2021年上海市北虹高级中学高三物理模拟试题含解析

2021年上海市北虹高级中学高三物理模拟试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定  在地面上的斜面。设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C  点时弹簧最短，C点距地面高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C点时弹簧的弹性势能为（    ）          A．          B．          C．          D． 参考答案： B 2. （多选）一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b，厚度为d，将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如图所示．当在导体中通以图示方向的电流I时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为UH，已知自由电子的电量为e，则下列判断正确的是（　　） 　 A． 导体内自由电子只受洛伦兹力作用 　 B． 用电压表测UH时，电压表的“+”接线柱接下表面 　 C． 金属导体的厚度d越大，UH越小 　 D． 该导体单位体积内的自由电子数为 参考答案： 考点： 霍尔效应及其应用．. 分析： 定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，电子到达的表面带负电，导致两表面形成电场．最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出感应电动势的大小，及单位体积内的自由电子数． 解答： 解：A、定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，故A错误； B、由图，磁场方向向里，电流方向向右，则电子向左移动，根据左手定则，电子向上表面偏转，则上表面得到电子带负电，那么下表面带上正电，所以电压表的“+”接线柱接下表面，故B正确； C、根据电场力与洛伦兹力平衡，则有：，解得：，则金属导体的厚度d越大，UH越大，故C错误； D、根据，再由I=neSv=nebdv，得导体单位体积内的自由电子数为：n=，故D正确． 故选：BD． 点评： 解决本题的关键掌握洛伦兹力的偏转，从而导致两表面出现电势差，形成电场，产生电场力，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡的应用． 3. 在如图所示电路中，圈①、②处可以接小灯泡、电压表（为理想电表）。电源电动势ε、内阻r保持不变，定值电阻R1＝R2＝R3＝r，小灯电阻RL＝r，下列说法中正确的是（      ） （A）要使电源总功率较大，则应该①接电压表，②接小灯泡 （B）要使电源输出功率较大，则应该①接小灯泡，②接电压表 （C）要使路端电压较大，则应该①接小灯泡，②接电压表 （D）要使闭合电路中电源效率较高，则应该①接小灯泡，②接电压表 参考答案： ACD 4. 水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为 A.2 h tan(arcsin)           B.2 h tan(arcsinn) 　　 C.2 h tan(arccos)           D.2 h cot(arccosn) 参考答案： 答案：A 解析：岸上的人看到水面被光照亮是因为光线从水面射出后进入人的眼睛。光线在水面上发生了折射。如图所示，设光线OA在界面上恰好发生全反射，则sinC＝，由几何关系可知：tanC=，所以r＝htan(arcsin)，故其直径d＝2r＝2htan(arcsin)。 5. （多选题）1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带正电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比越小 参考答案： BD 【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动． 【分析】A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负． B、根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P1极板的带电情况． CD、在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，看与什么因素有关． 【解答】解：A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电．故A错误．     B、根据左手定则知，带电粒子在P1P2区域所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电．故B正确．     C、根据得，，知r越大，荷质比越小．故C错误，D正确． 故选BD． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （2）“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用光电门传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为__________m/s。 参考答案： 10 7. 摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于     ；设转弯、不侧滑时的车速为v ，则地面受到摩托车的作用力大小为        。 参考答案：   ；。 8. 如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为             （填“a R c”或“c R a”）。   参考答案： 10；cRa 9. 氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子,已知基态的一价氦离子能量为E1=-54.4eV,能级图如图所示,则一价氦离子第α能级En=_________ eV;一个静止的处于基态的一价氦离子被运动的电子碰撞后又失去了一个电子,则运动电子的动能一定大于__________eV. 参考答案： 10. 如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮桑需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度   ▲   （填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间   ▲   （填“大于”、“小于”或“等于”）。 参考答案： 11. 如图所示，是一列简谐横波在t=0时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时，x=1．5m处的质点向y轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿x轴(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为___________m／s．写出x=1．5m处质点做简谐运动的表达式_________________________________________________。 参考答案： 12. 场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m１、m２，电量分别为、．A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式 为　　　． 参考答案： 由题意，小球A和B组成的系统动量守恒，必定满足动量守恒的条件：系统的所受合外力为零； 两球受到重力与电场力，则知电场力与重力平衡，则得： 。 13. （1）在一次探究活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量铁块A与放在光滑水平桌面上的金属板B之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示，g取10m/s2，则A、B间的动摩擦因数=           （2）该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为0.1s的几个点，如图（b）所示，各相邻点间距离在图中标出.则在打C点时金属板被拉动的速度v=           m/s.（结果保留两位有效数字） 参考答案： （1）0.29～0.30（3分）   （2）0.80（3分） ：（1）弹簧秤示数为F=4.4N，由于铁块A处于平衡状态，所以铁块A的滑动摩擦力等于弹簧的拉力．所以μ==0.3. （2）利用匀变速直线运动的推论得：vC==0.80 m/s. 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 有一节干电池，电动势大约为1.5V，内电阻约为1.0Ω.某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻，他们在老师的支持下得到了以下器材： A．电压表V(15V,10kΩ) B．电流表G(量程3.0mA，内阻Rg＝10Ω) C．电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω) D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A) E．滑动变阻器R2(0～100Ω，1A) F．定值电阻器R3＝990Ω G．开关S和导线若干 （1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是  ▲   ．(填写器材编号) （2）请在虚线框内画出他们采用的实验原理图．(标注所选择的器材符号) （3）该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表，为了采用图象法分析处理数据，请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度，作出相应的图线. 序号 1 2 3 4 5 6 电流表G(I1/mA) 1.37 1.35 1.26 1.24 1.18 1.11 电流表A(I2/A) 0.12 0.16 0.21 0.28 0.36 0.43                    （4）根据图线求出电源的电动势E＝   ▲    V(保留三位有效数字)，电源的内阻r＝   ▲    Ω(保留两位有效数字)． 参考答案： （1）D；（2）如图a所示；（3）如图b所示 （4）1.48(1.45～1.49)；0.84(0.80～0.90)。 15. 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材： A．电流表G（滿偏电流10mA，内阻10Ω） B．电流表A（0～0.6 A～3A，内阻未知）    C．滑动变阻器R0（0～100Ω，1A）     D．定值电阻R（阻值990Ω） E．开关与导线若干 （1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在乙图上完成实物连线． 2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝  　　                                                                                       V ，内阻r=          Ω。 参考答案： （1）实物连接如右图　，（4分） （2）9.0，10.0　    （4分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 在光滑的水平面上，一质量为mA=0.1kg的小球A，以8m/s的初速度向右运动，与质量为mB=0.2kg的静止小球B发生正碰．碰后小球B滑向与水平面相切、半径为R=0.5m的竖直放置的光滑半圆形轨道，且恰好能通过最高点N后水平抛出．g=10m/s2． 求：（1