辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题9含解析

辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题（9）（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. 在物理发展历史中，一些物理学家的思想和研究成果在不断地推动着社会的进步，以下关于物理学史的叙述中，正确的是（　　）

A. 牛顿提出了万有引力定律，是第一个“能称出地球质量的人”

B. 卡文迪许通过扭秤实验第一个测出了静电力常量

C. 胡克认为只有在一定条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

D. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

【答案】C

【解析】

A．牛顿提出了万有引力定律，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验首先较准确的测量出了引力常量G，被人们称为“能称出地球质量的人”，故A错误；

B．库仑发现了电荷间的相互作用力，并测出了静电力常量，故B错误；

C．胡克总结出了胡克定律，在弹性限度内的弹力与形变量成正比，故C正确；

D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并没有直接验证，而是用斜面上的加速运动合理外推，故D错误。

故选C。

2. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是（　　）

A．波长为0.08m

B．波速为0.40m/s

C．x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷

D．x=16cm处的质点经过半个周期运动到x=8cm处

【答案】B

【解析】AB．波沿x轴负方传播，根据波形图可知

该波的周期T>0.20s，n只能等于0，故

由图可知，波长λ=16cm=0.16m，故波速

故A错误，B正确；

C．x=0.08m的质点在t=0时位于平衡位置向下振动，经过t=0.70s时即经过，所以t=0.70s时x=0.08m处的质点位于波峰，故C错误；

D．介质中的质点不会随波逐流，只能在各自平衡位置附近振动，故D错误；

故选B。

3. 在有空气阻力的情况下，以速度v1竖直上抛一小球，经过时间t1上升到最高点。又经过时间t2，物体由最高点落回到抛出点，这时物体的速度为v2。则（　　）

A. v2=v1，t2=t1 B. v2>v1，t2>t1 C. v2<v1，t2<t1 D. v2<v1，t2>t1

【答案】D

【解析】

因为有空气阻力，且大小恒定，故根据牛顿第二定律有上升过程中：

下降过程中：

所以a1>a2；根据运动学公式上升过程有：

下降过程有：

比较各式可知有：

v2<v1 

t2>t1

故D正确，ABC错误。

故选D。

4. 如图所示为理想变压器，四个灯泡L1、L2、L3、L4都标有“4V、4W”，变压器原、副线圈匝数比n1:n2=4:1。要求灯泡一个都不能烧毁，假设灯泡电阻不变，则a、b间交流电压的有效值不能超过（　　）

A. 25V B. 24V C. 20V D. 16V

【答案】A

【解析】由图可知，L2与L3并联后与L4串联，故L4中电流为L2与L3电流之和；L1电流为原线圈中的电流，而L4电流等于副线圈中的电流，根据电流之比等于线圈匝数之比可得

故L4应达到额定功率，即输出电流为

L2与L3中电流均为0.5A，此时并联部分电压为2V，变压器输出电压为

输入电压为

此时灯泡L1中电流为0.25A，电压为1V，故ab两端的电压最大值为

故选A。

5. 一宇航员在某星球上立定跳高的最好成绩是地球上的4倍，该星球半径为地球的一半。阻力不计，则该星球的第一宇宙速度约为（　　）

A. 2.0 km/s B. 2.8km/s C. 4.0 km/s D. 5.9 km/s

【答案】B

【解析】根据可知

又

根据第一宇宙速度的表达式 可得

A．2.0 km/s，与结论不相符，选项A错误；

B．2.8km/s，与结论相符，选项B正确；

C．4.0 km/s，与结论不相符，选项C错误；

D．5.9 km/s，与结论不相符，选项D错误；

故选B。

6. 如图所示，由同种材料制成，粗细均匀，边长为L、总电阻为R的单匝正方形闭合线圈MNPQ放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，磁场两边界成θ=角。现使线圈以水平向右的速度ν匀速进入磁场，则(　　)

A. 当线圈中心经过磁场边界时，N、P两点间的电势差U=BLv

B. 当线圈中心经过磁场边界时，线圈所受安培力大小

C. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，回路中的平均电功率

D. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，通过导线某一横截面的电荷量

【答案】D

【解析】

AB．当线圈中心经过磁场边界时，此时切割磁感线的有效线段为NP，根据法拉第电磁感应定律，NP产生的感应电动势为E=BLv，此时N、P两点间的电势差U为路端电压，有

