安徽省舒城中学2020届高三物理仿真试题（三）（含解析）

安徽省舒城中学2020届高三物理仿真试题（三）（含解析）

安徽省舒城中学2020届高三仿真（三）理综-物理试题 ‎ ‎1. 如图所示，为某一物理量y随另一物理量x变化的函数图象，关于该图象与横轴所围面积（阴影部分）的物理意义，下列说法中正确的是 （　　）‎ A. 若图象表示质点的加速度随时间的变化关系，则面积值等于质点在对应时间内的位移 B. 若图象表示力随位置的变化关系，则面积值等于该力在对应位移内做功的平均功率 C. 若图象表示沿x轴方向电场的场强随位置的变化关系，则面积值等于电场在Ox0段的电势差 D. 若图象表示电容器充电电流随时间的变化关系，则面积值等于对应时间内电容器储存的电能 ‎【答案】C ‎............‎ ‎2. ‎ 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险。已知钚的一种同位素的衰变方程为：，半衰期为24100年，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 衰变时发出的γ射线是波长很短的实物粒子，穿透能力很强 B. X原子核中含有143个中子 C. 10个经过24100年后一定还剩余5个 D. 衰变过程的总质量不变 ‎【答案】B ‎【解析】衰变时发出的γ射线是电磁波，穿透能力很强，故A错误．根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则X原子核中的中子数为143，故B正确．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故C错误．衰变的过程中有质量亏损，总质量减小，故D错误．故选B．‎ 点睛:本题考查了衰变的基本运用，知道衰变的过程中的电荷数守恒、质量数守恒，知道各种射线的性质，注意半衰期对少量的原子核不适用．‎ ‎3. 如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆周上的一点。下列说法中正确的是（　　）‎ A. a、b、c、d、e、f六点中，不存在场强和电势均相同的两点 B. 将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力先做正功后做负功 C. 将一电荷由a点移到圆面内任意一点时，电势能的变化量相同 D. 沿线段eOf移动的电荷受到的电场力先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】图中圆面是一个等势面，e、f的电势相等，根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同，故A错误．图中圆弧egf是一条等势线，其上任意两点的电势差都为零，根据公式W=qU可知：将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功．故B错误．a点与圆面内任意一点时的电势差相等，根据公式W=qU可知：将一电荷由a点移到圆面内任意一点时，电场力做功相同，则电势能的变化量相同．故C正确．沿线段eof移动的电荷，电场强度 先增大后减小，则电场力先增大后减小，故D错误．故选C．‎ 点睛：常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．‎ ‎4. 如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g．开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30º，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小 B. 物块A经过C点时的速度大小为 C. 物块A在杆上长为的范围内做往复运动 D. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误．物体到C点时物块B的速度为零．设物块A经过C点时的速度大小为v．根据系统的机械能守恒得：，得，故B错误．由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动．故C正确．物体到C点时物块B的速度为零．根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误．故选C.‎ 点睛：本题的关键要正确分析两物块的运动情况，知道物体到C点时物块B的速度为零，明确系统遵守机械能守恒，但对单个物块而言，机械能是不守恒的．‎ ‎5. 我国发射的第10 颗北斗导航卫星是一颗倾斜地球同步轨道卫星，该卫星的轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，它的运行周期是24 小时．图中的“‎8”‎字是该卫星相对地面的运行轨迹，它主要服务区域为亚太地区．已知地球半径为R，地球静止同步卫星的轨道距地面高度约为地球半径的6 倍，地球表面重力加速度为g．下列说法中正确的是 （　　）‎ A. 该北斗卫星的轨道半径约为7R B. 该北斗卫星的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度 C. 图中“‎8”‎字交点一定在赤道正上方 D. 依题意可估算出赤道上物体随地球自转的向心加速度大小约为g ‎【答案】ACD ‎【解析】该北斗卫星的轨道半径约为r=6R+R=7R，选项A正确；该卫星的周期等于地球自转的周期，故卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据v=ωr可知，该北斗卫星的线速度大于赤道上物体随地球自转的线速度，选项B错误；同步卫星的轨道在赤道正上方，故图中“‎8”‎字交点一定在赤道正上方，选项C正确；对卫星 ‎ ,其中GM=gR2，则地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度 ，联立解得： ，选项D正确；故选ACD.