2020-2021学年浙江省高三高考仿真模拟命题比赛物理试卷2及答案解析

2020-2021学年浙江省高三高考仿真模拟命题比赛物理试卷2及答案解析

高考模 拟试 卷物理卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分 答题时间 70 分钟，满分 120 分 选择题部分（共 42 分） 一、选择题（本题共 4 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。选 对的得 6 分，不选或选错的得 0 分。） 14．(改编 )如图所示，某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒 (带正电 )去吸引细碎的锡箔屑，发现 锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速的向空中散开，下列说法正确的是 ( ) A．锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电 B．锡箔屑被吸引过程有减速过程 C．最后锡箔屑散开主要是因为碰撞导致 D．散开时锡箔屑带正电 15、（改编） 如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验， 风洞喷出竖直向上的气 流将实验者加速向上 “托起 ”。此过程中（ ） A、地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等 B、人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力 C、人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小 D、人被向上 “托起 ”时处于失重状态 16．（原创） 神十航天员北京时间 2013 年 6 月 20 日上午 10 点在太空给地面的学生讲课。 此次太 空授课主要面向中小学生， 其中有失重条件下物体运动的特点， 及在失重的情况下如何测量物体 的质量。第一次在太空中展示如何用牛顿定律测质量； 测量的示意图如下图所示， 测量的方法为： 先把航天员固定在人体支架上，然后另一航天员将其向外拉到一定位置松手（图甲所示） ，最后 支架会在弹簧恒定弹力的作用下拉回到初始位置（图乙所示） 。 图甲 图乙 假设支架向外伸长的位移为 S，弹簧对支架的作用力为恒力，大小为 F，支架回到初始位置所用 时间为 t，我们可以利用惯性质量与引力质量相等原理，则测量者的质量为： （ ） A． S Ftm 2 B． S Ftm 2 2 C． S Ftm 4 2 D． S Ftm 2 17．（改编）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为 L1 和 L2，中 间球网高度为 h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒 乓球，发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用，重力加速度大小为 g。若乒乓球的发射速率 v 在某范围内， 通过选择合适的方向， 就能使乒乓球落到球网右侧台面上， 则 v 的最大取值范围是 ( ) A. L1 2 g 6h＜v＜L1 g 6h B. L1 4 g h＜v＜ （4L2 1＋L2 2）g 6h C. L1 2 g 6h＜v＜ 1 2 （4L2 1＋L2 2）g 6h D. L1 4 g h＜v＜ 1 2 （4L2 1＋L2 2）g 6h 二．选择题（本题共 3 小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个 选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分，共 18 分） 18．（改编）如图所示为一种叫做 “魔盘 ”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着 “魔盘 ”一起 转动，当 “魔盘 ”转动到一定速度时，人会 “贴 ”在 “魔盘 ”竖直壁上，而不会滑下．若 “磨盘 ”半径为 r，人与 “魔盘 ”竖直壁间的动摩擦因数为 μ，在人 “贴 ”在 “魔盘 ”竖直壁上，随 “魔盘 ”一起运动过 程中，则下列说法正确的是 ( ) A．人随 “魔盘 ”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B．如果转速变大，人与器壁之间的摩擦力变大 C．如果转速变大，人与器壁之间的弹力变大 D．“魔盘 ”的转速一定不小于 1 2π g μr 19．（改编）有一辆质量为 170kg、输出功率为 1440W 的太阳能试验汽车，安装有约 6m2 的太阳 能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为 30W/m 2 ．若驾驶员 的质量为 70kg，汽车最大行驶速度为 90km/h.