辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题19含解析

这是一份辽宁省2021届高三物理下学期4月模拟预测试题19含解析，共16页。
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.甲、乙两汽车在平直公路上从同一地点同时开始行驶，它们的v﹣t图象如图所示，忽略汽车掉头所需时间，下列对汽车运动情况的描述正确的是( )
A. 在第1小时末，乙车改变运动方向
B. 在第4小时末，甲乙两车相遇
C. 在前4小时内，乙车的平均速度为10km/h
D. 在第2小时末，甲乙两车相距最远
【答案】A
【解析】
A．由图可知，2小时内乙车一直做反方向的运动，1小时末开始减速但方向没有变，故A错误；
B．图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移，4小时内甲车的总位移为
而乙车的总位移为
故此时两车不会相遇，故B错误；
C．平均速度等于位移除以时间，则乙车的平均速度
故C正确；
D．图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移；由图像可知，在0-内，甲乙汽车的运动方向相反，甲乙两车的距离在增大，内，甲车的速度大于乙车的速度，甲乙的汽车的距离继续增大，后，乙车的速度大于甲车的速度，两车距离开始减小，故甲乙两车速度相等时，即第4小时末，甲乙两车相距最远。
2. 如图甲所示，一线圈匝数为100匝，横截面积为0.01m2，磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在2s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为( )
A. VB. 2V
C. VD. 从0均匀变化到2V
【答案】A
【解析】与线圈轴线成30°角穿过线圈的向右磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有：
由图可知：
Wb/s
代入数据解得：
V
A正确，BCD错误。
故选A。
3. 若物体在运动过程中，受到的合外力不为零，那么以下说法正确的是（ ）
A. 物体的速度大小和方向一定都变化
B. 物体的加速度一定变化
C. 物体的动能一定变化
D. 物体的动量一定变化
【答案】D
【解析】
当合力与速度同向时，物体的速度的方向不变，比如自由落体运动，故A错误；根据牛顿第二定律，加速度与合力成正比，如果合力恒定，则加速度不变，故B错误；匀速圆周运动合力不为零，但动能不变，故C错误；根据动量定理，动量的变化等于合力的冲量，冲量不为零，故物体的动量一定变化，故D正确；故选D．
4. “嫦娥二号”月球探测器升空后，先在地球表面附近以速率v环绕地球飞行，再调整速度进入地月转移轨道，最后以速率v′在月球表面附近环绕月球飞行，若认为地球和月球都是质量分布均匀的球体，已知月球与地球的半径之比为1：4，密度之比为64：81，设月球与地球表面的重力加速度分别为g′和g，下列结论正确的是( )
A. g′：g=B. g′：g=C. v′：v=D. v′：v=
【答案】C
【解析】
AB．在星球表面的物体受到的重力等于万有引力
所以
已知月球与地球的半径之比为1：4，密度之比为64：81，月球与地球表面的重力加速度之比
故AB错误；
CD．探测器绕地球表面运行和绕月球表面运行都是由万有引力充当向心力，根据牛顿第二定律有
得
所以探测器绕地球表面运行和绕月球表面运行线速度大小之比为
故C正确，D错误。
故选C。
5. 用两根细线系住一小球悬挂于小车顶部，小车在水平面上做直线运动，球相对车静止．细线与水平方向的夹角分别为α和β(α>β)，设左边细线对小球的拉力大小为T1，右边细线对小球的拉力大小为T2，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 若T1=0，则小车可能在向右加速运动
B. 若T2=0，则小车可能在向左减速运动
C. 若T1=0，则小车加速度大小为
D. 若T2=0，则小车加速度大小为
【答案】A
【解析】当两边绳中的一边张力为零时，根据小球的受力情况可得到合外力大小和方向，从而求解加速度的大小和方向.
若T1=0，则小球受到向下的重力和右边细绳的拉力作用，若合力方向水平向右，则小车加速度向右，可能在向右加速运动，根据牛顿第二定律可知，解得，选项A正确，C错误；同理可知若T2=0，则小车可能在向左加速运动，根据牛顿第二定律可知，解得，选项BD错误；故选A.
