【物理】安徽省六安市第一中学2020届高三下学期模拟考试（五）（解析版）

【物理】安徽省六安市第一中学2020届高三下学期模拟考试（五）（解析版）

安徽省六安市第一中学2020届高三下学期 模拟考试（五）‎ 一、选择题（每题6分，少选，3分，多选，错选0分，共计48分）‎ ‎1.如图所示，A、B是等量异号电荷连线上的两点，ABCD是关于两电荷连线的垂直平分线对称的矩形，O、E是垂直平分线与ABCD的两个交点，在E点放置一个与M点相同的电荷，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. O点的场强数值最大，方向竖直向上 B. O点的电势大于零，且一定最高 C. 将一负点电荷由A点移到B点电势能减小 D. 把一正点电荷沿着C→B→O→A→D的路径移动时，电场力做负功 ‎【答案】D ‎【详解】A．由场的叠加原理，因AB直线上的两个正负电荷在O点产生的合场强水平向右，E点的正点电荷在O点的场强方向竖直向下，所以三个点电荷在O点的场强方向斜向右下方，所以选项A错误；‎ B．电势是标量，用代数法，AB直线上的两个正负电荷在O点产生的电势为零，E点的正点电荷在O点的电势不为零，无穷远处为零电势点，可得O点的电势大于零但不是最高，选项B错误；‎ C．将一负点电荷由A点移到B点的过程中，M点的正点电荷对其做负功，E处的正点电荷对其做功为0，右侧负点电荷对其做负功，故总的电场力做负功，电势能增加，选项C错误；‎ D．分析可知，φD>φC，故把一正点电荷沿着C→B→O→A→D的路径移动时，电势能增加，电场力做负功，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.如图所示，在光滑的水平面上一个质量为4m的木板B，它的左端静止着一个质量为2m的物块A，现让A、B一起以水平速度v0向右运动，与其前方静止的另一个相同的木板C 相碰后粘在一起，在两木板相碰后的运动过程中，物块恰好没有滑下木板，且物块A可视为质点，则两木板的最终速度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】设两木板碰撞后的速度为v1，v0的方向为正方向，由动量守恒定律得 ‎4mv0=8mv1‎ 解得 设物块与木块共同的速度为υ2，由动量守恒定律 ‎2mv0+8mv1=(2m+8m)v2‎ 解得 选项C正确，ABD错误。‎ 故选C ‎3.某学生让质量为m的手机竖直立于水平伸开的手掌上，在保持这种姿态不变的情况下，先让手掌缓慢上升高度h，再沿平直路面从静止开始变加速向前跑动距离x时，速度正好达到v。已知手机与手掌一直没有相对滑动，二者接触面间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，可判断（ ）‎ A. 整个过程手对手机做功为mgh B. 整个过程支持力对手机做功为零 C. 手对手机做的功为 D. 摩擦力对手机做功为μmgx ‎【答案】C ‎【详解】B．缓慢上升高度h时，支持力等于手机的重力，对手机做功为mgh，水平跑动过程，支持力与位移垂直，不做功，所以整个过程支持力做功为mgh，选项B错误；‎ AC．手对手机做的功，等于手对手机的摩擦力的功和支持力的功之和，即为 选项A错误、C正确；‎ D．由于手掌对手机的摩擦力是静摩擦力，不能确定大小就等于μmg，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.在如图所示的电路中，闭合开关S后，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动过程中，若电源内阻不能忽略，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电压表的示数变小，电流表示数变大 B. 电压表的示数变大，电流表示数变小 C. R2中有由b到a的电流 D. R2中有由a到b的电流 ‎【答案】D ‎【详解】AB．滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电阻减小，总电阻也减小，根据闭合电路欧姆定律得 所以电流增大，则电压表示数和电流表示数都变大，选项A、B错误；‎ CD．由知路端电压减小，而电压表示数增大，所以R1两端的电压减小，电容器放电，R2中有由a到b的电流，选项D正确，C错误。‎ 故选D。‎ ‎5.暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。未来这颗暗物质探测卫星升空后将在轨运行至少三年时间，它将主要担任多个方面的任务，包括探测空间高能粒子的入射方向，分辨高能粒子的种类，以及测量高能粒子的能量。若该卫星发射后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，运动周期为T，引力常量为G。