假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽 车 ( ) A．以最大速度行驶时牵引力大小为 57.6N B．刚启动时的加速度最小 C．保持最大速度行驶 1h 至少需要有效光照 8h D．直接用太阳能电池板提供的功率可获得 3.125m/s 的最大行驶速度 20、（改编）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如 图： I、II 为宽度均为 L 的条形匀强磁场区域，边界竖直，相距也为 L，磁场方向相反且垂直于纸 面，磁感应强度的大小分别为 1 2B B、 ，其中 1 0B B 。一质量为 m、电量为 -q ，重力不计的粒子， 从靠近平行板电容器 MN 板处静止释放，极板间电压为 U，粒子经电场加速后平行与纸面射入扭 摆器，射入 I 区和离开 I 区时速度与水平方向夹角均为 030 ，则（ ） A、若 2 0B B ，则粒子离开扭摆器的速度方向与进入扭摆器的速度方向垂直 B、若 2 0B B ，粒子在扭摆器中运动的时间 2 3 2 L mt qU C、若 2 0B B ，粒子在扭摆器中运动的最高点和最低点的高度差 2(2 3) 3 h L D、若 2 3 2 mUB L q ，则粒子能返回 I 区 非选择题部分（共 78 分） 三、实验题 21．（原创）（10 分）如图甲所示，两个相同装置：两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上， 小车前端系上细线， 线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘． 盘里可以分别放不同质量的砂子， 小 车后端连着纸带， 纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器， 两个打点计时器并联接在同一接线 板上． 实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点， 然后同时释放两辆小车， 当其 中有一辆小车快接近导轨末端时，断开接线板的电源，两打点计时器同时停止工作． 如图乙所示为某次实验得到的两条纸带，纸带上的 0、1、2、3、4、5、6 为所选取的测量点（相 邻两点间还有四个打点未画出） ，两相邻测量点间的距离如图所示， 单位为 cm．打点计时器所用 电源的频率为 50Hz． （1）求出 ①号纸带测量点 5 的速度 v5= m/s；①号纸带对应的加速度值为 m/s2 ．（结果 保留两位有效数字） （2）利用此装置，正确平衡摩擦力后，研究质量一定时，加速度与力的关系，是否必须求出两 辆小车运动加速度的确切值？ （选填 “是 ”或 “否 ”）；请说明理 由： . （3）利用此图的其中一个装置，还可以探究做功与物体速度变化的关系．若用 M 表示小车及车 上砝码的总质量， m 表示砂子及盘的总质量，对于改变外力对小车做的功，下列说法正确的是 A．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足 M 远大于 m B．通过改变小车运动的距离来改变外力做功时，不需要平衡摩擦，也不需要满足 M 远大于 m C．通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时，必须平衡摩擦，必须满足 M 远大于 m D．通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时，只需平衡摩擦不需要满足 M 远大于 m （4）若在 ①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向，应该是 （填 “O→E”，或 “E→O”） 22.（（原创）（10 分）在某次描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，所选用的实验器材有： A：小灯泡 “2.5V，0.2A” B：电流表 0-0.6A-3A （内阻约 0.5Ω） C：电压表 0-3V-15V （内阻分别为 10kΩ与 50kΩ） D：滑线变阻器 “2A，10Ω” E：电源（两节干电池） F：开关一个，导线若干 0.6 3 3 15 U/V 1.90 2.10 2.30 2.50 （1）在实验时某同学采用了如上图所示的实物电路，则具体实验操作前该电路需改进的地方有 （2）在改正电路需改进之处后， 该同学进行了实验， 但在实验中发现， 无论怎样调节滑线变阻器， 都不能使小灯泡两端电压达到 2.5V 额定电压， 而是只能勉强达到 1.80V，于是 他猜想是否干电池太旧， 总电动势只能达到 1.8V，为了验证自己的猜想， 他用 以上器材进行了测该电源电动势和内阻的实验， 电路图如右图， 实验数据如下： U（V） 2.37 2.30 2.18 2.10 1.90 1.60 1.30 I（A） 0.11 0.14 0.18 0.21 0.29 0.42 0.56 该同学已经在坐标纸上标上测量的各个点，请你画出电源的 U—I 图线，由图线可得 E= V， 电源内阻为 r= Ω （ 3 ）描绘 小灯泡伏 安特性 曲线的实 验中电压只能 达 到 1.8V 的 原因是否 如 该所猜 测？ _____________ 由实验数据得小灯泡两端电压为 1.8V 时电流为 0.19A，试通过分析说明只能达到 1.80V 的原因。 ___________________________________________________________________________________ _。 四、计算题 23．（改编）（ 16 分）如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞 行器，目前正得到越来越广泛的应用。现进行试验，设无人机的质量为 m=4kg，运动过程中所受 空气阻力大小恒为 f=4N，当无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间 t=4s 时离地面的高度为 h=48m，g 取 10m/s2 。求： （1）其动力系统所能提供的最大升力为多大？ （2）无人机通过调整升力继续上升，恰能悬停在距离地面高度为 H=118m 处，求无人机从 h 上 升到 H 的过程中，动力系统所做的功为多大？ （3）当无人机悬停在距离地面高度 H=118m 处时，突然关闭动力设备，无人机从静止开始竖直 坠落，经 2s 后无人机瞬间又恢复最大升力，则无人机在下落过程中距地面的最低高度为多大？ 24．（改编） （20 分）用密度为 d、电阻率为 ρ粗细均匀的金属导线制成两个闭合正方形线框 M 和 N.边长均为 L.线框 M、N 的导线横截面积分别为 S1、S2，S1>S2，如图甲、乙所示．匀强磁场仅 存在于相对磁极之间，磁感应强度大小为 B，其他地方的磁场忽略不计．金属线框 M 水平放在 磁场上边界的狭缝间，线框平面与磁场方向平行，开始运动时可认为 M 的 aa′边和 bb′边都处在 磁场中，线框 N 在线框 M 的正上方，与线框 M 相距为 h，两 线框均从静止开始同时释放，其平面在下落过程中保持水平， 设磁场区域在竖直方向足够长，不计空气阻力及两线框间的 相互作用． (1)求线框 N 刚进入磁场时产生的感应电流； (2)在下落过程中，若线框 M 能达到的最大速度； (3)在下落过程中， 若线框 N 恰能追上线框 M.追上时线框 M 下 落高度为 H，追上线框 M 之前线框 N 一直做减速运动，求该过程中线框 N 产生的焦耳热． 25．（改编） （22 分）如图所示， AB、CD两直线间的区域相距为２ L，其间存在着两个大小不同、 方向相反的有界匀强电场，其中 PT 上方电场的场强 E1 方向竖直向下， PT 下方电场的场强 E2 方 向竖直向上，在电场左边界 AB 上宽为 L 的 PQ区域内，连续分布着电荷量为 +q、质量为 m 的粒 子。从某时刻起由 Q 到 P 点间的带电粒子依次以相同的初速度 V0 沿水平方向垂直射入匀强电场 E2 中， 若从 Q 点射入的粒子， 通过 PT 上的某点 R 进入匀强电场 E1 后从 CD 边上的Ｍ点水平射出， 其轨迹如图，若 MT 两点的距离为 L/2，不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求： （1）电场强度 E1 与 E2； （2）在 PQ 间还有许多水平射入电场的粒子 通过电场后也能垂直 CD 边水平射出， 这些入射点到 P 点的距离有什么规律？ （3）有一边长为 a、由光滑绝缘壁围成的正三角形容器，在其边界正中央开有一小孔 S， 将其 无缝隙的置于 CD 右侧，若从 Q 点射入的粒子经 AB、 CD间的电场从 S 孔水平射入容器中，欲使 粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从 S 孔射出 (粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电荷量损 失)，并返回 Q 点，需在容器中加上一个如图所示的匀强磁场，粒子 运动的半径小于 a，则磁感应强度 B 的大小应满足什么条件？ 高考模拟试卷物理答卷 选择题部分（共 42 分） 一、选择题（本题共 4 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。选 对的得 6 分，不选或选错的得 0 分。） 题号 14 15 16 17 答案 二、选择题（本题共 3 小题。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的。 