6. 如图所示，竖直向上的匀强电场中固定一点电荷，一带电小球(可视为质点)可绕该点电荷在竖直面内做勾速圆周运动，a、b是运动轨迹上的最高点与最低点，两点电势分别为a、b电场强度分别为Ea、Eb，则( )
A. a＞b Ea＞EbB. a＜b Ea＜Eb
C. a＜b Ea＞EbD. a＞b Ea＜Eb
【答案】B
【解析】
小球做匀速圆周运动，则匀强电场的电场力和重力平衡，所以小球带正电，O点固定的点电荷带负电，根据场强叠加原理可得Ea＜Eb；O点产生的电势在圆周上是相等的，匀强电场中沿电场线方向电势越来越低，即a＜b。
A．a＞b 、Ea＞Eb，与结论不相符，选项A错误；
B．a＜b、Ea＜Eb，与结论相符，选项B正确；
C．a＜b 、Ea＞Eb，与结论不相符，选项C错误；
D．a＞b 、Ea＜Eb，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
7.如图所示为一边长为 L 正方形 abcd，P是 bc 的中点，若正方形区域内只存在由 d 指向 a 的匀强电场，则在 a 点沿 ab 方向以速度 v 入射的质量为 m、电荷量为 q的带负电粒子(不计重力)恰好从 P 点射出若该区域内只存在垂直纸面向里的匀强磁场，则在 a 点沿 ab 方向以速度 v入射的同种带电粒子恰好从c 点射出.由此可知( )
A. 匀强电场的电场强度为
B. 匀强磁场的磁感应强度为
C. 带电粒子在匀强电场中运动和在匀强磁场中运动的时间之比为 1:2
D. 带电粒子在匀强电场中运动的加速度大小等于在匀强磁场中运动的加速度大小
【答案】D
【解析】
A. 粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向：
L=vt，
在竖直方向：
，
解得：
，
故A错误；
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知，粒子轨道半径：r=L，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
解得：
，
故B错误；
C. 粒子在磁场中做圆周运动的时间：
，
粒子在电场中做平抛运动的时间：
带电粒子在匀强电场中运动和在匀强磁场中运动的时间之比：
，
故C错误；
D. 粒子在电场中的加速度：
，
粒子在磁场中的加速度：
，
带电粒子在匀强电场中运动的加速度大小等于在匀强磁场中运动的加速度大小，故D正确。
8.下列说法正确的是( )
A. 当一定量气体吸热时其内能可能减小
B. 温度低的物体分子运动的平均速率小
C. 做加速运动的物体由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
D. 当液体与大气相接触时液体表面层内分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部
【答案】AD
【解析】
根据热力学第一定律，当一定量气体吸热时，若对外做功，其内能可能减小，选项A正确；温度低的物体分子运动的平均动能小，平均速率不一定小，选项B错误；做加速运动的物体，速度越来越大，物体分子的平均动能不一定增大，因为分子的平均动能是由温度决定．故C错误；由于表面张力的作用当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是沿液体的表面．即表面形成张力，合力指向内部，故D正确；故选AD．
9.静止在光滑水平面上的物块A和B的质量分别是mA=3m0、mB=m0，在两物块间夹一压缩的轻质弹簧(弹簧与两物块均不相连)，再用轻细线将两物块连接起来，此时弹簧的压缩量为x0。现将连接两物块的细线烧断，在烧断后瞬间，物块A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则( )
A. 当物块B的加速度大小为a时，弹簧的压缩量为
B. 物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为
C. 细线未烧断时，弹簧的弹性势能为6m0v2
D. 细线未烧断时，弹簧的弹性势能为2m0v2
【答案】AC
【解析】A．当物块A的加速度大小为a，根据胡克定律和牛顿第二定律得
当物块B的加速度大小为a时，有
联立解得
故A正确；
B．取水平向左为正方向，根据系统的动量守恒得
又
解得A的位移为
故B错误；
CD．根据动量守恒定律得
得物块B刚要离开弹簧时的速度
由系统的机械能守恒得：物块开始运动前弹簧的弹性势能为
故C正确，D错误。
故选AC。
10.如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是( )
A. 灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等
B. 灯泡L2两端的电压变小
C. 灯泡L1变亮，灯泡L2的亮度不变
D. 电源的输出功率不变
【答案】AB
【解析】
A．当S接通后，根据可知，因为是降压变压器，则，则，I1等于灯泡L1的电流，I2是灯泡L2和L3的电流之和，则灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等，选项A正确；
BC．当S闭合后，电阻变小，输出功率变大，则输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大(功率变大，则灯泡L1变亮)，原线圈电压减小，匝数不变，故副线圈电压减小，灯泡L2两端的电压变小(功率变小，则L2变暗)，故B正确，C错误；
D．当S闭合后，变压器的输入电流变大，所以电源的输出功率变大，故D错误；
故选AB。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：
A.易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。
B.取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。
C.撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。
(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___
(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____ (用所测物理量的符号表示)。
【答案】 (1). (1)m1g； (2). (2)， (3).