‎ ‎6. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是 （　　）‎ A. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D. 如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 ‎【答案】AD ‎【解析】根据单位时间内的脉冲数可知车轮转动的转速，若再已知自行车车轮的半径，根据 即可获知车速大小,选项A正确；根据霍尔原理可知 ，U=Bdv，即霍尔电压只与磁场强度，霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速度有关，与车轮转速无关，选项B错误；图乙中霍尔元件的电流I是由电子定向运动形成的，选项C错误；如果长时间不更换传感器的电源，则会导致电子定向移动的速率减小，故霍尔电势差将减小，选项D正确；故选AD.‎ 点睛：此题关键是搞清装置的原理，根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式说明，再根据电流的微观表达式解释；‎ ‎7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过容器球心O的竖直线重合，转台以一定角速度ω匀速旋转。有两个质量均为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，两小物块都随陶罐一起转动且相对罐壁静止，两物块和球心O点的连线相互垂直，且A物块和球心O点的连线与竖直方向的夹角θ＝60°，已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是 （　　）‎ A. 若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为 B. 若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为 C. 若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为 D. 若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为 ‎【答案】AD ‎【解析】当A摩擦力恰为零时，物块与圆心连线与竖直方向的夹角为600，受力如上图所示，根据牛顿第二定律得：mgtan60°=mrω2‎ r=Rsin60°‎ 此时B滑块有沿斜面向上滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向下，受力如下图所示．‎ 竖直方向上：Ncos30°-fsin30°-mg=0‎ 水平方向上：Nsin30°+fcos30°=mr′ω2‎ r′=Rsin30°，‎ 联立解得：，故A正确，B错误；‎ ‎ ‎ 同理当B摩擦力恰为零时，物块与圆心连线与竖直方向的夹角为300，根据牛顿第二定律得：‎ mgtan30°=mrω2‎ r=Rsin30°‎ 此时A滑块有沿斜面向下滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向上，‎ 竖直方向上：Ncos60°+fsin60°-mg=0‎ 水平方向上：Nsin60°-fcos60°=mr′ω2‎ r′=Rsin60°，‎ 联立解得： ，故C错误，D正确．故选AD．‎ 点睛：解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解．‎ ‎8. 如图所示，倾角a＝45°的斜面固定在水平地面上，在斜面顶端A点以初速度ν0水平抛出质量为m的小球，落在斜面上的B点，所用时间为t，末速度与水平方向夹角为θ。若让小球带正电q，在两种不同电场中将小球以同样的速度ν0水平抛出，第一次整个装置放在竖直向下的匀强电场中，小球在空中运动的时间为t1，末速度与水平方向夹角为θ1。第二次放在水平向左的匀强电场中，小球在空中运动的时间为t2，末速度与水平方向夹角为θ2，电场强度大小都为E＝，g为重力加速度，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）‎ A. t2＞t＞t1‎ B. θ＞θ1＝θ2‎ C. θ＝θ1＞θ2‎ D. 若斜面足够长，小球都能落在斜面上 ‎【答案】AC ‎【解析】在向下的电场中运动时，粒子受到的电场力，故向下的合力大于重力，因此向下的加速度大于重力加速度，则根据平抛运动规律可知，t＞t1；并且小球一定打在斜面上，物体做平抛运动或类平抛时，速度与水平方向夹角的正切值， ，位移与水平方向夹角的正切值 ，则速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，则一定有：θ=θ1；当粒子在水平电场中运动时，电场强度大小都为，则电场力F=Eq=mg，故电场力与重力的合力方向沿斜面方向；可知，根据运动的合成和分解规律可知，物体的合速度不会越过斜面方向，所以物体一定不会落在斜面上；由于竖直方向仍为自由落体运动，但下落高度大于第一次下落的高度，故物体t2＞t；由于合速度与水平方向的夹角一定小于45°，则可知速度方向与水平方向夹角θ2最小，故AC正确，B错误；由以上分析可知，若自由落体能落到斜面上，则在竖直电场中一定会落在斜面上，但在水平电场中运动时，一定不会落到斜面上，故D错误．故选AC．‎ 点睛：本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动，要注意准确分析带电体的受力和速度关系，明确运动的合成和分解规律的准确应用，同时注意正确利用类平抛运动的结论进行分析求解．‎ ‎（一）必考题 ‎9. 为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：‎ Ⅰ．将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；‎ Ⅱ．