全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 题号 18 19 20 答案 非选择题部分（共 78 分） 三、实验题 21、（10 分） （1）______________ _______________________ （2）______________ _______________________________________________________________ （3）______________ （4）______________ 22、（10 分） （1）______________ （2）______________ _______________________ （3）______________ ________________________________________________________________ 四、计算题 23、（16 分） 24、（20 分） 25、（22 分） 高考模拟试卷物理参考答案与评分标准 一、选择题（本题共 4 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。选 对的得 6 分，不选或选错的得 0 分。） 题号 14 15 16 17 答案 D A B D 二、选择题（本题共 3 小题。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的。 全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 题号 18 19 20 答案 CD AC CD 非选择题部分（共 78 分） 三、实验题 21、10 分 （1）0.24，0.21； （4 分） （2）否，因两打点计时器同时开始、停止工作，故两小车运动的时间相等，可以用纸带上打点 的总位移大小之比表示加速度之比； （2 分） （3）BC；（2 分） （4）O→E（ 2 分） 22、10 分 （1）电流表应外接；电流表量程太大； 滑线变阻器滑片应置于左侧。 （3 分） （2）E= 2.63 V， r= 2.38 Ω；（4 分） （3）电源电动势可达 2.63V，并非如该同学猜测 原因：可知在 1.8V 时小灯泡电阻 RL 约 9.4Ω，则分压支路小灯泡与电流表总电阻约为 10Ω， 滑线变阻器与分压支路电阻并联值 R 并≈5，则 VV rR ERU 78.1 38.25 63.25 并 并 分压 （3 分） 四、计算题 23、（ 16 分）解： （1） 2 21 2 1 /62, 2 1 sm t hatah （2 分） 由牛顿第二定律得： 1mafmgF F=68N （2 分） （2） smtav /2411 ，（ 1 分） JWmvhHfmgW 1928 2 10))(( 2 1 （ 3 分） （3）失去升力后下落过程： ,/9, 2 22 smamafmg （ 2 分） 经过 2s 后速度 smtav /18121 , （1 分） 下落高度 mtah 18 2 1 2 121 , （1 分） 恢复升力后减速下降： ,/8, 2 33 smamafmgF （2 分） 23 2 1 20 hav mh 25.202 （ 1 分） 故无人机下落时距地面的最低高度 mhhHH 75.79)( 21 （ 1 分） 24、（20 分）解： (1)线框 N 进入磁场前由动能定理得： mgh＝ 1 2mv2 1 （1 分） 刚进入磁场时切割磁感线，有： E＝2BLv1 （2 分） 由闭合电路欧姆定律可得： IN＝ E RN （1 分） 由电阻定律可得： RN＝ ρ 4L S2 （1 分） 由以上各式可得： IN＝ BS2 2ρ 2gh （2 分） (2)以线框 M 为研究对象，当线框在磁场中运动达到匀速时，设速度为 v2， 线框所受重力： G＝mg＝ 4LS1dg （1 分） 安培力： F＝2BIML （2 分） 切割电动势： E′＝2BLv2 （1 分） 感应电流： IM＝ E′ RM （1 分） 电阻： RM ＝ρ 4L S1 （1 分） 匀速时受力平衡： G＝F （1 分） 由以上各式可得： v2＝ 4dρg B2 （1 分） (3)由上式可知匀速运动速度与导线截面积无关，所以两线框匀速运动速度相同，均为 v2. 由此可知当线框 N 恰好追上 M 时，两者速度相等 （ 1 分） 可得线框 N 产生的焦耳热： Q＝4LS2gd(h＋H)－ 32LS2d3 ρ2g3 B4 （4 分） 25、（22 分）解 （1）由于水平方向不受力，竖直方向只受电场力作用由牛顿运动定律可得： , 2 22 122 L m qEL m qEvy （2 分） 21 2EE 2 1 2 2 1 t m qEL （1 分） 2 2 1 2 1 2 t m qEL （1 分） Lttv 2)( 210 （1 分） L qE mL qE mLv 2)2( 12 0 解之得： qL mvE qL mvE 4 9, 8 9 2 0 1 2 0 2 （4 分） （2）设粒子到 P 点的距离为 Y, 1 2 2 1 2 1 1 2 2211 t tt m qEt m qEtatav y （2 分） 要满足条件必须是： 0 1210 3 42)( nv LtLnttv （n=1、2、3⋯⋯ ）（ 3 分） 22 0 2 2 2 00 1 2 1 2 9 8 3 42 2 1 n L vmn LqEy nv L qE mytt m qEy （n=1、2、3⋯⋯ ）（ 2 分） （3）要满足的条件是： qB mvr r mvqBv 0 2 0 0 ， （ 2 分） qa mvnB qB mv n ar 00 )24( 24 （n=0、1、2、3⋯⋯ ） （4 分）