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广西壮族自治区玉林市博白县中学2020-2021学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. 如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势
A. 在时为零
B. 在时改变方向
C. 在时最大，且沿顺时针方向
D. 在时最大，且沿顺时针方向
参考答案：
AC
试题分析  本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点。
解析  由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误。
点睛  此题以交变电流图象给出解题信息，考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错误主要有四方面：一是由于题目以交变电流图象给出解题信息，导致一些同学看到题后，不知如何入手；二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断；三是不能正确运用楞次定律分析判断，陷入误区。
2. 如图为一自耦变压器，它的特点是铁芯上只绕有一个线圈，把整个线圈作为原线圈，而取线圈的一部分作为副线圈。已知原线圈所接的正弦交流电电压为U，交流电流表A1、A2均为理想电流表，当触头P向上移动时，两个交流电流表的读数变化情况为（    ）
A．A1读数变小 B．A1读数不变 C．A2读数变小  D．A2读数变大
参考答案：
D
3. 2012年12月23日，歼-15舰载战斗机在“辽宁舰”上圆满完成着舰试验，成功降落。为了强制飞机在50~70m距离内迅速地从300km/h减速为0，需要通过安装在机体尾部下方经过特殊设计的拦阻挂钩，拉住横置于航母跑道甲板上的拦阻索，利用拦阻力来强行制动。已知歼-15舰载战斗机高空最大速度是2500km/h， 航程是4500 km（不空中加油），假设战斗机降落时的质量是25000kg．歼-15舰载战斗机一次加油后在高空以最大速度飞行，可持续飞行长时间为（   ）
A．     B． h   C．   D．×10-3h
参考答案：
A
4. 如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置Ⅰ），导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ。则
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A．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小
B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大
C．上升过程中与下降过程中合力做的功相等
D．上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多
参考答案：
AD
5. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自框从左边界进入磁场时开始计时，在外动力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t1时刻框全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流t的正方向．外动力大小为F,，框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P－t图像为抛物线．则这些量随时间变化的关系是
参考答案：
C
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极， A为阳极。现接通电源，，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，；则光电管阴极材料的逸出功为_______ eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 _______。 (选填“为零”、或“不为零”)
参考答案：
（2分）    为零  （2分
7. ，在地面上最多能举起 60 kg的物体；若此人在匀加速上升的电梯中最多能举起40kg的物体，则此电梯上升的加速度为 5 m/s2．
参考答案：
考点：
牛顿运动定律的应用-超重和失重．.
专题：
牛顿运动定律综合专题．
分析：
，以物体为研究对象，根据牛顿第二定律求出人的最大举力．人的最大举力是一定的，再求解在地面上最多举起的物体质量及电梯的加速度．
解答：
解：设人的最大举力为F．以物体为研究对象．根据牛顿第二定律得：
    ，m1g﹣F=m1a1  解得F=600N
    在地面上：人能举起的物体的质量m2==60kg
    当电梯匀加速上升时，F﹣m3g=m3a3，代入解得 a3=5m/s2．
故答案为：60；5
点评：
本题应用牛顿第二定律处理生活中问题，关键抓住人的最大举力一定．
8. 如图所示为氢原子的能级图。 eV的光照射
一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的
光有   ▲  种，其中最短波长为  ▲  m（已知普朗克常量
h=×10－34 J·s）。
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参考答案：
10  ×10-8
9. 一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示，由图可知：气体在a、b、c三个状态的密度ρa、ρc、ρb的大小关系是______，气体在a、b、c三个状态时，气体分子的平均动能的大小关系是_______．
参考答案：
ρa>ρc>ρb
<<
10. (4分)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器。把弹簧拉长5 cm后由静止释放，滑块开始振动。他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为     Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=     cm。
 
参考答案：
（1分）；5cosπt（3分）
11. 如图所示，地面上某区域存在着匀强电场，其等势面与地面平行等间距．一个质量为m、电荷量为q的带电小球以水平方向的初速度v0由等势线上的O点进入电场区域，经过时间t，小球由O点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P点．已知连线OP与水平方向成45°夹角，重力加速度为g，则OP两点的电势差为________．
