河北省衡水市魁星莊中學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.（單選）關于兩個等量異種點電荷在其連線中點處的電場強度和電勢，下述正確的是（） A．場強為零，電勢可能為零 B． 場強為零，電勢一定不為零 C．場強不為零，電勢可能為零 D． 場強不為零，電勢一定不為零參考答案：考點： 電場線．分析： 根據(jù)兩個等量異種點電荷的電場線圖可知，其連線中點的電場強度；由于兩個等量異種點電荷連線的中垂線為等勢面，一直通到無窮遠，兩個等量異種點電荷，故連線中點的電勢可能為零．解答： 解：根據(jù)兩個等量異種點電荷的電場線圖可知，其連線中點的電場強度不為零；由于兩個等量異種點電荷連線的中垂線為等勢面，一直通到無窮遠，如選取無限遠電勢為零，則連線中點的電勢也為零，故ABD錯誤，C正確．故選：C．點評： 本題關鍵要知道等量異種點電荷的電場線和等勢面分布情況，特別是兩個電荷兩線和中垂線上各點的場強和電勢情況．2.圖中甲是勻強電場，乙是孤立的正點電荷形成的電場，丙是等量異種點電荷形成的電場(a，b位于兩點電荷連線上，且a位于連線的中點)，丁是等量正點電荷形成的電場(a，b位于兩點電荷連線的中垂線上，且a位于連線的中點)。有一個正檢驗電荷僅在電場力作用下分別從電場中的a點由靜止釋放，動能Ek隨位移變化的關系圖象如圖中的①②③圖線所示，其中圖線①是直線．下列說法正確的是A．甲對應的圖線是①

B．乙對應的圖線是②C．丙對應的圖線是②

D．丁對應的圖線是③參考答案：AC3.將一只皮球豎直向上拋出，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比。下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a與速度大小v關系的圖像，正確的是

（

）參考答案：C4.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶電質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知A.三個等勢面中，a的電勢最高B.帶電質(zhì)點在p點具有的電勢能比在Q點具有電勢能大C.帶電質(zhì)點通過p點時的動能比通過Q點時大D.帶電質(zhì)點通過p點時的加速度比通過Q點時大參考答案：BD根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場線與等勢線垂直，畫出P、Q兩點處電場力的方向，如圖．由于帶點質(zhì)點的電性不確定，所以電場強度的方向不確定，三個等勢面的電勢高低不確定，故A錯誤．質(zhì)點從P到Q過程，電場力做正功，質(zhì)點的電勢能減小，動能增大，則質(zhì)點在P點具有的電勢能比在Q點具有的電勢能大，通過P點時的動能比通過Q點時?。蔅正確，C錯誤．據(jù)題，相鄰等勢面之間的電勢差相等，而P處等差等勢面較密，則P點的場強較大，質(zhì)點通過P點時的加速度比通過Q點時大．故D正確．5.如圖所示，從某點O先后以大小不同的初速度vA、vB、vC，水平拋出三個小球A、B、C，

三個物體分別落在同—斜面上的A’、B’、C’三點，則關于三個小球的初速度vA、vB、vC及三個小球在空中平拋運動的時間tA、tB、tC的大小關系，下述說法正確的是A．vA＞vB＞vC

tA＞tB＞tC

B．vA＜vB＜vC

tA＜tB＜tC

C．vA＞vB＞vC

tA＜tB＜tC

D．vA＜vB＜vC

tA＞tB＞tC參考答案：答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示水平軌道BC，左端與半徑為R的四分之一圓周AB光滑連接，右端與四分之三圓周CDEF光滑連接，圓心分別為O1和O2。質(zhì)量為m的過山車從距離環(huán)底高為R的A點處，由靜止開始下滑，且正好能夠通過環(huán)頂E點，不計一切摩擦阻力。則過山車在通過C點后的瞬間對環(huán)的壓力大小為___________，在過環(huán)中D點時的加速度大小為___________。參考答案：6mg，g7.兩矩形物體A和B，質(zhì)量分別為m和2m，它們疊放在豎立的彈簧上而靜止，如圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k．今用一豎直向下的力壓物體A，彈簧又縮短了ΔL（仍在彈性限度內(nèi)）而靜止．現(xiàn)突然撤去壓物塊A的豎直向下的力，此時，A對B的壓力大小為_________.參考答案：

8.如圖所示為阿特武德機的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學家和物理學家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量同為M的重物用繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止狀態(tài)。再在一個重物上附加一質(zhì)量為m的小重物，這時，由于小重物的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動。（1）所產(chǎn)生的微小加速度可表示為

。（2）某同學利用秒表和刻度尺測出重物M下落的時間t和高度h，則重力加速度的表達式為：

。參考答案：

，(2)。9.在如圖所示的電場中，一電荷量q=﹣1.0×10﹣8C的點電荷在A點所受電場力大小F=2.0×10﹣4N．則A點的電場強度的大小E=

N/C；該點電荷所受電場力F的方向為

．（填“向左”“向右”）參考答案：2.0×104；向左【考點】電場線；電場強度．【分析】根據(jù)電場強度的定義式E=，可以直接求解．（2）在電場中某點電場強度的方向沿該點電場線的切線方向，正電荷受力方向和電場方向一致，負電荷受力方向和電場方向相反．【解答】解：A點電場強度的大小為：E=N/C==2.0×104N/C根據(jù)負電荷受力方向和電場方向相反可得：點電荷在A點所受電場力的方向向左故答案為：2.0×104；向左10.（6分）氫有三種同位素，分別叫做

、

、

，符號是

、

、

。參考答案：氕、氘、氚，、、11.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結合成氘核時，發(fā)出r射線，已知普朗克恒量為h，真空中光速為c，則這個核反應的質(zhì)量虧損△m=