由这些给定的量不能求出的物理量有（ ）‎ A. 卫星绕地球运行线速度 B. 地球表面处的重力加速度 C. 地球的质量 D. 卫星绕地球运行的加速度 ‎【答案】B ‎【详解】A．探测器绕月运行的线速度的大小，因r、T 已知，所以可以求出线速度，选项A可求；‎ B．由万有引力定律可知，地球表面的重力加速度为，地球的半径未知，也就不能求出地球表面处的重力加速度，所以选项B不可求；‎ C．设地球质量为M，卫星的质量为m，卫星运行时月球对它的万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律有 可得 因r、T、万有引力常量G已知，所以选项C可求；‎ D．探测器绕月运行的加速度的大小，因r、T已知，所以选项D可求。‎ 本题选不能求出的，故选B项。‎ ‎6.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:12，变压器的原线圈接如图乙所示的交变电流。电路中电阻R=24Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 电压表V1的示数与电压表V2的示数之比为1:12‎ B. 电流表A1的示数为2.5A C. 电阻R消耗的功率为220W D. 在t=0.1s，电压表V1的示数大约为8.49V ‎【答案】AD ‎【详解】A．由可得，电压表V1的示数与电压表V2的示数之比为1:12，选项A正确；‎ C．原线圈电压 V 所以副线圈电压为 V 电阻R消耗的功率为 ‎432W 选项C错误；‎ B．输入功率等于输出功率，电流表A1的示数为 A 选项B错误；‎ D．电压表的读数为有效值，在t=0.1s，电压表V1的示数为 ‎ V =8.49V 选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎7.如图甲所示，物块在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块速度与时间关系的v-t如图乙所示。已知物块的质量m＝2kg，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物块位移x＝1m时物块的速度大小为2m/s B. 物块在前2s时间内的拉力大小为6N C. 物块在后2s时间内的拉力做功为25J D. 物块在t＝1s时拉力的功率为10W ‎【答案】BC ‎【详解】A．由图以物块在2s内的加速度为 a1=1m/s2‎ 根据v2=2a1x，代入得x＝1m时物块的速度大小为m/s，选项A错误；‎ B．由牛顿第二定律得 F-μmg=ma1‎ 代入数值得前2s时间内的拉力大小为6N，选项B正确；‎ C．因物块在后2s的加速度为a2=0.5m/s2；由牛顿第二定律得 F-μmg=ma2‎ 代入数值得物块在后2s时间内的拉力大小为5N。‎ ‎2s内位移大小为 ‎=5m 所以物块在后2s时间内的拉力做功为 W=Fs=5×5 J =25J 选项C正确；‎ D．由v = a1t得在t＝1s时物块的速度大小为1m/s，所以拉力的功率为 P = Fv=6×1 W =6W 选项D错误；‎ 故选BC。‎ ‎8.如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【详解】AB．如图，设带电粒子的速度为v，它在MN左侧磁场的运动轨迹为圆弧PS，圆弧对应的圆心为C1，半径为R1，则有 且PC1平行于MN。‎ 带电粒子进入MN右侧磁场的运动轨迹为圆弧SQ，圆弧对应的圆心为C2，半径为R2，则 且QC2平行于MN。‎ 连接SC1、SC2，显然C1SC2为一直线，设，由图示的几何关系可得：‎ ‎，‎ 联立解得：‎ 选项A正确， B错误；‎ CD．粒子在左侧区域磁场中的运动时间为 粒子在右侧区域磁场中的运动时间为 所以 选项D正确，C错误。‎ 故选AD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共62分）‎ 二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13题~第16题为选考题，考生根据要求做答。）‎ ‎（一）必考题 ‎9.“探究物体的加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）所示。‎ ‎（1）在实验过程中，打出了一条纸带。纸带上A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算：①打C点时纸带的速度大小为___________m/s；②纸带运动的加速度大小为__________m/s2。