参考答案：
12. （9分）一台小型电动机在3V电压下工作，，用此电动机提升物重4N的物体，在30秒内可以使该物体匀速提升3m，除电动机线圈生热之外不计其它的能量损失，则电动机的输入电功率为__________ W,在提升重物的30秒内，电动机线圈所产生的热量______J,线圈的电阻__________Ω。
参考答案：
    W，6J，5Ω
13. 某同学用烧瓶与玻璃管等器材制作了如图所示的简易测温装置，他用一小滴水银（即忽略水银产生的压强）封闭一定质量的气体，并将竖直管如图细分100个等分刻度。该同学将两天的数据记录在下表内。
观察时间
第一天
第二天
6：00
8：00
10：00
12：00
6：00
8：00
10：00
实际温度（°C）
8
10
11
13
8
10
12
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水银滴所在刻度
24
34
39
49
21
30
39
（1）由第一天数据推断，该测温装置能测量的最高温度为________°C。
（2）（多选）发现第二天与第一天在同温下水银滴所在刻度不一致，分析产生此现象的原因可能是（       ）
（A）外界大气压变大                     （B）外界大气压变小
（C）烧瓶内气体质量减小                 （D）测量时整个装置倾斜
参考答案：
（1）（2分）
（2）（4分）AC
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求
（i）波速及波的传播方向；
（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。
参考答案：
（1）波沿负方向传播；    （2）xQ=9 cm
本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。
（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此
   ④
由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有
⑤
由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为
  ⑥
15. 质量分别为m和3m的A、B两个小球以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰后B球停止不动，试求A球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．
参考答案：
弹性碰撞
取B球碰前的速度方向为正方向，设A球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有
解得，方向与B球碰前的速度方向相同
由于，
故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度V0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：
⑴该星球表面的重力加速度g的大小；
⑵小球落地时的速度大小V；
⑶该星球的质量M；
参考答案：
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17. 某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上．实验发现：半径为r0的粒子，其质量为m0、电量为q0，刚好能沿O1O3直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V球=πr3，S球=4πr2）．求：
（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O2时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r0的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
参考答案：
解 （1）设半径为r0的粒子加速后的速度为v0，则
解得：
设区域II内电场强度为E，则
洛伦兹力等于电场力，即v0 q0B=q0E
解得：
电场强度方向竖直向上．                              
（2）设半径为r的粒子的质量为m、带电量为q、被加速后的速度为v，
则
而
  由
解得：
（3）半径为r的粒子，在刚进入区域II时受到合力
为F合=qE﹣qvB=qB（v0﹣v）
由可知，
当r＞r0时，v＜v0，F合＞0，粒子会向上极板偏转；
当r＜r0时，v＞v0，F合＜0，粒子会向下极板偏转．
答：（1）图中区域II的电场强度；
（2）半径为r的粒子通过O2时的速率；
（3）由可知，
当r＞r0时，v＜v0，F合＞0，粒子会向上极板偏转；
当r＜r0时，v＞v0，F合＜0，粒子会向下极板偏转．
【考点】带电粒子在混合场中的运动；动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】压轴题；带电粒子在复合场中的运动专题．
【分析】（1）带电粒子在电场中被加速，当进入区域II内做匀速直线运动，因而根据动能定理可求出被加速的速度大小，再由洛伦兹力等于电场力，从而确定电场强度的大小与方向；
（2）根据密度相同，可确定质量与半径立方关系；根据题意，可知电量与半径平方关系．从而由动能定理可算出粒子通过O2时的速率；
（3）由半径的不同，导致速度大小不一，从而出现洛伦兹力与电场力不等现象，根据其力大小确定向哪个极板偏转．
18. 如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在
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D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE=2 cm，EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)
参考答案：
试题分析  本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。
解析  过D点作AB边的发现，连接OD，则为O点发出的光纤在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。根据折射定律有
①
式中n为三棱镜的折射率
由几何关系可知
②
③
在中有
④
由③④式和题给条件得
⑤
根据题给条件可知，为等腰三角形，有
⑥
由①②⑥式得
⑦