2020-2021学年浙江省杭州市高考模拟命题比赛物理试卷(4)及答案解析

2020-2021学年浙江省杭州市高考模拟命题比赛物理试卷(4)及答案解析

高考模 拟试 卷 物理卷 一、选择题 （本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。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，不选、多选、错选均不得分。） 1.（原创）2016 年里约奥运会中国选手孙杨在男子 200 米自由泳决赛中以 1 分 44 秒 65 的成绩夺 金，这两个物理量分别是（ ） A、路程，时刻 B、路程，时间 C、位移，时刻 D、位移，时间 2.下图运动图像表示质点做匀变速直线运动的是（ ） 3．如图所示， 一列以 72km/h 的速度行驶的火车在驶近一座石拱桥时做匀减速运动， 加速度大小 为 0.1m/s2，减速行驶了 2min，则减速后火车速度 ( ) A． 6.0m/s B．8.0m/s C．10.0m/s D． 12.0m/s 4.（原创）下列叙述错误的是（ ） A、亚里士多德认为维持物体的运动需要力 B、牛顿通过观察苹果落地得出了万有引力定律 C、奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 D、卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量的数值，从而验证了万有引力定律 5.（原创）黑板擦被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，下列说法正确的是 （ ） A．黑板擦受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板 B．黑板擦与黑板间在水平方向有一对相互作用力 C．磁力和弹力是一对作用力反作用力 D．摩擦力大于重力，黑板擦才不会掉下来 6.如图所示，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连，下端与另一质量为 M 的木块 2 相连， 整个系统置于水平放置的光滑木板上，处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽 出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1，a2，重力加速度大小为 g。则有（ ） A、 a1=g ，a2=g B、a1=0 ，a2=g C、 a1=0，a2= g M Mm D、a1=g，a2= g M Mm 7.如图所示，离地面高 h 处有甲、乙两个小球，甲以速度 v0 水平抛出，同时以大小相同的初速度 v0 沿倾角为 30°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，不计空气阻力，则甲运动的水平距离 是（ ） A． h 2 3 B、 h 2 1 C、 h3 D、 h2 8.（原创 )2016 年 10 月 19 日“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动 交会对接，在距地面 393 公里的圆形轨道上进行对接形成组合体，航天员景海鹏、陈东进驻“天 宫二号” ，组合体在轨飞行 30 天， 期间进行了多项科学实验和科普活动。 下列说法正确的是 ( ) A.对接后的组合体运动周期大于地球的自转周期 B．“神舟十一号”在变轨前后的线速度可能大于 skm/9.7 C．对接后将在“天宫二号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止 D．在“天宫二号”空间实验室中航天员可以使用弹簧测力计测拉力 9.（原创）高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在 双脚上， 另一端固定在高处的跳台上， 运动员无初速地从跳台上落下。 若 不计空气阻力 g 为重力加速度，则（ ） A．弹性绳开始伸直时，运动员的速度最大 B．整个下落过程中，重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 C．整个下落过程中，运动员的机械能守恒 D．从弹性绳开始伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断 增大 10.太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，用于代替传统公用电力照明的路灯，白天太阳能 电池对蓄电池充电， 晚上蓄电池的电能供给路灯照明。 太阳光垂直照射到地面上时， 单位面积的 辐射功率为 23 0 /100.1 mWP 。某一太阳能路灯供电系统对一盏 LED 灯供电，太阳能电池的 光电转换效率为 15%左右，电池板面积 1m2，采用两组 12V 蓄电池（总容量 300Ah）， LED 路灯 规格为“ 40W，24V”，蓄电池放电预留 20%容量。下列说法正确的是（ ） A.蓄电池的放电电流约为 0.6A B.一盏 LED 灯每天消耗的电能约为 0.96 hKW C.该太阳能电池板把光能转化成电能的功率约为 40W D.把蓄电池完全充满电，太阳照射电池板的时间不少于 38.4h 11.（改编自人教版选修 3-1 做一做） 某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素， 进行了以 下的实验 :O 是一个带正电的物体，把 系在丝线上的带正电的轻质小球 先后挂在 P1、P2、P3 位置 ,发现丝线偏 离 竖 直 方 向的角度逐渐变小 .