辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题10含解析

辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题（10）（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. 在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法的说法中，错误的是（　　）

A. 合力与分力的关系体现了等效替换的思想

B. 库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想

C. 加速度a＝、电场强度E＝都采用了比值定义法

D. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证

【答案】D

【解析】

A．合力与分力的关系体现了等效替换的思想，故A正确，不符合题意；

B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想，故B正确，不符合题意；

C．加速度a＝、电场强度E＝都采用了比值定义法，故C正确，不符合题意；

D．牛顿第一定律是在实验的基础上经逻辑推理而得出的，采用的是实验加推理的方法，反映了物体不受外力时的运动状态，而不受外力的物体不存在的，所以不能用实验直接验证，故D错误，符合题意；

2. 如图所示为一固定在水平桌面上的V形槽的截面图，AB、BC面与水平桌面间夹角分别为和。一正方体木块放在槽内，木块与AB、BC面间的动摩擦因数相同，现用垂直于纸面向外的力F拉木块，木块恰好能沿槽做匀速直线运动。木块的质量为m，重力加速度为g。木块与AB、BC面间的动摩擦因数大小为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】将重力按照实际作用效果正交分解，如图所示

故

，

滑动摩擦力为

f=μ(F1+F2)

解得木块与AB、BC面间的动摩擦因数大小为

故选A。

3. 中国将于2022年前后建成空间站。假设该空间站在离地面高度约的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球同步卫星轨道高度约为，地球的半径约为，地球表面的重力加速度为，则中国空间站在轨道上运行的（　　）

A．周期约为 B．加速度大小约为

C．线速度大小约为 D．角速度大小约为

【答案】 B

【解析】

A．设同步卫星的轨道半径为r1，空间站轨道半径为r2，根据开普勒第三定律有

解得

故A错误；

B．设地球半径为R，由公式

解得

故B正确；

C．由公式，代入数据解得空间站在轨道上运行的线速度大小

故C错误；

D．根据，代入数据可得空间站的角速度大小

故D错误。

故选B。

4. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比，副线圈接有一负载电阻和一个闪光灯，闪光灯两端的电压不小于55V时，闪光灯就会发光。已知a、b间接有的交流电压，负载电阻R=55Ω，则（　　）

A．1min内，闪光灯发光时间为30s B．电压表的示数为

C．电流表的示数为1A D．闪光灯闪光的频率为50Hz

【答案】 A

【解析】

根据公式

可知，副线圈两端的电压有效值

则电压表的示数为55V，通过电阻R的电流

由于闪光灯也有电流通过，故电流表的示数大于1A，根据正弦交变电流的特点可知，一个周期内闪光灯有两次闪光，因此闪光灯的频率为交流电频率的2倍，即为100Hz，副线圈两端电压的最大值为，根据正弦函数关系可知，一个周期内闪光灯两端的电压超过55V的时间有半个周期，故1min内闪光灯发光时间为30s；故A正确，BCD错误。

故选A。

5. 如图所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v—t图像分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（　　）

A．两小球带电的电性一定相反

B．甲、乙两球的质量之比为2∶1

C．t2时刻，乙球的电势能最大

D．在0~t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小

【答案】 B

【解析】

A．由图可知乙球减速的同时，甲球正向加速，说明两球相互排斥，带有同种电荷，故A错误；

B．两球作用过程动动量守恒

m乙△v乙=m甲△v甲

解得

故B正确；

C．t1时刻，两球共速，距离最近，则乙球的电势能最大，故C错误；

D．在0〜t3时间内，甲的动能一直増大，乙的动能先减小，t2时刻后逐渐增大，故D错误。

故选B。

6. 如图所示，A 物体套在光滑的竖直杆上，B 物体放置在粗糙水平桌面上，用一细绳连接。初始时细绳经过定滑轮呈水平，A、B 物体质量均为m。A 物体从 P 点由静止释放，下落到 Q 点时，速度为 v，PQ 之间的高度差为 h，此时连接 A 物体的细绳与水平方向夹角为 θ，此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A 物体做匀加速直线运动

B．A 物体到 Q 点时，B 物体的速度为 v sin

C．A 物体减少的重力势能等于 A、B 两物体动能增量之和

D．B 物体克服摩擦做的功为 mgh  mv2

【答案】 B

【解析】

A．滑块A下滑时，竖直方向受重力和细绳拉力的竖直分量，因细绳拉力的竖直分量是变化的，则滑块A所受的合力不是恒力，则A的加速度不是恒量，即A不是匀加速下滑，选项A错误；