将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a 从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹B；‎ Ⅲ．把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C；‎ Ⅳ．用天平测出a、b两个小球的质量分别为ma和mb，用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。‎ 根据上述实验，请回答下列问题：‎ ‎（1）小球a和b发生碰撞后，小球a在图中痕迹应是___________点。‎ ‎（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果______产生误差（选填“会”或“不会”）‎ ‎（3）用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为：_________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). 不会 (3). ‎ ‎【解析】（1）小球a由静止释放后撞在B点，小球a和b发生碰撞后，a的速度减小，平抛运动的水平位移不变，可知运动的时间增大，则下降的高度变大，应该落在C点．‎ ‎（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，不会对实验结果产生误差，因为只要保证小球从静止释放到达最低点的速度相等即可，斜槽不一定需要光滑．‎ ‎（3）根据y2＝ gt22得， ，则小球a不与小球b碰撞，平抛运动的初速度，同理可得，小球a与b碰撞后，b的速度，a的速度，验证动量守恒的表达式为mav2=mav1+mbv3，即 ．‎ ‎10. 读数练习：‎ ‎（1）螺旋测微器的读数为___________mm；‎ ‎（2）游标卡尺的读数为___________cm；‎ ‎（3）秒表的读数为___________s；‎ ‎（4）电阻箱的读数为___________Ω；‎ ‎（5）多用电表中选择开关置于欧姆×1档时的读数为____Ω，置于直流电压5V档时的读数为___V。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). (5). (6). ‎ ‎【解析】（1）螺旋测微器的读数为：‎1.5mm+‎0.01mm×49.8=‎1.998mm；‎ ‎（2）游标卡尺的读数为:‎0.8cm+‎0.02mm×0=‎0.800cm；‎ ‎（3）秒表的读数为:300s+37.5s=337.5s；‎ ‎（4）电阻箱的读数为4×1+0.1×6=4.6Ω；‎ ‎（5）多用电表中选择开关置于欧姆×1档时的读数为14.0Ω，置于直流电压5V档时的读数为2.60V。‎ ‎11. 如图所示，一本大字典置于桌面上，一张A4纸（质量和厚度均可忽略不计）夹在字典最深处。假设字典的质量分布均匀，同一页纸上的压力分布也均匀，字典总质量M＝‎1.5kg，宽L＝‎16cm，高H＝‎6cm，A4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1＝0.3，字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2＝0.4，各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取‎10m/s2。‎ ‎（1）水平向右拉动A4纸，要使字典能被拖动，A4纸对字典的总摩擦力至少多大？‎ ‎（2）上题中，求A4纸夹在字典中离桌面的最大高度h0；‎ ‎（3）若将A4纸夹在离桌面高度为‎3cm处，要将A4纸从字典中水平向右抽出拉力至少做多少功？‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）字典恰好能被拉动，A4纸对字典的摩擦力f=f桌 得f=6N ‎（2）设此时A4纸上方纸张质量为m，则有 2μ1mg=f 代入数据可得m=‎1kg，此时A4纸夹的位置离桌面高 得h0=2cm ‎（3）A4纸夹离桌面的高度为‎3cm处，高于‎2cm，所以字典拖不动。‎ 当A4纸抽出位移为x时，纸上方压力 此时轻质A4纸受到拉力大小F=f=2μ1FN 即 拉力大小与位移x成线性关系 所以拉力做功 可得W=0.36J ‎12. 如图所示，水平桌面上固定有形状为的光滑金属导轨abcd 和efgh；ab、ef 平行，间距为‎2L； cd、gh 平行，间距为L，且右端足够长；垂直ab 和ef 放置有质量为m 的粗细均匀金属棒MN，导轨cd、gh的最左端垂直放置另一质量也为m 的金属棒PQ，两金属棒均与导轨接触良好．MN、PQ 棒接入电路的电阻分别为2R 和R，导轨电阻不计．导轨平面内有垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．现先将PQ 棒固定，给MN 棒一个水平向右大小为2v0 的初速度，当MN 棒速度减为 v0 时释放PQ 棒．当MN棒运动到导轨ab、ef 的最右端前，回路中电流已为零．求：‎ ‎（1）MN 棒开始运动的瞬间，PQ 棒所受安培力的大小；‎ ‎（2）PQ 棒在其释放前产生的热量；‎ ‎（3）当MN 棒运动到导轨ab、ef 的最右端时，MN 棒和PQ 棒的速度各是多大。‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】(1)棒开始运动时，产生的感应电动势大小为： ①‎ 回路中感应电流： ②）‎ 棒所受的安培力大小： ③‎ 解得： ④‎ ‎(2)根据能量守恒定律棒释放前回路产生的总焦耳热：‎ 其中中产生的焦耳热：‎ ‎(3)回路电流为零时有：，得： ⑤‎ 由于棒和棒中电流大小始终相等，‎ 两棒所受安培力比值： ⑥‎ 根据动量定理，对棒： ⑦‎ 对棒： ⑧‎ 得 ⑨‎ ‎[或：根据动量定理，对棒： ⑦‎ 对棒： ⑧‎ 解得：，‎