辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题15含解析

辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题（15）（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.在推导”匀变速直线运动位移的公式“时，把整个运动过程划分为很多个小段，每一小段近似为匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”．下面实例中应用到这一思想方法的是（　　）

A. 在探究牛顿第二定律的过程中，控制物体的质量不变，研究物体的加速度和力的关系

B. 在计算带电体间的相互作用力时，若电荷量分布对计算影响很小，可将带电体看作点电荷

C. 在求两个力的合力是，如果把一个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同，这个力就是两个力的合力

D. 在探究弹簧弹性势能表达式的过程中，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，在每一小段内认为弹簧的弹力是恒力，然后把每一小段弹力所做的功相加

【答案】D

【解析】

在探究牛顿第二定律的过程中，控制物体的质量不变，研究物体的加速度和力的关系，此方法为控制变量法；在计算带电体间的相互作用力时，若电荷量分布对计算影响很小，可将带电体看作点电荷，此方法为模型法；在求两个力的合力是，如果把一个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同，这个力就是两个力的合力，此方法为等效法；在探究弹簧弹性势能表达式的过程中，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，在每一小段内认为弹簧的弹力是恒力，然后把每一小段弹力所做的功相加，此方法为微元法；故选项D 正确．

2. 如图所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是TA、TB，现在使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为TA′、TB′，则（　　）

A. TA′=TA，TB′＞TB B. TA′=TA，TB′＜TB

C. TA′＜TA，TB′＞TB D. TA′＞TA，TB′＜TB

【答案】A

【解析】

带电前：对B有：TB=GB

对AB组成的整体有：TA=GA+GB

带电后：对B有：TB′=F电+GB

对整体：TA′=GA+GB

综上所述： TA′= TA，TB′> TB

故A正确，BCD错误．

3. 下列说法正确的是（　　）

A. 单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显

B. 光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理

C. 机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离

D. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变快了

【答案】B

【解析】

单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越暗，衍射现象越不明显，选项A错误；光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，选项B正确；机械波传播过程中，质点不随波迁移，选项C错误； 根据相对论原理可知，地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了，选项D错误；故选B.

4. 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，R是滑动变阻器.闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向左滑动的过程中（　　）

A. 电流表A1和A2的示数均变小

B. 电压表V的示数变大

C. 电压表V的示数变化量ΔU与电流表A1示数变化量ΔI的比值不变

D. 滑动变阻器R的滑片滑到最左端时，定值电阻R1的功率最小

【答案】C

【解析】

AB.当滑动变阻器R的滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，干路电流变大.即电流表A1的示数变大，电源内电压和R1两端电压变大，R2两端电压变小，V的示数变小，A2示数变小，故AB错误;

C.电压表V的示数变化量ΔU与电流表A1示数变化量ΔI1的比值等于R1+r，是不变的，选项C正确;

D.滑动变阻器R的滑片滑到最左端时，R1的电流最大，R1的功率最大，选项D错误.

5. 一台手摇交流发电机，线圈内阻1.0 Ω，产生的电动势随时间变化的规律为e＝(V)。发电机只与9.0 Ω的电阻组成闭合电路。则（　　）

A. 交变电流的频率为10 Hz

B. 电动势的峰值为20V

C. 电路中电流的有效值为1.0 A

D. 一周期内外接电阻消耗电能9.0J

【答案】C

【解析】

A．交变电流的频率为

选项A错误；

B．电动势的峰值为10V，选项B错误；

C．电动势的有效值为E=10V，则电路中电流的有效值为

选项C正确；

D．因为T=1/f=0.2s，则一周期内外接电阻消耗电能

选项D错误；

故选C.

6. 如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g=10 m/s2，则(　　)

A. 小物块的初速度是5 m/s

B. 小物块的水平射程为1.2 m

C. 小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功

D. 小物块落地时的动能为0.9 J

【答案】D

【解析】

由题意可以，小物块到达B时的速度=3m/s，如下图所示

小物块从A运动到B的过程中，由动能定理可得：

解得：，故A选项错误；

(或根据牛顿第二定律，根据运动学公式，求解)

小物块从B点离开桌面后，做平抛运动

所以，解得

因此，水平射程=0.9m，选项B错误；

小物块在桌面上克服摩擦力做的功=2J，选项C错误；

从B到C，利用动能定理得：，解得，D正确．

(或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能)

7.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V. 下列说法不正确的是(　　)

A. 电场强度的大小为2. 5 V/cm

B. 坐标原点处的电势为1 V

C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV

D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV

【答案】C

【解析】

A．如图所示，在ac连线上，确定一b′点，电势为17V，将bb′连线，即为等势线，那么垂直bb′连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图，