U=E=BLv

此时QP、NP受安培力作用，且两力相互垂直，故合力为

F安=

故AB错误；

C．当线圈中心经过磁场边界时，回路中的瞬时电功率为

在线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，感应电动势一直在变化，故

回路中的平均电功率不等于经过磁场边界时的瞬时电功率，故C错误；

D．根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，通过导线某一横截面的电荷量为

故D正确。

故选D。

7.如图所示，质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是（　　）

A．弹簧弹性势能的最大值为

B．滑块离开弹簧时的速度大小为

C．滑块与弹簧接触过程中，产生的热能为

D．滑块最终停在距离弹簧右端处

【答案】C

【解析】A．由题意可知，从开始运动到将弹簧压缩到最短，由动能定理

得

则弹簧弹性势能的最大值为

所以A错误；

B．从开始运动到滑块被弹回，离开弹簧时，由动能定理

解得

所以B错误；

C．滑块与弹簧接触过程中，产生的热量为

所以C错误；

D．滑块被弹回，离开弹簧后继续减速运动，从离开弹簧到停下，由动能定理

结合B选项分析可知

得

所以D正确。

故选D。

8.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m，2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一轻弹簧相连，轻弹簧能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块一起加速运动，则以下说法正确的是（　　）

A．质量为2m的木块受到四个力的作用

B．当F逐渐增大到1.5T时，轻弹簧刚好被拉断

C．当F逐渐增人到1.5T时，轻弹簧还不会被拉断

D．当F撤去瞬间，m所受摩擦力的大小和方向不变

【答案】CD

【解析】质量为2m的物体受重力，支持力，m对它的压力以及摩擦力，还有弹簧的弹力，总共受5个力．故A错误．当弹簧的弹力为T时，m和2m的加速度a=，对整体分析，拉力F=6ma=2T．知当拉力为2T时，轻弹簧恰好被拉断．故B错误，C正确．撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，m和2m整体的加速度不变，隔离对m分析，根据牛顿第二定律知，m所受的摩擦力大小和方向都不变．故D正确．

9.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场．此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是(　　)

A. 电子在磁场中运动的时间为

B. 电子在磁场中运动的时间为

C. 磁场区域的圆心坐标为

D. 电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－L)

【答案】BCD

【解析】

电子在磁场中做匀速圆周运动，粒子运动轨迹如图所示：
 

电子的轨道半径为R，由几何知识，电子转过的圆心角：θ=60°，Rsin30°=R-L，解得：R=2L，电子在磁场中做圆周运动的周期：，电子在磁场中运动时间：，故A错误，B正确．设磁场区域的圆心坐标为(x，y)，其中：，y=，所以磁场圆心坐标为(，)，故C正确．根据几何三角函数关系可得，R-L=Rcos60°，解得：R=2L，所以电子的圆周运动的圆心坐标为(0，-L)，故D正确；故选BCD．

点睛：由题意确定粒子在磁场中运动轨迹是解题的关键之处，从而求出圆磁场的圆心位置，再运用几何关系来确定电子的运动轨迹的圆心坐标．

10. 有一静止点电荷产生的电场中，有四个点a、b、c、d，其电场强度大小分别为、、、，电场中任一点电势与该点到点电荷的距离x的关系如下图。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为、和下列选项正确的是(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

A．由点电荷场强公式

可得：

，

故A错误；

B．由点电荷场强公式

可得：

故B正确；

C．从a到b电场力做功为：

Wab=qUab=q(φa-φb)=q(15-7.5)=7.5q，

从b到c电场力做功为：

Wbc=qUbc=q(φb-φc)=q(7.5-5)=2.5q，

所以有：

Wab：Wbc=3：1，

故C错误；

D．从c到d电场力做功为：

Wcd=qUcd=q(φc-φd)=q(5-2.5)=2.5q

所以

Wbc：Wcd=1：1，

故D正确。

故选BD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学用伏安法利用下列器材测一节干电池的电动势和内阻。

A．被测干电池一节；

B．电流表1：量程0~0.6 A，内阻为0.3 Ω；

C．电流表2：量程0~0.6 A，内阻约为0.1 Ω；

D．电压表1：量程0~3 V，内阻未知；

E．电压表2：量程0~15 V，内阻未知；

F．滑动变阻器1：0~10 Ω，2A；

G．滑动变阻器2：0~100 Ω，1 A；

H．开关、导线若干。

在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

（1）请在上述器材中选择适当的器材：___________（填写器材前的字母）；

（2）实验电路图应选择图___________（填“甲”或“乙”）；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

【答案】ABDFH    甲    1.5    0.7   

【解析】（1）[1]为了读数准确，电压表应选择D；电流表应选择内阻精确的，即选B；滑动变阻器总阻值较小有利于电表的数值变化，便于操作且可减小误差，故选F。综上所述可知选ABDFH。