（结果保留3位有效数字）‎ ‎（2）平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a-F图线如图乙所示，此图线不通过原点的主要原因是_______。‎ ‎【答案】(1). 1.18m/s 1.50m/s2 (2). 未计入砝码盘的重力 ‎【详解】（1）[1]因纸带上两相邻计数点的时间间隔为T= 0.10s，设s1 = 9.50cm、s2 =11.00cm、s3=12.55cm、s4=14.00cm、s5=15.50cm、s6=17.05cm，由“任一时间t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度”即，则打C点时纸带的速度大小为 代入数值得vC=1.18m/s ‎[2] 纸带运动的加速度大小为 代入数值得 α=1.50m/s2‎ ‎（2）[3]平衡摩擦力后，图中没有拉力时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力。‎ ‎10.现提供如下器材，测定定值电阻Rx（约为500Ω）的阻值：‎ a．二个相同电流计G1、G2（量程为50μA，内阻为2KΩ）‎ b．电阻箱R1（0~999.9Ω）‎ c．电阻箱R2（0~99999.9Ω）‎ d．电源E（电动势约3V，内阻不计）‎ e．滑动变阻器R（最大阻值10Ω）‎ f．开关两个，导线若干 ‎（1）若要将G1改装成量程为10mA的电流表，需________（“串”或“并”）联电阻，电阻值为__________（保留整数位）‎ ‎（2）若要将G2改装成量程为3V的电压表，需__________（“串”或“并”）联电阻，电阻值为___________（保留整数位）‎ ‎（3）采用改装后的电流表、电压表来测量待测电阻阻值，请在虚线框内画出实验电路图 ‎【答案】(1). 并 10Ω (2). 串 58KΩ (3). ‎ ‎【详解】（1）[1]将G1改装成量程为I =10mA的电流表，需要并联电阻。‎ ‎[2]由并联电路中的电流分配关系可得 R=‎ ‎（2）[3]若要将G2改装成量程为U=3V的电压表，需串联电阻。‎ ‎[4]由串联电路的电压分配关系可知 R==58kΩ ‎（3）[5] 滑动变阻器最大阻值10Ω小于500Ω，所以采用分压电路，安培表外接或内接都可以，实验电路图如图所示：‎ ‎11.如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为l，导轨左端接一电容器，电容器的电容为C，有一质量为m，长也为l的金属杆，搁置在两根金属导轨上，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B，设磁场区域无限大，框架无限长，导轨和金属杆电阻不计，导轨与棒间的动摩擦因素为μ。现金属棒在恒定外力F作用下，从静止开始运动，求金属棒的速度大小随时间变化的关系。‎ ‎【答案】‎ ‎【详解】导体棒由静止加速滑动，电容器所带电荷量不断增加，电路中将形成充电电流，导体棒在重力和安培力作用下运动。设某时刻棒的速度为v，则感应电动势为 电容器所带电荷量为 再经过很短一段时间Δt，电容器两端电压的增量和电荷量的增量分别为 ‎、‎ 流过导体棒电流 导体棒受到的安培力 f1=BIl=CB2l2a 金属棒所受到的摩擦力 f2=μmg 由牛顿第二定律得 F-f1-f2=ma 联立以上各式解得 显然金属棒做匀加速直线运动，所以金属棒的速度大小随时间变化的关系为 ‎12.如图所示，质量为mA=2kg的铁块叠放在质量为mB=0.5kg的木板上面，一起静止在足够长的斜面上，现通过斜面顶端的定滑轮，用平行斜面的细线拉着A匀加速运动。已知铁块与木板之间的动摩擦因数，木板长l=1m，斜面倾角，图乙是物体B在斜面上运动的速度与时间图象。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ ‎（1）细线拉力F的大小 ‎（2）木板在斜面上的总位移 ‎【答案】（1） 28N （2） ‎ ‎【详解】（1）由图乙可知B先做加速运动，A离开后做减速运动，由图乙知B加速阶段的加速度为 a1=2m/s2‎ 设A的加速度为a，它在B上滑动过程中运动的位移为 B加速过程的位移为 由几何关系可知 xA-xB=l 代入，t=1s，l=1m解得 a=4m/s2‎ 分析A加速过程中的受力情况如图一：‎ 由牛顿第二定律得：‎ 而 ‎⑤‎ 联立得 F = 28N ‎（2）分析B物体加速阶段的受力情况如图二：‎ 由牛顿第二定律可得：‎ fA′-fB-mBgsinα=mBa1‎ 设B与斜面的动摩擦因数为μ2，有 联立解得 μ2=0.2‎ 由牛顿第二定律可知B减速的加速度 ‎=7.6m/s2‎ 由图乙可知B加速的位移 x1=×2×1m=1m 根据匀变速直线运动规律减速的性质 m 所以木板的总位移 m ‎【物理—选修3−3】‎ ‎13.