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

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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)
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