2020-2021学年浙江省杭州市高考模拟命题比赛物理试卷(3)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(3)及答案解析

高考模拟试卷物理卷 (考试时间： 90 分钟，满分： 100 分) 一、选择题 Ⅰ(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分.在每小题列出的四个备选项中，只有一个 是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分 .) 1.(改编 )下列物理量属于标量的是 ( ) A.力 B.加速度 C.功 D.电场强度 2.(改编 )北京时间 2016 年 8 月 6 日早上 7:00，第 31 届奥林匹克运动会在巴西里约热内卢拉开帷 幕。第 4 天上午，中国选手孙杨以 1 分 44 秒的成绩获得男子 200 米 自由泳比赛冠军（国际标准游泳池长 50 米）。下列说法正确的是 ( ) A.“2016 年 8 月 6 日早上 7:00”指的是时间间隔 B.在研究孙杨的技术动作时，不能把孙杨看成质点 C.在游泳过程中，以游泳池里的水为参考系袁孙杨是静止的 D.孙杨 200 米自由泳的平均速度为 1.92m/s 3.如图所示，甲、乙两物体在同一直线上运动的 x-t 图像，由图像可以 判断从 t1 到 t2 的时间内 ( ) A.甲物体在做匀减速直线运动 B.乙物体在做匀加速直线运动 C.两物体都在做匀速直线运动 D.甲、乙两物体的运动方向相同 4.(改编 )如图所示，足球从草皮上的 ①位置被踢出后落到草皮上 ③位置，空中到达的最高点为 ② 位置，则 ( ) A.②位置足球动能等于 0 B.①位置到 ③位置过程只有重力做功 ③ ② ① a b c C.①位置到 ②位置的过程足球的动能全部转化为重力势能 D.②位置到 ③位置过程足球动能的变化量等于合力做的功 5.(改编 )如图所示， 一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块 成 功 叠放在一起，受到了老师的表扬。下列说法正确的是 ( ) A.石块 b 对 a 的支持力与 a 受到的重力是一对相互作用力 B.石块 b 对 a 的支持力一定等于 a 受到的重力 C.石块 c 受到水平桌面向左的摩擦力 D.石块 c 对 b 的作用力一定竖直向上 6.(改编 )如图所示，当时钟正常工作时，比较时针、分针和秒针转动的 角速度和周期。则时针的 ( ) A.角速度最大，周期最大 B.角速度最小，周期最小 C.角速度最小，周期最大 D.角速度最大，周期最小 7.某电视台举办了一期群众娱乐节目， 其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台 的边缘上， 向大平台圆心处的球筐内投篮球． 如果群众演员相对平台静止， 则下面各俯视图中哪 幅图中的篮球可能被投入球筐 (图中箭头指向表示投篮方向 )( ) A. B. C. D. 8.(改编 )2012 年 9 月我国采用一箭双星的方式发射了 “北斗导航卫星系统 ”(BDS)。系统中的两颗卫 星 “北斗 -M5 ”和 “北斗 -M6 ”，它们的圆轨道半径均为 21332km，其轨道 如图所示。两颗卫星的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( ) A.两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等 B.两颗卫星绕地球的运行速率均大于 7.9km/s C.北斗 -M6 绕地球的运行速率大于北斗 -M5 的运行速率 D.北斗 -M6 绕地球的运行周期大于地球的自转周期 9.(改编 )锂电池能量密度高、绿色环保。现用充电宝为一手 机锂电池 (图甲 )充电，等效电路如图乙所示， 充电宝的输出电压为 U，输出电流为 I，该锂电池的 内阻为 r，则 ( ) A.充电宝输出的电功率为 UI-I 2r B.电能转化为化学能的功率为 UI C.锂电池产生的热功率为 I2r D.锂电池产生的热功率为 U2 /r 甲 乙 10.(改编 )中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运 营 里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。报道称新一代高 速 列车牵引功率达 9000kW，持续运行速度为 350km/h，则新一代高 速 列车从北京开到杭州全长约为 1300km，则列车在动力上耗电约为 ( ) A.3.3×103kW·h B.3.3×104kW·h C.3.3×105kW·h D.3.3×106kW·h 11.如图所示，两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点 O 为圆心画出半圆，在半圆上有 a、b、c 三点， a、c 分别为半圆与两电荷连线的交点， b 点在两电荷连线的垂直平分线上。