辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题16含解析

辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题（16）（含解析）

考生注意：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

1.对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是（　　）

A. 开普勒提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

B. 卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量

C. 奥斯特观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似提出了分子电流假说

D. 笛卡尔根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因

【答案】B

【解析】

A.哥白尼提出日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；

B. 卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，故B正确；

C.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似提出了分子电流假说，故C错误；

D.伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故D错误。

故选B。

2. 如图所示，倾角的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力F作用下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中，则（　　）

A. 推力F一定是一个变力

B. 物体可能沿虚线向上运动

C. 物体与斜面间的动摩擦因数

D. 物体与斜面间的动摩擦因数

【答案】D

【解析】

对物块进行受力分析，如图所示：

物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动，因为G，N，F三力的合力方向向下，故摩擦力f方向沿斜面虚线向上，所以物块沿虚线向下运动；

现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边(也垂直于推力F)的下滑力、垂直与斜面的力，如图所示：

其中恰好把N平衡掉了，这样可视为物体在推力F、重力分力、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，由于重力分力、摩擦力f恒定，则力F也为恒力；

根据三力平衡特点，F与G1的合力必沿斜面向下，同时摩擦力f 只能沿斜面向上，根据几何关系，F与G1的合力，即，故物体与斜面间的动摩擦因数，故选项D正确，选项ABC错误．

3. 设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t.登月后，宇航员利用身边的弹簧测力计测出质量为m的物体重力为G1.已知引力常量为G，根据以上信息可得到(　　)

A. 月球的密度

B. 飞船的质量

C. 月球的第一宇宙速度

D. 月球的自转周期

【答案】A

【解析】

根据飞船绕行n圈所用的时间为t，可知飞船的周期．登月后宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力G1，可知月球表面的重力加速度；根据以及，解得：，可求得月球的密度，但是不能求解飞船的质量，选项A正确，B错误；因月球的半径R无法求解，根据可知无法求解月球的第一宇宙速度，选项C错误；因为无月球自传的信息，故无法测出月球的自传周期，选项D错误；故选A.

4. 下列说法中正确的是(　　)

A. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动

B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致

C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小

D. 一定质量气体在等容变化中压强增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数减少

【答案】B

【解析】

A. 液体分子无法用普通光学显微镜观察，实际观察到的是固体小颗粒在液体分子中无规则碰撞造成的无规则运动，故A错误；

B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致，故B正确；

C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小，故C错误；

D.一定质量气体在等容变化中压强增大，则温度升高，分子的平均速率增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，故D错误。

故选BD。

5. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，通过原、副线圈中的电流分别为I1、I2。若保持n1、n2和U1不变，且闭合开关S后两灯泡均能发光。将开关S由闭合变为断开，则(　　)

A. U2增大 B. I1减小

C. I2增大 D. 变压器的输入功率增大

【答案】B

【解析】

A．根据可知U2不变，选项A错误；

BC．将开关S由闭合变为断开，则次级电阻变大，次级电流I2减小，则初级电流I1减小，选项B正确，C错误；

D．变压器的输出功率P2=I2U2减小，则输入功率减小，选项D错误；

故选B

6. 如图所示,质量为的小物块(视为质点)从固定的半球形金属球壳的最高点由静止沿球壳下滑,物块通过球壳最低点时的速度大小为．球壳的半径为,其两端的最高点在同一水平线上,物块与球壳间的动摩擦因数为,重力加速度大小为．下列说法正确的是（　　）

A. 物块运动到最低点时,受到的摩擦力大小为

B. 物块通过球壳最低点时,对球壳的压力大小为mg

C. 从刚释放至运动到最低点的过程中,物块减少的机械能为

D. 物块通过球壳最低点时所受重力做功的功率为

【答案】C

【解析】

AB. 设物块通过球壳最低点时，受到球壳的支持力为，由牛顿第二定律可知，解得，由牛顿第三定律可知物块对球壳的压力大小也为，此时物块受到的摩擦力为，故AB错误．

C.以球壳的最低点为势能的零点，出状态的机械能为，末状态的机械能为，所以全过程机械能的减小量为，故C正确．

7.如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中，则下列结论中正确的是(　　)