这个实验结果说明 电 荷 之 间 的作用力 ( ) A.随着电荷量的增大而增大 B.与两电荷量的乘积成正比 C.随着电荷间距离的增大而减小 D.与电荷间距离的平方成反比 12.如图所示，一根重力为 G=0.1N、长为 L=1m、质量分布均匀的导体 ab、，在其中点弯成 60 度 角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端 ab、悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均处于竖直状态， 当 导 体 中 通 有 I=1A 的 电 流 时 ， 两 根 弹 簧 比 原 长 各 缩 短 了 mx 01.0 ，已知云强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的 大小 B=0.4T，则（ ） A.导体中电流的方向为 ba B.每根弹簧的弹力大小为 0.5N C.弹簧的进度系数为 mNk /5 D.若导体中不同电流，则弹簧比原长伸长了 0.02m 13. （原创）如图是磁流体发电机的示意图，它的发电原理是：将一束等离子体（即高温下电 离的气体，含有大量带有正点和负电的微粒，而从整体上说呈电中性）喷射入磁场，于是在磁场 中有两块金属板 A、B 上就会聚集电荷，产生电压。以下说法正确的是 ( ) A.A 板电势较高 B.流过 R 的电流方向 a→ R→b C.等离子体在 A、B 间运动时，磁场力对等离子体做正功 D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力 二、选择题Ⅱ（本体共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符 合要求的。全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，选错得 0 分） 14.一列简谐横波沿直线由 a 向 b 传播， 相距 10.5m 的 ab 两处 的 质 点的震振动图像如图所示，则（ ） A、该波的振幅可能是 20cm B、该波的波长可能是 8.4m C、该波的波速可能是 10.5m/s D、该波由 a 传到 b 可能历时 7s 15.（原创）下列图示所涉及实验及现象的说法正确的是（ ） A.甲图所示为光电效应实验装置，任意频率的光照射锌板都可以放出光电子 B.乙图所示为利用光导纤维制成的内窥镜，利用了光的全反射原理 C.丙图所示为放射线在磁场中的运动轨迹，可知甲为 射线，乙为 射线，丙为 射线 D.丁图所示为 粒子散射实验，利用 粒子打到金属箔时受到库仑力作用而发生偏转 16.（改编自人教版选修 3-5 第 58 页 “波尔理论对氢光谱的解释” ）氢原子的部分能级如图所示， 现有大量的氢原子处于 n=4 的激发态， 当向低能级跃迁时辐射出不同频率的光。 已知可见光的光 子能量在 1.62eV 到 3.11eV 之间。由此可推知，氢原子（ ） A、从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的额频率比可见光的高 B、从高能级向 n=2 能级跃迁时发出的光均为可见光 C、用 n=2 能级跃迁到 n=1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34eV 的金属 铂能发生光电效应 D、频率最小的光是由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级产生的 三、非选择题（本题共 7 小题，共 55 分） 17.（5 分）利用下图装置可以做力学中的许多实验。 （1）以下说法正确的是 ______ A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．用此装置“探究加速度 a 与力 F 和质量 m 的关系” 每次改变砝码及砝码盘总质量之后， 不需要重新平衡摩擦力 C．在用此装置“探究加速度 a 与力 F 和质量 m 的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远 小于小车的质量 D．用此装置探究“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的 影响。 （2）在探究“探究加速度 a 与力 F 和质量 m 的关系”实验时需要平衡摩擦力，正确的操作是 A.把砝码盘的细线系在小车上，小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动 B.不能把砝码盘的细线系在小车上，小车不用拖着纸带开始运动 C.不能把砝码盘的细线系在小车上，小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动 D.把砝码盘的细线系在小车上，小车不用拖着纸带开始运动 （3）本装置中要用到打点计时器，其中需要如下电源的打点计时器是 （3）在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 和质量 m 的关系”时，实验中按规范操作打出的一条 纸带的一部分如下图。已知打点计时器接在频率为 50Hz 的交流电源上， A 点读数为 cm ， 此次实验中打点计时器打下 A 点时小车的瞬时速度为 m/s。（结果保留 2 位有效数字） 18.（5 分）（原创）某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用： A．电压表（ 0～3V，内阻约 5kΩ） B．电流表（ 0～100 mA，内阻 1Ω） E．