【解析】(1)[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；
(2)[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故
；
[3]动能增量为：
，
合力的功为：
，
需要验证的关系式为：
12. 举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器．图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能．
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表．
(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a(如图丁)．由此可知，该电源内阻是否为常数_______(填“是”或“否”)，某时刻电压表示数如图丙所示，读数为________V，由图像可知，此时电源内阻为_______Ω．
实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I曲线b(如图丁)．
(2)在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为________W(计算结果保留两位有效数字)．
【答案】 (1). 否 (2). 1.50 (3). 5.6 (4). 7.2×10-2(7.0×10-2-7.4×10-2均算正确)
【解析】(1)由U-I图像可知，因图像的斜率等于电源的内阻，可知电源内阻不是常数；电压表的量程为3.0V，则读数为1.50V；由图中读出，此时电路中的电流为250mA，因电源的电动势为E=2.9V，可得此时电源的内阻；
(2)在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，可得此时的电流为100mA，则滑动变阻器的阻值为：；则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，此时外电路电阻为R外=R+R0=25Ω，将此电阻的U-I线画在此电源的U-I图像中，如图；
直线与b的交点为电路的工作点，此时I=60mA，则滑动变阻器消耗的电功率为.
13.如图所示，某种透明材料做成的三棱镜，其横截面是横截面是边长为a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面．求：
(i)该材料对此平行光束的折射率；
(ii)这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两条．
【答案】(1) (2)当光屏到BC距离超过，光斑分两块
【解析】
(1)由于对称性，我们考虑从AB面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC面的，由对称性不难得出，光线进入AB面时的入射角α和折射角β分别为：α=60°，β=30°
由折射定律，材料折射率
(2)如图O为BC中点，在B点附近折射光线从BC射出后与直线AO交于D，可看出只要光屏放得比D点远，则光斑会分成两块．
由几何关系可得：
所以当光屏到BC距离超过时，光斑分为两块．
14. 如图所示，将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v０水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点C。圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角127°的圆弧，CB为其竖直直径，(sin53°=0.8，g=10 m/s2)求：
(1)小球经过C点的速度大小；
(2)小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小；
(3)平台末端O点到A点的竖直高度H。
【答案】(1)5m/s(2)6N(3)3.36m
【解析】(1)C点：
m/s
(2)B点：
B→C：

联立得：
6N
m/s
(3)0→A：
A点：
sin53º=
A→B：
联立得：
H=3.36m
15. 如图甲所示，两相距L=0. 5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0. 2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v-t图像如图乙所示。在15s末时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持回路磁通量不变，杆中电流为零。求：
(1)金属杆所受拉力的大小F；
(2)0~15s内匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)撤去恒定拉力之后，磁感应强度随时间的变化规律.
【答案】(1)0. 24N(2)0.4T(3)
【解析】
(1)由v—t图像可知，在0～10s内，金属杆做匀加速直线运动，杆没有进入磁场，由牛顿第二定律得：
由题意可知，15s末撤去拉力，没有感应电流，杆不受安培力作用，杆所受的合外力为滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：
，
由v—t图像可知，加速度：
解得F=0. 24N
(2)在10～15s内，金属杆做匀速直线运动，速度：t=4m/s，
金属杆受到的安培力
金属杆做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：
代入数据解得：
(3)15～20s内没有产生感应电流，穿过回路的磁通量保持不变，金属杆在10～15s内的位移：
在15s后的金属杆的加速度：，金属杆的位移：
磁通量保持不变，则：
解得