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知状态A时的温度为27℃，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 气体处于状态B时的温度是900K B. 气体处于状态C时的温度是300K C. 从状态A变化到状态C过程理想气体内能增大 D. 从状态A变化到状态B过程理想气体放热 E. 从状态B变化到状态C过程气体放热 ‎【答案】ABE ‎【详解】A．由图示图象可知，A→B过程有 代入数据解得 TB=900K 选项A正确；‎ B．B→C过程有 代入数据解得 TC=300K 选项B正确；‎ C．A→C过程，由温度变化为0得ΔU=0，选项C错误；‎ D．从状态A变化到状态B过程理想气体内能增大，对外做功，由热力学第一定律，一定是吸热，选项D错误；‎ E．同理，从状态B变化到状态C过程气体放热，选项E正确。‎ 故选ABE。‎ ‎14.如图是我国南海舰队潜艇，它水下速度20节，最大下潜深度300米，某次在南海执行任务，位于水面下h=150m，艇上有一个容积V=2m3的贮气钢筒，筒内贮有压缩空气的压强为200atm大气压，每次将筒内一部分空气压入水箱（水箱有排水孔与海水相连），排出海水=10m3，当贮气钢筒中的压强降低到20个大气压时，需重新充气。设潜艇保持水面下深度不变，在排水过程中温度不变，水面上空气压强为p0=1atm，海水密度ρ=1.0×103kg/m3，g=10m/s2，1atm=1.0×105Pa。求这贮气钢筒重新充气前还可将筒内空气压入水箱多少次？‎ ‎【答案】2.25‎ ‎【详解】设贮气钢筒开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2（20个大气压）时，体积为V2。根据玻意耳定律得 p1V1＝p2V2‎ 重新充气前，用去的空气在p2压强下的体积为 V3＝V2－V1‎ 设用去的空气在水箱压强p0、体积为V0，则有 p2V3＝p0V0‎ 又 则压入水箱次数 N＝‎ 联立并代入数据得 N＝2.25‎ ‎【物理—选修3−4】‎ ‎15.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）‎ A. 雷达是利用微波来定位的 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，也可以在真空中传播 D. 电磁波在任何介质中的传播速率都相同 E. 电磁波是由周期性变化的电场和周期性变化的磁场在空中传播形成的，它是横波 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．雷达是利用微波来定位的，选项A正确；‎ B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项B错误；‎ C．电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，也可以在真空中传播，选项C正确；‎ D．电磁波传播不需要介质，且在不同介质中，传播速度不同，选项D错误；‎ E．电磁波是由周期性变化的电场和周期性变化的磁场在空中传播形成的，电场和磁场的方向均与传播方向垂直，电磁波是横波，选项E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎16.如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像，实线是t1＝0时刻的波形，虚线是t2＝1s时刻的波形，求：‎ ‎①该列波的周期和波速；‎ ‎②若波速为9m/s，其传播方向如何？从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少？‎ ‎【答案】①若波沿x轴正方向传播， (n＝0，1，2，3，…)；波速v＝ (4n＋1)m/s(n＝0，1，2，3，…)；若波沿x轴负方向传播， (n＝0，1，2，3，…)；波速v＝(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，3，…)‎ ‎②若波速v＝9 m/s，波沿x轴正方向传播，P点再经过振动到波谷位置．‎ ‎【详解】由图像知，波长 ‎ 若波沿x轴正方向传播，在内传播距离表达式为：，1，2，3， ‎ 则有：，，1，2，3， ‎ 波速为：，1，2，3， ‎ 若波沿x轴负方向传播，在内传播距离表达式为：，1，2，3， ‎ 则有：，，1，2，3， ‎ 波速为，1，2，3， ‎ 若波速为，在内传播距离为： ‎ 由波形平移法可知，波沿x轴正方向传播时刻质点P沿y轴正方向振动，由知，， ‎ 质点P最短经过时间振动到波谷位置．‎