A. 从两孔射出的电子速率之比vc∶vd＝2∶1

B. 从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc∶td＝2∶1

C. 从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad＝2∶1

D. 从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc∶ωd＝2∶1

【答案】A

【解析】

A．因为，从孔射入，经两孔射出的粒子的轨道半径分别为正方形边长和边长，

所以

，

A正确；

B．粒子在同一匀强磁场中的运动周期相同，因为

，，

所以，B错误；

C．因为向心加速度

，

所以

，

C错误；

D．因为，而周期相同，所以相同，D错误。

故选A。

8.真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是(　　)

A. 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同

B. 三种粒子打到荧光屏上的位置相同

C. 偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶1∶2

D. 偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶2∶4

【答案】BC

【解析】

设AB间的电压为U1，CD间的电压为U2、板长为L、板距为d，CD右边缘离荧光屏的距离为S，从一般情况考虑，在加速电场中有：，进入偏转电场做类平抛运动．

A项：穿出CD后的时间，由于三种粒子的比荷不同，所以三种粒子穿出CD板的时间不同，所以选项A错误；

B项：偏移的距离：，偏转角的正切：，由以上两解得：，，由两式可以看出，三种粒子从CD边缘的同一点穿出，且速度方向相同，那么最后打到荧光屏的位置相同，所以选项B正确；

C、D项：偏转电场对三种粒子所做功，则做功之比等于电量之比为1：1：2，故C正确，D错误．

故应选BC．

9.如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是(　　)

A. 电流表示数减小 B. 电压表示数不变

C. 灯泡亮度变暗 D. 电源效率降低

【答案】AC

【解析】

ABCD.由题可知，当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，则总电阻增大，总电流减小；电源内部分压减小，路端电压增大，则电压表示数增大；R1分压减少，并联部分电压增大，通过R2的电流增大，通过灯泡电流减小，则灯泡变暗；由闭合电路欧姆定律可知电源效率

因电流减小，则电源效率增大；综上，故AC正确BD错误。

故选AC。

10.如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy平面直角坐标系，y轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M和N连接成闭合回路，金属丝M的形状满足，电阻为R。在y轴左侧有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速穿过磁场，下列判断正确的是(　　)

A. 金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向

B. 金属丝中感应电流的最大值为

C. 金属丝运动过程中外力的最大功率为

D. 金属丝穿过磁场过程中产生的热量为

【答案】AB

【解析】

A．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A正确；

B．金属丝在磁场中切割磁感线最大有效长度为：

最大的感应电动势：

最大感应电流：

B正确；

C．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：

最大功率：

C错误；

D．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：

电流存在的时间：

根据焦耳定律：

D错误。

故选AB。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列小点．

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．可以测出1~6每个点的瞬时速度，画出v-t图象，进而得到a，其中3号点的瞬时速度的大小v3＝________ m/s2(保留三位有效数字)．

(2)也可以去除一个数据，利用逐差法处理数据，如果去除的是2．88cm这一数据，计算出滑块的加速度a＝________ m/s2(保留三位有效数字)．

(3)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________(填入所选物理量前的字母，完全选对才得分)：还需要使用的仪器是________。

A．木板的长度l

B．木板的质量m1

C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3

E．利用秒表测量滑块运动的时间t

(4)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)．与真实值相比，测量的动摩擦因数________(填偏大或偏小)．

【答案】    (1). 0．264m/s    (2). 0．496 m/s2    (3). CD    (4). 天平    (5).     (6). 偏大

【解析】

(1) 3号点的瞬时速度的大小；

(2)每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，

将第一段位移舍掉，设1、2两计数点之间的距离为x1，则第6、7之间的距离为x6，利用匀变速直线运动的推论△x=at2，即逐差法可以求物体的加速度大小：

根据逐差法有：；

(3) 根据牛顿第二定律有：m3g-m2gμ=(m3+m2)a，故解得：

于根据牛顿第二定律列方程的过程中，即考虑了木块和木板之间的摩擦，没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等，故导致摩擦因数的测量会偏大．

12. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用的电流表内阻为几欧，电压表内阻为十几千欧。实验中得到了多组数据，通过描点连线在I-U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。

(1)在图乙虚线框中画出该实验电路原理图。

(2)根据图甲，可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系，下列示意图中合理的是_______。

A.     B.     C.     D.  

(3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路。电源电动势为6.0 V，内阻为1.0 Ω。若电路中的电流为0.40 A，则定值电阻R所消耗的电功率为_______W。

【答案】    (1).     (2). D    (3). 0.64

【解析】

(1)[1]．如图甲所示，电压从0开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻十几欧，为小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示：

(2)[2]．小灯泡纯电阻，功率有：

由图甲可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，P与U2的关系图像斜率为，随电压增大而减小，所以图像斜率应减小，AB错误；由图甲可知，小灯泡的电阻随电流的增大而增大，P与I2的关系图像斜率为，所以图像斜率应增大，C错误，D正确，故选D。

(3)[3]．若电路中的电流为，则由图甲可知，小灯泡两端电压为，内部消耗电压为：

所以电阻R的电压为：

所以定值电阻R所消耗的电功率为：

。

13.如图所示，体积为V的汽缸曲导热性良好的材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分，汽缸上部通过单向阀门K气体只能进入汽缸，不能流出汽缸)与一打气筒相连．开始时汽缸内上部分气体的压强为p0，现用打气筒向容器内打气．已知打气筒每次能打人压强为p0、体积为的空气当打气49次后稳定时汽缸上下两部分的体积之比为9︰1，重力加速度大小为g，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦．求活塞的质量m．

【答案】

【解析】

开始时，汽缸上部分气体体积为，压强为p0，下部分气体体积为，压强为后来汽缸上部分气体体积为，设压强为p，下部分气体体积为，压强为

打入的空气总体积为，压强为p0

由玻意耳定律可知，对上部分气体有：

对下部分气体有：

解得：．

14. 如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：

(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；

(2)小球到达A点时动量的大小；

(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间．

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F．由力的合成法则有

①

②

设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得

③

由①②③式和题给数据得

④

⑤

(2)设小球到达A点速度大小为，作，交PA于D点，由几何关系得

⑥

⑦

由动能定理有

⑧

由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为

⑨

(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g．设小球在竖直方向的初速度为，从C点落至水平轨道上所用时间为t．由运动学公式有

⑩

由⑤⑦⑩式和题给数据得

15. 如图所示，在两块长为L、间距为L、水平固定的平行金属板之间，存在方向垂直纸面向外的匀强磁场．现将下板接地，让质量为m、电荷量为q的带正电粒子流从两板左端连线的中点O以初速度v0水平向右射入板间，粒子恰好打到下板的中点．若撤去平行板间的磁场，使上板的电势随时间t的变化规律如图所示，则t=0时刻，从O点射人的粒子P经时间t0(未知量)恰好从下板右边缘射出．设粒子打到板上均被板吸收，粒子的重力及粒子间的作用力均不计．

(1)求两板间磁场的磁感应强度大小B．

(2)若两板右侧存在一定宽度的、方向垂直纸面向里的匀强磁场，为了使t=0时刻射入的粒子P经过右侧磁场偏转后在电场变化的第一个周期内能够回到O点，求右侧磁场的宽度d应满足的条件和电场周期T的最小值Tmin．

【答案】(1)    (2)      ；

【解析】

(1)如图，设粒子在两板间做匀速圆周运动的半径为R1，则

由几何关系：

解得

(2)粒子P从O点运动到下板右边缘的过程，有：

解得

设合速度为v，与竖直方向的夹角为α，则：

则

粒子P在两板的右侧匀强磁场中做匀速圆周运动，设做圆周运动的半径为R2，则 ，

解得

右侧磁场沿初速度方向的宽度应该满足的条件为；

由于粒子P从O点运动到下极板右侧边缘的过程与从上板右边缘运动到O点的过程，运动轨迹是关于两板间的中心线是上下对称的，这两个过程经历的时间相等，则：

解得