，r射線的頻率v=

。參考答案：12.某研究性學習小組為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”獨力設計了如圖甲所示的實驗裝置。已知小車質(zhì)量為m1，砝碼和盤的質(zhì)量為m2，交流電的頻率為50Hz，除了裝置圖中所給的器材外，另外備有復寫紙、電鍵及導線若干。（1）除了上面涉及的實驗器材外，本次實驗還缺少的器材有

。（2）保持m1不變，改變m2的大小，小明同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖象如圖乙所示，該圖線不通過坐標原點，最可能的原因是：

。（3）如圖丙所示為某次實驗得到的一條紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。AB、CD計數(shù)點之間的距離已測出，由于疏漏B、C兩計數(shù)點之間的距離忘記了標注，根據(jù)紙帶上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況，可計算出小車運動的加速度為

m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）（4）在探究加速度與力的關系實驗中，要盡可能保證a-F圖象是一條直線，需要控制的條件是_________________________________________。參考答案：（1）交流電源（或答學生電源）和刻度尺（2分）（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）（3）0.52（3分）（4）小車質(zhì)量m1遠大于砝碼和盤的質(zhì)量m2（或答m1>>m2）解析：（1）打點計時器需要交流電源，所以需要交流電源，紙帶上計數(shù)點間距離需要測量，還缺少刻度尺。（2）由圖象可知，當施加一定外力時，小車的加速度還為零，則外力與小車受到的摩擦力平衡。（3）根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，x3-x1=2aT2，解得，a=0.52m/s2。（4）小車質(zhì)量m1遠大于砝碼和盤的質(zhì)量m2時，繩中拉力近似等于小車所受合外力（或答m1>>m2）13.用歐姆表測電阻時，如發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太小，為了使讀數(shù)的精度提高，應使選擇開關撥到較

（選填“大”或“小”）的倍率檔，重新測量，測量前必須先要進行

。如圖所示為使用多用表進行測量時，指針在刻度盤上停留的位置，若選擇旋鈕在“50mA”位置，則所測量電流的值為

mA。參考答案：大；調(diào)零；22.0三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（08年合肥168中學聯(lián)考）（5分）下表是某同學在“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗中測得的幾組數(shù)據(jù)，則：懸掛砝碼/g50100150200250彈簧伸長/cm2.305.086.889.8012.5（1）請在下圖所示的坐標紙上作出F-x圖象；（2）寫出圖象的函數(shù)表達式；（3）解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義；

（4）若彈簧的原長為L0=40cm，以彈簧的總長為自變量，寫出F（L）的表達式.并說明圖象和F-x圖象的區(qū)別.

參考答案：

（1）F-x圖像

（2）從F-x的圖像知，彈簧的彈力O與伸長量成正比，在直線上取較遠的兩點（9.8，2.0）和（2.3，0.5）代入k=ΔF/Δx，可得直線的斜率為0.2N/cm=20N/m。所以該彈簧的彈力與伸長量的關系的函數(shù)表達式為F=kx(k=20N/m)（3）簧的彈力與伸長的關系是F=kx,中的常數(shù)k表示使彈簧伸長1m時所需彈力為20N，即勁度系數(shù)。（4）設彈簧的總長為L則F=kx=K（L-LO）=0.2L-8。所作的F-L圖像有橫軸截距，其物理意義即為彈簧的原長，而F-x圖像沒有橫軸截距。15.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖。①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是____________________②本實驗采用的科學方法是（

）A.理想實驗法

B.等效替代法C.控制變量法

D.建立物理模型法參考答案：①F'；

②B;四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，底端切線水平且豎直放置的光滑圓弧軌道的半徑為L，圓心在O點，其軌道底端P距地面的高度及與右側豎直墻的距離均為L，Q為圓弧軌道上的一點，連線OQ與豎直方向的夾角為60°．現(xiàn)將一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的小球從Q點由靜止釋放，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：（1）小球在P點時受到的支持力大??；（2）小球第一次與墻壁碰撞時的速度大?。畢⒖即鸢福航猓海?）小球從Q到P過程，由機械能守恒定律得：mgL（1﹣cos60°）=mvP2．得：vP=小球在P點時，由牛頓第二定律：FN﹣mg=m聯(lián)立解得：FN=2mg

（2）小球離開P點后做平拋運動，水平位移為L時所用時間為t，則有：L=vPt小球下落的高度為：h=從Q到第一次撞墻的過程，由機械能守恒定律得：mgL[（1﹣cos60°）+h]=聯(lián)立可以得到：小球第一次與墻壁碰撞時的速度大小為：v=．答：（1）小球在P點時受到的支持力大小是2mg；（2）小球第一次與墻壁碰撞時的速度大小是．【考點】動能定理的應用；向心力．【分析】（1）小球從Q到P過程中只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律求出小球在P點時的速度，再由向心力公式求出支持力；（2）小球離開P點后做平拋運動，由平拋運動的知識求得小球第一次與墻壁碰撞時下降的高度，再由機械能守恒求得速度的大?。?7.如圖所示，AB為半徑R＝0.8m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接．小車質(zhì)量M＝3kg，車長L＝2.06m，車上表面距地面的高度h＝0.2m．現(xiàn)有一質(zhì)量m＝1kg的滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車．已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，當車運行了1.5s時，車被地面裝置鎖定．(g＝10m/s2)試求：(1)滑塊剛到達B端瞬間，軌道對它支持力的大??；(2)車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；(3)從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大??；(4)滑塊落地點離車左端的水平距離．參考答案：18.如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點的振動圖象，該波由A傳向B，兩質(zhì)點沿波的傳播方向上的距離Δx=4.0m，波長大于3.0m，求這列波的波速.參考答案：答案：由