（2）[2]因电流表内阻已知，故应采用相对电源的电流表内接法，故选甲。

（3）[3]由U-I图像可知，电池的电动势

E=1.50 V

[4]内阻

r= -RA=0.7 Ω

12. 某实验小组采用如图所示装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验步骤如下：

A．将挡板竖直放置，挡板左侧表面固定白纸，白纸上面固定复写纸。

B．先让质量为m1的入射小球1从斜槽上S位置由静止释放，从水平轨道末端B点水平飞出后撞到挡板上，多次释放小球，确定其平均落点的位置P；

C．把质量为m2的被碰小球2静置于水平轨道的末端B点，再将入射小球1从斜槽S位置由静止释放，与被碰小球2相撞，并多次重复，确定两小球的平均落点。其中_______（选填“N”或“M”）点为被碰小球2的平均落点。

D．在白纸上确定O点，使O点与B点小球球心位置等高。

（2）实验必须要求满足的条件是_______。（填选项前的字母）

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．入射小球每次都要从同一高度由静止释放

C．入射小球与被碰小球半径相同且m1> m2

（3）验证动量守恒，必须测量的数据是________。（填选项前的字母）

A．两个小球的质量m1、m2

B．入射小球开始释放的高度h

C．B点距挡板的水平距离d

D．小球下落的高度hON、hOM、hOP

若动量守恒应满足关系式_________。（用题目所给物理量的字母表示）

【答案】N    BC    AD       

【解析】（1）[1]碰撞后，球2的速度大于1球的速度，球2的平均落点为N；

（2）[2]A．每次球1都从同一位置由静止释放，球1每次和轨道的摩擦力都相同，到达B点的速度都相同，所以轨道没有必要是光滑的，A错误；

B．为了保证球1到达B点的速度不变，必须保证每次从同一位置由静止释放，B正确；

C．为了防止球1反弹，必须m1> m2；为了保证小球碰撞后都做平抛运动，两个小球必须半径相同，C正确。

故选BC。

（3）[3][4]由动量守恒定律得

由平抛运动规律得

解得

从上式可以看出，验证动量守恒，必须测量的数据是两个小球的质量m1、m2和小球下落的高度hON、hOM、hOP，AD正确，BC错误。

故选AD。

13.如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管的上部封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。假设刚进水时细管被封闭的空气柱长度为50cm，当空气柱被压缩到48cm时压力传感器使洗衣机停止进水，此时洗衣缸内水位有多高？大气压取1.0×105Pa，水的密度取1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2。

【答案】0.44m

【解析】

对于封闭在细管中的空气，由玻意耳定律有

将代入解得

考虑液体的压强，则

将的值代入解得

设洗衣缸内水位有h高，则有

14. 如图所示，一质量M=0．8kg的小车静置于光滑水平地面上，其左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成，圆弧轨道BC与水平轨道CD相切于C处，圆弧BC所对应的圆心角、半径R=5m，CD的长度。质量m=0.2kg的小物块(视为质点)从某一高度处的A点以大小v0=4m/s的速度水平抛出，恰好沿切线方向从B点进入圆弧轨道，物块恰好不滑离小车。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，空气阻力不计。求：

(1)物块滑到圆弧轨道的C点时对圆弧轨道的压力大小N；

(2)物块与水平轨道CD间的动摩擦因数。

【答案】(1) 3.8N；(2) 0.3。

【解析】

设物块通过B点时的速度大小为，由平拋运动的规律有：

代入数值解得：

；

物块从B点到C点的过程中，由机械能守恒定律有：

代入数值可得：

设物块滑到C点时受到圆弧轨道的支持力大小为F，有：

代入数值解得：

F=3.8N，

由牛顿第三定律可知N=F=3.8N；

(2)设物块到达轨道CD的D端时的速度大小为，由动量守恒定律有：

由功能关系有：

代入数值解得：

。

15. 如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d．矩形区域abdc内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离为L．在cd下方有一导体棒MN，导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为H，导体棒的质量为m，电阻为r．给导体棒一竖直向上的恒力F，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动．若导体棒到达ab处的速度为v0，重力加速度大小为g．求：

(1)导体棒到达cd处时速度的大小；

(2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小；

(3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量和电阻R产生的热量．

【答案】(1)  (2)  (3) 

【解析】(1)根据动能定理：

解得导体棒到达cd处时速度的大小：

(2)根据牛顿第二定律：

安培力：

导体棒刚进入磁场时加速度的大小：

(3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量：

通过电阻R的电荷量：

解得：

根据动能定理：

电路中的总热量：

Q=WA

电阻R中的热量：

解得：