河北省张家口市怀来县官厅镇中学2022年高三物理模拟试题含解析

河北省张家口市怀来县官厅镇中学2022年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. “蹦极” 是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动 员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t 的变化规律如图所示。若将蹦极过程视为竖直方向上的运动，且空气阻力不计。下列说法正确的是      A．t1-t2时间内运动员处于超重状态           B．t1-t3时间内重力对运动员做功的功率越来越大 C．t1-t3时间内运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断减小 D．t1-t5时间内运动员的机械能先减小后增大 参考答案： D 2. （单选）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示．下列说法正确的是(　　) A．保持Q不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半 B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍 C．保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半 D．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半 参考答案： C 3. （单选）随着航天技术的迅猛发展，不久的将来人们可实现太空旅行的梦想。若发射一个太空旅行仓绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径等于地球半径的2倍，且小于地球同步卫星的轨道半径，则下列说法正确的是 A．旅行仓运行的线速度大于7.9 km／s B．旅行仓运行的周期小于地球同步卫星的周期 C．旅行仓的向心加速度等于地球表面重力加速度的一半 D．旅行仓中的游客会处于失重状态，游客不受重力 参考答案： B 4. 如图所示，在一个直立的光滑管内放置一个轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0，一个质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，弹簧弹性势能的表达式为，式中x为形变量，则： A. 小球运动的最大速度等于 B. 弹簧的劲度系数为 C. 球运动中最大加速度为g     D. 弹簧的最大弹性势能为3mgx0 参考答案： D 5. （单选）如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域并沿直线运动，从C点离开场区；如果这个场区只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区。设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2、和t3的大小，则（ ） A、t1=t2=t3                 B、t1=t2＜t3     C、t1＜t2=t3                D、t1＜t2＜t3 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图，质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为v1=2.4m/s时，物块速度的大小是       m/s，木板和物块最终的共同速度的大小是       m/s。 参考答案：   0.8    7. 一位小学生在玩游戏，他将一颗小鹅卵石子从离地面高处用手以的初速度竖直向上抛出，取，请你尽快地估算出：小石子从抛出到落至离地面的过程中的平均速度，其大小是         ，方向            . 参考答案： 0.50        向下 8. “探究动能定理”的实验装置如图甲所示，水平桌面上一小车在两条橡皮筋作用下，由静止状态被弹出，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。 （1）关于该实验，下列说法正确的是       。 A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6V B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。 （2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=          m/s。 参考答案： ① CD②0.83 9. 质量为2吨的打桩机的气锤，从5 m高处白由落下与地面接触0.2 s后完全静止下来，空气阻力不计、g取10 m/s2，则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为___________N。 参考答案： 设向上为正方向，由冲量定理可得，由机械能守恒可得，解得=N，由牛顿第三定律可知地面受到气锤的平均打击力为N。 10. 水平放置相互靠近的带电平板上极板带正电，下极板带负电，两极板间电势差为U，一束射线沿两板中央轴线射入，结果发现荧光屏MN位于轴线上方的某处出现亮点，由此可判断组成该射线的粒子所带的电是______电（填“正”或“负”）；若每个粒子所带电量的大小为q，则打到荧光屏上粒子的动能增量最大值为___________（粒子重力不计）．         参考答案： 答案：负   uq/2 11. 如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0 T，质量为m=0.04 kg、高h=0.05 m、总电阻R=5 Ω、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同．当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1=10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度v随车的位移x变化的v－x图象如图乙所示，则根据以上信息可知  （  ）          A．小车的水平长度l=15 cm          B．磁场的宽度d=35cm          C．小车的位移x=10 cm时线圈中的电流I=7 A          D．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J 参考答案： C 12. （6分）木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F的作用后木块A所受摩擦力大小是         N，木块B所受摩擦力大小是            N。 参考答案：     8     9 13. 质量为1kg，初速度为v=10m/s的物体，受到一个与初速度v方向相反，大小为3N的外力F的作用力，沿粗糙的水平面滑动，物体与地面间的滑动摩擦因数为0.2，经3s后撤去外力，则物体滑行的总位移为                m。（取g=10） 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （4分）如图所示，是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，得到的P-T图象。气体状态由A变化至B的过程中，气体的体积将     （填“变大”或“变小”），这是     （填“吸热”或“放热”）过程。   参考答案：     变小   放热 15. ①在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，合金丝的直径为        mm。 ②为了精确测量合金丝的电限Rx，设计出如图1所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。 参考答案： 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好．置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B处为弹簧的自然状态．将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58N．水平轨道以B处为界，左侧AB段长为x=0.3m，与小球的动摩擦因数为μ=0.5，右侧BC段光滑．g=10m/s2，求： （1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能． （2）小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力． 参考答案： 考点： 牛顿第二定律；牛顿第三定律；向心力．. 专题： 牛顿运动定律综合专题． 分析： （1）由题，小球运动到C处后对轨道有压力，根据牛顿第二定律求出小球到达C点时的速度，根据动能定理求出弹簧在压缩时所储存的弹性势能． （2）根据机械能守恒定律求出小球到达D处的速度，根据牛顿运动定律求出小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力． 解答： 解：（1）球运动到C处时，由牛顿第二定律得：F1﹣mg=m 得， 代入解得，v1=5m/s 根据动能定理得， 得， 代入解得，EP=11.2J （2）小球从C到D过程，由机械能守恒定律得， =2mgR+ 代入解得，v2=3m/s 由于，所以小球在D处对轨道外壁有压力，由牛顿第二定律得 代入解得，F2=10N 根据牛顿第三定律得，小球对轨道的压力为10N． 答：（1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能为11.2J． （2）小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力为10N． 点评： 本题是动能定理与牛顿运动定律的综合应用，来处理圆周运动问题．基础题． 17. 质点A在A点沿AC方向以υ1=5m/s初速度做匀减速运动，与此同时另一质点C在C点以υ0=3m/s速度向左沿AC方向做匀速运动，如图所示。已知A、C相距L=40m，（1）为使A与C不相撞，在A处的质点做匀减速的加速度的大小至少为多少（2）若质点A在A 点不是做匀减速运动，而是沿AC方向以υ1=5m/s速度做匀速直线运动，同时，另一质点B在B点以υ2速度也做匀速直线运动，B、C相距d=30m，且BC^AC，若A、B两质点相遇，υ2的最小速率为多少？（此问不考虑C的影响） 参考答案： （1）0.05m/s2   (2)  3m/s 18. 如图甲所示,两平行金厲板A,B的板长L      =0.2 m，板间距d =0.2 m。两金属板 间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应。在金 属板上侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其上下宽度D =0.4 m，左右范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直，匀强磁场的磁感应强度B=1x 1O-2 T。在极板下侧中点O处有一粒子源,从t =0时起不断地沿着00'发射比荷=1x108C/kg、初速度v0 =2x 105m/s的带正电粒子。忽略粒子重力、粒子间相互作用以及粒子在极板间飞行时极 板间的电压变化。sin30=0.5,sin37=0.6，sin45=。 (1)求粒子进入磁场时的最大速率 (2)    对于在磁场中飞行时间最长的粒子，求出其在磁场中飞行的时间以及由0点出发 的可能时刻。 (3)    对于所有能从MN边界飞出磁场的粒子，试求这些粒子在MN边界上出射区域的宽度。 参考答案：