B．若滑块A的速度为v，则由速度的分解可知，滑块B的速度为vsinθ，选项B正确；

C．由能量关系可知，A 物体减少的重力势能等于B克服摩擦力做功和 A、B 两物体动能增量之和，选项C错误；

D．B 物体克服摩擦做的功为 ，选项D错误；

故选B。

7.如图所示，平行金属板A、B水平放置并带有等量异种电荷，现有a、b两个带电粒子，质量分别为和，带电量大小分别为和，它们以相同的初速度先后垂直电场线从同一点射入平行板间的匀强电场，a、b两粒子分别打在金属板B上的M点和N点，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　）

A．a、b两粒子均带正电

B．a、b两粒子电荷量关系为q1＞q2

C．a、b两粒子比荷关系为

D．电场对a、b两粒子所做功的关系为

【答案】 C

【解析】

A．由于A、B两金属板带电正负未知，故不能确定a、b两粒子的电性，选项A错误；

BC．两粒子在电场力的作用下做类平抛运动，在水平方向

，

在竖直方向

，

由图可知

，

则有

，

由题设条件无法比较与关系，选项B错误，C正确；

D．由电场力做功公式知，因加速电压U相同，而与的大小关系不能确定，所以不能确定与的大小关系，选项D错误；

故选C。

8.如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（　　）

A．光子b可能使处于基态的氢原子电离

B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小

C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线

D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应

【答案】 BD

【解析】

A．由能级跃迁的频率条件：

h=Em-En

可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；

B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：

又因电子的动能，解得电子的动能

故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；

C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；

D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。

故选BD。

9.如图有一半径为R的弹性圆形边界，内有垂直于纸面向外的磁感应强度为B的磁场，现有一比荷为的带正电的粒子由A点与OA成30°角垂直入射到磁场中，之后粒子与边界发生弹性碰撞(垂直于边界的速度碰后反向，大小不变，平行边界的速度不变)，在粒子绕边界一周的过程中，有（　　）

A. 粒子每相邻两次碰撞的时间间隔为

B. 粒子每次与边界相碰时的速度与过该碰撞点的切线的夹角均为60°

C. 当时，粒子仍能回到A点

D. 当时，粒子仍能回到A点

【答案】BCD

【解析】

A．粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，第一次从A到B的轨迹如图所示：

因不知道运动的半径，故无法确定圆心角，运动时间无法求出，故A错误；

B．进入磁场时与半径OA成30°角，由运动的对称性可知，出射方向与半径OB成30°角，则粒子与边界相碰时的速度与过该碰撞点的切线的夹角均为60°，故B正确；

C．若，可知运动的半径为

可知圆心角为120°，相对的圆形磁场所夹角为120°，根据运动的对称性和周期性可知，圆形磁场的360°分成3个120°，则经过三个圆弧运动刚好回到A点，故C正确；

D．若，可知运动的半径为

可知圆心角为180°，相对的圆形磁场所夹角为60°，根据运动的对称性和周期性可知，的360°分成6个60°，则经过六个圆弧运动刚好回到A点，故D正确。

故选BCD。

10. 如图所示，固定平行的长直导轨M、N放置于匀强磁场中，导轨间距L=1m，磁感应强度B=5T,方向垂直于导轨平面向下，导体棒与导轨接触良好，驱动导体棒使其在磁场区域运动，速度随时间的变化规律为v=2sin10πt(m/s)，导轨与阻值为R=9Ω的外电阻相连，已知导体棒的电阻为r=1Ω，不计导轨与电流表的电阻，则下列说法正确的是

A. 导体棒做切割磁感线运动，产生频率为5Hz的正弦交流电

B. 导体棒产生的感应电动势的有效值为10V

C. 交流电流表的示数为0.5A

D. 0～时间内R产生的热量为0.45J

【答案】AD

【解析】

AB．据题意，速度变化规律为v=2sin10πt(m/s)，则产生的电动势为

E=BLv=10sin10πt(V)

即产生频率为

的正弦交流电；电动势峰值为Em=10V，则导体棒电动势的有效值

D故A正确，B错误；

C．电流表示数

故C错误；
D．交流电的周期：

=0.2s

在内电阻R上产生热量

故D正确。

故选AD．

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学利用图甲所示DIS装置探究滑块加速度与合力的关系，同时测量滑块与轨道间的动摩擦因数。重物通过光滑的定滑轮用细线拉滑块，在滑块和细线左端之间固定一力传感器，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，位移传感器(发射器)随滑块一起沿水平轨道运动。实验中，保持滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量M不变，改变重物的质量m，重复实验若干次，得到滑块的加速度a与力传感器的示数F的关系如图乙所示。