下列说法正确 的是 ( ) A.a、c 两点的电场强度相同 B.a、c 两点的电势相同 C.带负电的检验电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 D.将带正电的检验电荷由 c 点移到 b 点的过程电场力做正功 12. (改编 )美国新一代航空母舰首舰 CVN-78“福特 ”号航母上将装备射程可达 300 公里的电磁轨 道炮，其原理是利用电磁系统中电磁场的作用力发射炮弹。如图为美国试验所采用的电磁轨道， 该轨道长 7.5m，宽 1.5m。若发射质量为 50g 的炮弹从轨道左端初速为零开始加速，当回路中的 电流恒为 20A 时，最大速度可达 3km/s。轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下 列说法正确的是 ( ) A.磁场方向为竖直向下 B.磁场方向为水平向右 C.磁感应强度的大小为 103T D.电磁炮的加速度大小为 3×10 5m/s2 13.2016 年 8 月 5 日，长江汽车向 G20 峰会组委会交付 210 辆自主研发并生产的纯电动中巴和商 务车， 作为各国政要和嘉宾接待用车。 纯电动汽车清洁节能， 每百公里耗能约为传统汽车的十分 之一，此外，电动汽车的制动能量的 30%还可以回收利用。若一辆纯电动汽车和一辆传统汽车 质量相同，在平直的公路上运行，速度大小均为 20m/s。制动过程阻力大小恒定，纯电动汽车制 动阻力约为汽车重力的 0.7 倍，传统汽车制动阻力大小是纯电动汽车的 0.8 倍， g 取 10m/s2 。则 传统汽车制动距离与纯电动汽车制动距离的差值最接近 ( ) A. 35m B. 28m C. 10m D. 7m 二、选择题 Ⅱ(本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分.在每小题列出的四个备选项中，至少有一个 是符合题目要求的 .全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分.) 14.【加试题】 (改编 )下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 ( ) 甲 乙 丙 丁 A.图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B.图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 C.图丙：卢瑟福通过分析 α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D.图丁：每种原子都有自己的特征谱线，故光谱分析可鉴别物质 15.【加试题】位于 x=7m 处的波源 S 完成两次频率不同的全振动，如图所示为 t=0 时刻波形，该 波沿 -x 方向传播，此时波刚好传到 x=1m 处的质点 P，0.3s 后质点 P 第一次出现在波谷位置。则 （ ） A.波源的起振方向沿 +y 方向 B.波速 v1∶v2=2∶1 C.质点 P 沿 +y 方向振动过程中， x=5m 处的质点 Q 也沿 +y 方向振动 D.在质点 P 振动的路程为 10cm 的时间内，质点 Q 振动的路程是 20cm 16.【加试题】 (改编 )科学家通过对月壤样品进行实验分析，估计月壤中氦 3 的资源总量可达 100 万 ~500 万吨，若能实现商业化运用，月壤中的氦 3 可供地球能源需求达数万年。利用氦 3 的核 反应方程为： 3 2He+2 1H→ 4 2He+X。则下列说法中正确的是（ ） A.目前地球上的核电站正是利用氦 3 作为核燃料，因此迫切需要开发月壤中的氦 3 B.上式中 X 应为质子 C.反应前 3 2He 与 2 1H 的质量之和等于反应后 4 2He与 X 的质量之和 D.反应前 3 2He 与 2 1H 的质量之和大于反应后 4 2He 与 X 的质量之和 三、非选择题 (本题共 7 小题，共 55 分) 17.(5 分)(改编 )(1) 在 “探究弹簧的弹力和伸长量的关系 ”实验中，下列实验器材中不需要用到的 是 。 (2) 在用如右图所示的装置做下列学生实验时，需 要平衡摩擦力的实验有 。 A.利用打点计时器测速度； B.探究匀变速直线运动的规律； C.探究加速度与合力、质量的关系 . (3) 某同学在利用 (2)题图中的装置做 “探究加速度与合力、质量的关系 ”实验中， ①选取纸带上 y/cm O x/m 2 4 P v Q 1 3 5 S 5 -5 7 6 1 2 第一个点作为初速度为零的点； ②保证小盘和砝码的总质量 m 远小于小车的质量 M。以上操作 有利于减小实验误差的是 (填数字序号 )。 18.(5 分)在 “测定电池的电动势和内电阻 ”实验中。 (1) 某同学用多用电表粗测一节干电池的电动势，将选择开关置于合适位置，下列符合要求的 是 。 (2) 该同学根据图甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路， a、b、 c、d 四条导 线中，其中有一条导线连接错误，则该导线是 。 (3) 该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值，并根据实验数据得到如图所示的 U-I 图线， 由此可知该电池的电动势 E= V；内阻 r= Ω。(均保留三位有效数字 ) 19.(9 分)(改编 )擦黑板是值日生每天要做的事情，现有某位同学用大小为 5N、方向与竖直黑板面 成 θ=53o 的力将黑板擦沿黑板表面竖直向上缓慢推动，黑板擦无左右运动趋势。已知黑板的规 格为 4.5×1.5m 2 ，黑板的下边沿离地的高度为 0.75m，黑板擦 (可视为质点 )的质量为 0.1kg， g=10m/s2 ， sin53o=0.8。 (1) 求黑板擦与黑板间的动摩擦因数 μ； (2) 当他擦到离地高度 2m 时， 黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落， 求黑板擦砸到黑板下边 沿前瞬间的速度大小。 20.(12 分 )(改编 )在某次学校组织的趣味运动会上， 某科技小组为大家展示了一个装置， 如图所示， 将一质量为 0.1kg 的钢球放在 O 点，用弹射器装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道 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 μ=0.5（原来 0.7），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 10m/s2 。求： (1) 要使钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在 A 点的速度 vA多大？在 B 位置对半圆轨道的压力多 大？ (2) 要使钢球最终能落入槽中，弹射速度 v0 至少多大？ 21.【加试题】 (4 分)(1) 某同学在做 “利用单摆测重力加速度 ”实验。某次用刻度尺测得摆线长为 67.80cm。用游标卡尺测得小球直径的读数如图甲所示，则小球直径为 cm；重复实验几 次，改变摆线的长度 L，用秒表测出相应的周期 T，再以 L 为横坐标， T2 为纵坐标作图，对应的 图像应为图乙中的直线 （填 “1”、“2”或 “3”）。若已知直线的斜率为 k，请写出重力加速 度 g 的表达式 。 (2) 杭州某理科物理选考人数较多，在 “测定玻璃的折射率 ”的 实验中，实验室少了一块平行玻璃砖，实验老师分发了一块三 棱镜给最后一个小组的同学。该小组同学在插好大头针 P1、 P2 后， 无论如何都不能在三棱镜的 BC 边用第三枚大头针同时挡住 P1、P2 的像，根据右图分析其原因可能是 。 22.【加试题】 (10 分) 一实验小组想要探究电磁刹车的效果。在遥控小车底面安装宽为 L、长为 2.5L 的 N 匝矩形线框，线框电阻为 R，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小 车总质量为 m。其俯视图如图所示，小车在磁场外行驶时的功率保持 P 不变，且在进入磁场前 已达到最大速度， 当车头刚要进入磁场时立即撤去牵引力， 完全进入磁场时速度恰好为零。 已知 有界磁场 PQ 和 MN 间的距离为 2.5L，磁感应强度大小为 B，方向竖直向上，在行驶过程中小车 受到地面阻力恒为 f。求： (1)小车车头刚进入磁场时，线框的感应电动势 E； (2)电磁刹车过程中产生的焦耳热 Q； (3)若只改变小车功率，使小车刚完全出磁场边界 MN 时的速度恰好为零，假设小车与磁场作用 的总时间与上一次相同，求小车的功率 P/ 。 Q P M N 2.5L 2.5L 23.【加试题】 (10 分)如图为一装放射源氡的盒子，静止的氡核经过一次 α衰变成钋 Po，新核 Po 的速率约为 2×105m/s。衰变后的 α粒子从小孔 P 进入正交的电磁场区域 Ⅰ ，且恰好可沿中心线 匀速通过，磁感应强度 B=0.1T。之后经过 A 孔进入电场加速区域 Ⅱ ，加速电压 U=3×106V。从区 域 Ⅱ射出的 α粒子随后又进入半径为 r= 3 3 m 的圆形匀强磁场区域 Ⅲ ，该区域磁感应强度 B0=0.4T、方向垂直纸面向里。圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切，荧光屏的中心点 M 和圆 形磁场的圆心 O、电磁场区域 Ⅰ的中线在同一条直线上， α粒子的比荷为 q m =5×107C/kg。 (1)请写出衰变方程，并求出 α粒子的速率 (保留一位有效数字 )； (2)求电磁场区域 Ⅰ的电场强度大小； (3)粒子在圆形磁场区域 Ⅲ的运动时间多长？ (4)求出粒子打在荧光屏上的位置。 高考模拟试卷物理参考答案及评分标准 一、选择题 Ⅰ(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分.在每小题列出的四个备选项中，只有一个 是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分 .) 