）求：（1）賽車到達(dá)豎直圓軌道的最高點(diǎn)E時(shí)的速度大小；（2）賽車在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小.參考答案：解：（1）設(shè)賽車到達(dá)B點(diǎn)的速度為v1，到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)E的速度為v2，由牛頓第二定律得：

①解得

=2.8m/s

②

（2）

由機(jī)械能守恒定律得

③

解得

=6.6m/s

④賽車在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為f，根據(jù)動(dòng)能定理：

⑤

解得

f=0.12N

⑥18.（12分）如圖所示，一連通器與貯有水銀的瓶M通過軟管相連，連通器的兩支上端封閉、粗細(xì)均勻、內(nèi)徑相同的直管A和B豎直放置，管內(nèi)水銀的上方均封有空氣。A、B兩管內(nèi)水銀面的高度差為hcm、空氣柱的長度均為2hcm。已知當(dāng)空氣的溫度都