滑动变阻器 R3（阻值 0～15Ω） F. 滑动变阻器 R（阻值 0～1000Ω） F．开关、导线若干 操作步骤如下： （1）请用笔画线代替导线在图中完成实物连接图，要求滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时电 流表示数变小 （2）为了得到合理的实验结果，滑动变阻器应选 （填 E或 F） （3）用此方法测量该电池的电动势和内阻，并把测量结果记录在图乙所示的图中，由图可知电 池的电动势为 V，内阻为 Ω 19.（9 分）如图所示为四旋翼无人机，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。一架质量 m=1 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力 F=16 N，无人机 上升过程中最大速度为 6m/s 。若无人机从地面以最大升力竖直起飞，打到最大速度所用时间为 3s，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变。（ g 取 10 m／s） 2 。求： (1)无人机以最大升力起飞的加速度； （2）无人机在竖直上升过程中所受阻力 Ff 的大小； （3）无人机从地面起飞竖直上升至离地面 h=30m 的高空所需的最短时间。 20.（12 分） (改编自 2016.9 月金华十校联考题 )弹簧在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为 大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示，将一质量为 0.1kg 的钢球放在 O 点，用弹射装置将 其弹出， 其实沿着光滑的半环形轨道 OA和 AB运动， BC段为一段长为 L=2.0m 的粗糙平面， DEFG 为接球槽。 圆弧 OA 和 AB 的半径分别为 r=0.2m，R=0.4m，小球与 BC 段的动摩擦因数为 7.0 ， C点离接球槽的高度为 h=1.25m，水平距离为 x=0.5m，接球槽足够大， g 取 2/10 sm 。求： （1）要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在 A 点的速度多大？ （2）在 B 位置对半圆轨道的压力多大？ （3）要使钢球最终能落入槽中，弹射速度 v0 至少多 大？ 21.（4 分） (1)(改编自 2016.浙江名校协作体模拟 )某同学在做“在用单摆测量重力加速度”的实 验中， 实 验装置如 图 （ a） 所示，细 线 的 上 端固定在 铁 架 台 上，下端 系 一 个 小钢球， 做成一个单摆． （d） 实验过程有两组同学分别用了图 （b）（ c）的两种不同方式悬挂小钢球， 你认为 ______（选填 “b” 或“ c”）悬挂方式较好。他通过多次实验后以摆场 L 为横坐标， T2 为纵坐标，做出的 T2--L 图 线，若该同学计算摆长的时候加的是小球的直径，则所化图线在图丙中是 （2）利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距 d=0.5mm，双缝与光屏间距离 L=0.5m，用 某种单色光照射双缝得到干涉图象如图，分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数如图，则单色 光的波长为 ______m；若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将 （填“变大”、“变小”或“不变” ) 22.（10 分）电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束， 并在变化的磁场作用下发生偏转， 打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。 显像管的原理示意 图（俯视图）如图甲所示，在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场， 偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场， 该磁场分布的区域为圆形 （如图乙 所示），其磁感应强度 B=μNI，式中μ为磁常量， N 为螺线管线圈的匝数， I 为线圈中电流的大 小。由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场。 已知电子质量为 m，电荷量为 e，电子枪加速电压为 U，磁常量为μ，螺线管线圈的匝数 N，偏 转磁场区域的半径为 r，其圆心为 O 点。当没有磁场时，电子束通过 O 点，打在荧光屏正中的 M 点， O 点到荧光屏中心的距离 OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作 用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计， 不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电 子束的作用。 （1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上 P 点时的速率； （2）若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ =60°，求此种情况下电子穿过磁场时，螺线管线圈 中电流 I0 的大小； （3）当线圈中通入如图丙所示的电流，其最大值为第（ 2）问中电流的 0.5 倍。求电子束打在荧 光屏上发光所形成“亮线”的长度。 