(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)满足滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量远大于重物的质量。

(2)滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量为________kg；取g=10m/s2，空气阻力不计，滑块与轨道间的动摩擦因数为_________。

【答案】    (1). 不需要；    (2). 2.0；    (3). 0.05。

【解析】

本实验中细线的拉力可能通过力传感器直接测出，因此不需要满足滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量远大于重物的质量；

取滑块为研究对象，由牛顿第二定律可得

，

变形可得

，

分析图象的斜率可得

，

可得；

当，代入加速度的表达式

，

代入数值

，

解得：

。

12. 有一节干电池，电动势已知为1.5V。某小组要用以下器材测量其内阻：

A.待测电池(E=1.5V,内阻约几欧)

B.电流表(量程为100A,内阻约几百欧)

C.电阻箱R(0~99.9Ω,1A)

D.滑动变阻器R0(0~15kΩ,0.1A)

E.开关S1、S2和导线若干

实验电路图如图所示。实验步骤如下：

①闭合S1,断开S2,调节R0使电流表满偏(指针指在I=100A刻度处)；

②调整电阻箱R,使其为较大的阻值R1,再闭合S2,读出电流表的示数I1;

③逐渐减小电阻箱R的阻值，使其分别等于R2、R3、…，读出对应的电流表的示数I2、I3、…；

④以为纵轴，以为横轴作出-图像(I、R均为国际单位)，求得图线斜率k=1.6×104Ω•A-1。

回答以下问题。

(1)步骤①中，电流表满偏时，滑动变阻器与电流表内阻的总阻值为_____kΩ；

(2)步骤③中改变电阻箱阻值时，开关S2应处于_____ (填“闭合”或“断 开”)状态；

(3)求内阻有两种方法：①利用多组数据作出图像求解，②利用其中任意两组数据求解。两种方法相比，减小偶然误差最有效的方法是 _____ (填“①”或“②”)；

(4)电池内阻r= _____Ω。

【答案】    (1). 15    (2). 断开    (3). ①    (4). 1.6

【解析】

(1)[1]电流表满偏时

(2)[2]电阻箱使用时不断开关会有短路的风险，所以调节电阻箱需要断开开关

(3)[3]使用数据越多，偶然误差越小，所以应该利用多组数据作出图像求解；

(4)[4]由闭合电路的欧姆定律，得到

所以

13.处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示，AB为水平直径，玻璃砖的半径为R，O为圆心，P为圆柱形玻璃砖上的一点，与水平直径AB相距，单色光平行于水平直径AB射向该玻璃砖。已知沿直径AB射入的单色光透过玻璃的时间为t，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，求：

(1)该圆柱形玻璃砖的折射率n；

(2)从P点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。

【答案】(1)；(2)。

【解析】

(1)沿AB入射的光将从B点射出，设光在玻璃内的速度为v，则：

v＝

又：

2R＝ct

联立可得：

n＝

(2)过P做入射光的法线，过P做AB的垂线，垂足为C，如图：因，所以∠POC＝30°

由几何关系可知该光的入射角为30°

由折射定律：n＝可得：

由几何关系：

PD＝2R•cosr

从P入射的光到达D所用的时间：

联立可得：

t′＝

14. 如图所示，半径的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为=1.25m，现将一质量=0.2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以的速度水平飞出(取)．求：

(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功；

(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小；

(3)小滑块着地时的速度大小.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用，由动能定理

mgR-Wf =mv2

Wf =1.5J

(2)由牛顿第二定律可知：

解得：

(3)小球离开圆弧后做平抛运动根据动能定理可知：

解得：

15. 实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为0.1m、长为0.4m的10匝矩形线框abcd，总电阻为R＝2Ω，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，如图为简化的俯视图。小车总质量为m＝0.2kg。小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为f＝0.4N，进入磁场前已达到最大速度v＝5m/s。车头(ab边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力，车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零。已知有界磁场宽度为0.4m，磁感应强度为B＝1.2T，方向竖直向下。求：

(1)进入磁场前小车所受牵引力的功率P；

(2)车头刚进入磁场时，小车加速度a的大小；

(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。

【答案】(1) 2W (2) 20m/s2 (3) 2.18J

【解析】

(1)根据P＝fv得

P＝0.4×5=2W

(2)根据

E＝nBlv

I＝

F＝nBIl

F＋f＝ma

联立得

a＝20m/s2

(3)由能量关系可知

Q＝mv2－f·2l′

得

Q＝2.18J