因为匀强电场，则有：，由比例关系可知：
依据几何关系，则有：

因此电场强度大小为：

故A正确，不符合题意；

B．根据φc-φa=φb-φo，因a、b、c三点电势分别为：φa=10V、φb=17V、φc=26V，解得原点处的电势为φ0=1 V．故B正确，不符合题意；

C．因Uab=φa-φb=10-17=-7V，电子从a点到b点电场力做功为：

W=qUab=-e×(-7V)=7 eV

因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高7eV，故C错误，符合题意。

D．bc间的电势差Ubc=φb-φc=17V-26V=-9V，电子从b点运动到c点，电场力做功为

W=qUbc=-e×(-9V)=9 eV

故D正确，不符合题意。

8.2016年4月6日1时38分，我国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星，在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空，进入近百万米预定轨道，开始了为期15天的太空之旅，大约能围绕地球转200圈，如图1所示.实践十号卫星的微重力水平可达到地球表面重力的10－6g，实践十号将在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验，力争取得重大科学成果.以下关于实践十号卫星的相关描述中正确的有(　　)

A. 实践十号卫星在地球同步轨道上

B. 实践十号卫星的环绕速度一定小于第一宇宙速度

C. 在实践十号卫星内进行的19项科学实验都是在完全失重状态下完成的

D. 实践十号卫星运行中因受微薄空气阻力，需定期点火加速调整轨道

【答案】BD

【解析】

A、实践十号卫星的周期，不是地球同步卫星，所以不在地球同步轨道上，故A错误；B、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，则实践十号卫星的环绕速度一定小于第一宇宙速度，故B正确；

C、根据题意可知，实践十号卫星内进行的19项科学实验都是在微重力情况下做的，此时重力没有全部提供向心力，不是完全失重状态，故C错误；

D、实践十号卫星运行中因受微薄空气阻力，轨道半径将变小，速度变小，所以需定期点火加速调整轨道，故D正确.

9.如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里．一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．则可判定(　　)

A. 小球带负电

B. 小球带正电

C. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏

D. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

【答案】BD

【解析】

因为小球做匀速直线运动，故小球受到的合力为0，由于小球受竖直向下的重力、电场力和洛伦兹力，所以G+F电+F洛=0，若小球带负电，则F电竖直向下，F洛也竖直向下，故不可能，A错误；若小球带正电，则F电竖直向上，F洛也竖直向上，则它们的合力与重力相平衡，故可能，B正确；若小球从B点由静止滑下，进入场区后的速度会变小一些，故F洛会变小，而重力、F电不变，故三个力的合力将向下，即小球将立即向下偏，D正确．

10.如图所示，竖直放置的形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆(　　)

A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下

B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间

C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd

D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于

【答案】BC

【解析】

本题考查电磁感应的应用，意在考查考生综合分析问题的能力．由于金属棒进入两个磁场的速度相等，而穿出磁场后金属杆做加速度为g的加速运动，所以金属感进入磁场时应做减速运动，选项A错误；对金属杆受力分析，根据可知，金属杆做加速度减小的减速运动，其进出磁场的v-t图象如图所示，由于0~t1和t1~t2图线与t轴包围的面积相等(都为d)，所以t1>(t2-t1)，选项B正确；从进入Ⅰ磁场到进入Ⅱ磁场之前过程中，根据能量守恒，金属棒减小的机械能全部转化为焦耳热，所以Q1=mg．2d，所以穿过两个磁场过程中产生的热量为4mgd，选项C正确；若金属杆进入磁场做匀速运动，则，得，有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于，根据得金属杆进入磁场的高度应大于，选项D错误．

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 物理小组的同学在老师指导下用两根完全相同的轻弹簧和重物验证力的平行四边形定则，他进行了如下操作(弹簧始终处于弹性限度内)：

(1)用刻度尺测出弹簧的自由长度L0。

(2)如图l所示，把重物通过细绳连接在弹簧下端，稳定后测出弹簧的长度L1。

(3)如图2所示，用两根弹簧挂起重物，稳定时两弹簧与竖直方向的夹角均为60°，测出两弹簧的长度分别为L2、L3，若要验证力的平行四边形定则，需满足的条件是 ___。

(4)如图3所示，他又把两弹簧调整到相互垂直，稳定后测出两弹簧的长度为L4、L5，若要验证力的平行四边形定则，需满足的条件是____。

【答案】    (1).     (2).