1.C 2.B 3.C 4.D 5.D 6.C 7.B 8.A 9.C 10.B 11.A 12.C 13.D 二、选择题 Ⅱ(本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分.在每小题列出的四个备选项中，至少有一个 是符合题目要求的 .全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分.) 14.ABD 15.AD 16.BD 三、非选择题 (本题共 7 小题，共 55 分) 17.(1)BC (2)BC (3) ② 18.(1)B (2)b (3)1.47±0.01 0.795±0.008 19.答案： （1）0.5 （2）5m/s （1）黑板擦向上缓慢运动，根据受力分析得 垂直于黑板方向有： Fsinθ-F N=0，解得： FN =4N 2 分 沿黑板方向有： Fcosθ-mg-f=0 ，解得： f=2N 2 分 由 f=μFN 得： μ= N f F =0.5 1 分 （2）黑板擦脱手后沿黑板面竖直向下滑落过程中与黑板之间无摩擦，做自由落体运动，下落的 高度为： h=2m-0.75m=1.25m 1 分 由 2 2v gh 2 分 得： v=5m/s 1 分 20.答案 （1）2m/s 6N （2） 21 m/s 解析： （1）要使钢球恰好不脱离圆弧轨道： 对最高点 A： 2 mg Amv R ① 1 分 由 ① 式可得： 2 /Av m s ② 1 分 钢球从 A 到 B 的过程： 2 21 12 2 2B Amg R mv mv ③ 1 分 在 B 点： 2 B N mvF mg R ④ 1 分 联立 ①②③④ 可得： 6NF N ⑤ 1 分 根据牛顿第三定律可得：钢球在 B 位置对半圆轨道的压力为 6N ⑥ 1 分 （2）要使钢球能落入槽中，设 C 点速度至少为 Cv 从 C 到 D：平抛： 水平方向： Cx v t ，竖直方向： 21 2 h gt ⑦ 2 分 由 ⑦ 可得： 1 /Cv m s ⑧ 1 分 假设钢球在 A 点的速度恰好为 2 /Av m s 时，钢球可运动到 C 点，且速度为 ' Cv 从 A 到 C： ' 2 21 12 2 2C Amg R mgL mv mv 可得： ' 2 0Cv 故：当钢球在 A 点的速度恰为 Av =2m/s 时，钢球不可能到达 C 点，若要使钢球最终能落入槽 中，需要更大的弹射速度，从 O 到 C： 2 21 1 2 2C OmgR mgL mv mv ⑨ 2 分 联立 ⑦⑧⑨ 可得： Ov = 21 m/s 1 分 21.(1)1.645 或 1.650 2 24 k (2) 光线在 BC面发生全反射 22. 答案： （1） NBLP f （ 2） 2 22 mP f （3） 2 2 32 5 2 mRP fN B L Rm （1）小车刚进入磁场时的速度设为 0v 。则 0 Pv f ， 1 分 感应电动势 0E NBLv ，1 分 NBLPE f 1 分 （2）由动能定理，可得 2 0 1 2 fL Q mv 2 分 知 2 2 0 2 1 2.5 2 2 mPQ mv fL f 1 分 （3）以小车刚要进入到恰好穿出磁场为研究过程，由动量定理，可得 ' 02ft NBILt mv ① 2 分 ' 02ft NBILt mv 25 2 BLq N N R R ② 1 分 当功率为 P 时，小车进入磁场时间为 t，由动量定理 02ft NBILt mv ， 得 2 2 32 5 2 mRP fN B Lt Rf ③ 由 ①②③ ，可得 2 2 3 ' 0 2 5 2 mRP fN B Lv mRf 2 2 3 ' ' 0 2 5 2 mRP fN B LP fv Rm 1 分 23.答案： （1）1×107 m/s （2）1×10 6V/m （ 3） 6 ×10－7s （4）打在荧光屏上的 M 点上方 1 m 处 （1）衰变方程： 222 218 4 86 84 2Rn Po He ① 1 分 衰变过程动量守恒： 0＝mPov1-m Hev0 ② 1 分 联立 ①② 可得： v0＝1.09×107 m/s≈1×10 7 m/s ③ 1 分 （2）α粒子匀速通过电磁场区域 Ⅰ：qE＝q v0B ④ 1 分 联立 ③④ 可得： E＝1×106 V/m ⑤ 1 分 （3）α粒子在区域 Ⅱ被电场加速： qU＝ 1 2 m 2v － 1 2 m 2 0v 所以 v＝2×10 7m/s⑥ 1 分 α粒子在区域 Ⅲ中做匀速圆周运动： qvB＝ 2vm R 所以 R＝1m⑦ 1 分 又 T＝ 2 R v ⑧ 由几何关系可知： α粒子在磁场中偏转角 θ＝60°，所以 α粒子在磁场中 的运动时间 t＝ 1 6 T ⑨ 联立 ⑧⑨ 可得： t＝ 6 ×10－7s 1 分 （4）α 粒子的入射速度过圆心，由几何关系可知，出射速度方向也必然 过圆心 O，几何关系如图： tan60°＝ x r ，所以 x＝1m，α粒子打在荧光屏 上的 M 点上方 1 m 处 2 分