23.（10 分） (改编自 2016.宁波选考模拟 )如图所示，倾角为α =30°的固定粗糙斜面，斜面上相隔 为 d 的平行虚线 MN 与 PQ间有大小为 B 的匀强磁场，方向垂直斜面向下，一质量 m，电阻 R， 边长 L 的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度匀速进入磁场， 线圈 ab 边刚进入磁场和 cd 边刚要离开磁场时， ab 边两端的电压相等。 已知磁场的宽度 d 大于线 圈的边长 L，线圈与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度 g=10m/s2。求： （1）线圈有一半面积进入磁场时通过 ab 边的电荷量 q； （2）恒力 F的大小； （3）线圈通过磁场的过程中， ab 边产生的热量 Q。 高考模拟试卷物理卷参考答案及评分标准 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D C B B A C A D B D C C D 14 15 16 D BD BC 二、非选择题 17. BC C 乙 18.33~18.38 0.62~0.63 18. E 1.5 1.0 19.（1） 2/2 3 0/6 sm s sm t va ⋯⋯⋯⋯ (2 分 ) （2）由牛顿第二定律 mamgfF ⋯⋯⋯⋯ (2 分) 得 f=4N ⋯⋯⋯⋯ (1 分) (3)竖直向上加速阶段 2 11 2 1 atx ， mx 91 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 匀速阶段 s v xht 5.31 2 ⋯⋯⋯⋯ (2 分) sttt 5.621 ⋯⋯⋯⋯ (1 分 ) 20.（1）要使钢球恰好不脱离轨道 对最高点 A： R vmmg A 2 ⋯⋯⋯⋯ (1 分)， smvA /2 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) （2）钢球从 A 到 B 的过程： 22 2 1 2 12 AB mvmvRmg ⋯⋯⋯⋯ (1 分 ) 在 B 点： R vmmgF B N 2 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) NFN 6 ⋯⋯⋯⋯ (1 分 ) 根据牛顿第三定律，钢球在 B 位置对半圆轨道的压力为 6N ⋯⋯⋯⋯ (1 分) （3）要使钢球能落入槽中 从 C到 D 平抛 tvx c ， 2 2 1 gth ⋯⋯⋯⋯（ 1 分） smvc /1 ⋯⋯⋯⋯（ 1 分） 假设钢球在 A 点的速度恰为 smvA /2 时，钢球可运动到 C 点，且速度为 ' cv 从 A 到 C 22' 2 1 2 12 Ac mvmvmgLRmg , 02' cv 故当钢球在 A 点的 速度恰为 smvA /2 时，钢球不可能到达 C 点，更不可能平抛入 槽⋯⋯⋯⋯（ 2 分）（其他判断方法也给分） 要使钢球 最终能落入槽中，需要更大的弹射速度，才能使钢球既不脱离轨道，又能落入槽中。 从 O 到 C 22 2 1 2 1 ov mmmgLmgR ⋯⋯⋯⋯（ 1 分） smv /210 ⋯⋯⋯⋯（ 1 分） 21. C A m7100.6 变小 22. （1） 对加速过程应用动能定理 2 2 1 mveU ⋯⋯⋯⋯ (2 分)， m eUv 2 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) （ 2）设 电子在磁场中运动的半径为 R，运动轨迹如图所示 根据几何关系有 R r 2 tan ⋯⋯⋯⋯ (1 分) R vmevB 2 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 由题意知 0NIB ,解得 eNr meUI 3 6 0 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) (3)设线圈中电流为 0.5I0 时偏转角为 1，此时电子在屏幕上落点距 M 点最远 2 5.0 01 BNIB ,轨迹圆半径 rR eB mvR 322 1 1 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 6 3 32 1 2 tan 1 1 R r ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 电子在屏幕上落点距 M 点最远距离 LLy 11 34tan 1 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 亮线长度 LyY 11 382 ⋯⋯⋯⋯ (1 分) 23.（1）线圈一半面积进入磁场时产生的感应电动势， t LB t E 2 2 ⋯⋯⋯⋯（ 1 分） 感应电流 R EI ⋯⋯⋯⋯ (1 分 ) R BLtIq 2 2 ⋯⋯⋯⋯ （1 分） （ 2）线圈匀速运动，受力平衡 cossin mgFmgF 安 ⋯⋯⋯⋯ （1 分） R vLBF 22 安 ⋯⋯⋯⋯ （1 分） R vLBmgmgF 22 cossin ⋯⋯⋯⋯ (1 分 ) （ 3） ab 边进磁场时 BLvU ab 4 3 Cd边出磁场时 14 1 BLvU ab ， 已知 abab UU ，可得 vv 31 ⋯⋯⋯⋯ （2 分） （ 2）根据动能定理 22 1 2 1 2 1cos)(sin)()( mvmvWdLmgdLmgdLF 安 ⋯ ⋯ ⋯ （ 1 分 ） 安总 WQ - 总QQab 4 1 2 22 4 )( mv R dLvLB ⋯⋯⋯⋯ （ 1 分）