【解析】

(3)[1]当合力沿两个分力角平分线方向且两个分力夹角为，合力和两个分力大小相等，故弹簧形变量形同，长度相同，即；

(4)[2]当两个分力相互垂直时，由勾股定理知：

即：

。

12. 某同学用下列实验器材，测量一节电池的电动势和内阻.实验室提供的器材如下:

A.待测干电池一节

B.电流表A1(量程0.6 A，内阻1 Ω)

C.电流表A2(量程200 mA，内阻5Ω)

D.滑动变阻器R1(0~10 Ω)

E.电阻箱R2(0~999.9Ω)

F.开关

S.导线若干

(1)实验中需要将电流表A2与电阻箱串联，改装一个量程为2 V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻为_______Ω.

(2)请根据提供的实验器材，设计测量电源电动势和内阻的实验电路，画在图甲中的方框内，在图中标明所用器材的符号，并用笔画线将图乙中的实物连接完整.

(      )

(3)闭合开关前，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最________________(填“左”或“右”)端.闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组两个电流表的示数I1、I2，作出I2-I1图象，如图丙所示，则由图象得到电源的电动势E=____________V，电源的内阻r= _______________Ω．

(4)该实验_______ (填“ 有”或“没有”)由于电流表的内阻产生的系统误差.

【答案】    (1). 5    (2).     (3). 左    (4). 1.45    (5). 2.25    (6). 没有

【解析】

(1)[1]将电流表A2改装成量程为2 V的电压表，电阻箱需要串联入电路的电阻

(2)[2]用伏安法测电源电动势和内阻，由于电流表A1内阻已知，因此电流表A1直接与电池串联，电路图及实物连接如图所示.

(3)[3][4][5]闭合开关前，为了使滑动变阻器接入电路的电阻最大，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最左端，根据原理图和闭合电路欧姆定律得

由图丙得到电池的电动势为

电池的内阻

r=

(4)[6]由(3)得

显然没有系统误差. .

13.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0．现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g．

【答案】；；

【解析】

开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先等容升温过程，直至活塞开始运动．设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有:

  ①

根据力的平衡条件有:

  ②

联立①②式可得:

③

此后，汽缸中气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2．根据盖—吕萨克定律有:

  ④

式中V1=SH⑤，V2=S(H+h)⑥

联立③④⑤⑥式解得:

⑦

从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为:

⑧

14. 如图所示，一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中，磁场方向垂直导轨平面，导轨平面竖直且与地面绝缘，导轨上M、N间接一电阻R，P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板，导体棒ab置于导轨上，其电阻为3R，导轨电阻不计，棒长为L，平行金属板间距为d．今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动，稳定后棒的速度为v，不计一切摩擦阻力．此时有一带电量为q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动，且速率也为v．求：

(1)速度v的大小；

(2)物块的质量m．

【答案】(1)，(2).

【解析】

(1)设平行金属板间电压为U．液滴在平行金属板间做匀速圆周运动，重力与电场力必定平衡，则有：

由

得

联立解得

则棒产生的感应电动势为：

由，

得

(2)棒中电流为：

ab棒匀速运动，外力与安培力平衡，则有

而外力等于物块的重力，即为

解得

15. 一轻质细绳一端系一质量为m =0.05吻的小球儿另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L= 0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.25.现有一滑块B，质量也为m=0.05kg，从斜面上高度h=5m处滑下，与 小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能.若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，(g取10m/s2，结果用根号表示)，试问：

(1)求滑块B与小球第一次碰前的速度以及碰后的速度.

(2)求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力.

(3)滑块B与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数.

【答案】(1)滑块B与小球第一次碰前速度为m/s，碰后的速度为0；(2)滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力48N；(3)小球做完整圆周运动的次数为10次．

【解析】

(1)滑块将要与小球发生碰撞时速度为v1，碰撞后速度为v1′，小球速度为v2

根据能量守恒定律，得：

mgh=

解得：

v1=m/s

A、B发生弹性碰撞，由动量守恒，得到:

mv1=mv1′+mv2

由能量守恒定律，得到：

解得：

v1′=0，v2=m/s

即滑块B与小球第一次碰前的速度为m/s，碰后的速度为0

(2)碰后瞬间，有：

T-mg=m

解得：

T=48N

即滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力48N．

(3)小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，则有：

mg=m

小球从最低点到最高点的过程机械能守恒，设小球在最低点速度为v，根据机械能守恒有：

解得：

v=m/s

滑块和小球最后一次碰撞时速度至少为v=m/s，滑块通过的路程为s′，根据能量守恒有:

mgh=

解得：

s′=19m

小球做完整圆周圆周运动的次数

即小球做完整圆周运动的次数为10次