2020年普通高等学校招生全国统一考试高中物理模拟测试试题一 13页

都哦哦哦 来了看 看 2018 年普通高等学校招生全国统一考试模拟卷 物理试题 都哦哦哦 来了看 看 22．（5 分）某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数 ，木块放在粗糙的 水平桌面上，右侧拴有一细线，跨过固定在桌面边缘的滑轮 与重物连接；实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落 地后，木块继续向右滑，在运动过程中木块始终碰不到滑轮， 且细线水平，已知木块的质量为 M，重物的质量为 m，回答 下列问题： （1）（ 2 分）本实验还需直接测量的物理量有 。 A．重物距地面的高度 h B．木块在桌面上滑行的总距离 s C．重物下落的时间 t （2）（ 2 分）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数 = 。 （3）（ 1 分）木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响，将导 都哦哦哦 来了看 看 致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将 ( 填“偏大”“相等”或 “偏小”) 23．（ 10 分）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r ，又能同 时描绘小灯泡的伏安特性曲线， A．电压表 V1（量程 6V、内阻很大） B．电压表 V2（量程 4V 、内阻很大） C．电流表 A（量程 3A 、内阻很小） D．滑动变阻器 R（最大阻值 10 Ω、额定电流 4A ） E．小灯泡（ 2A、7W） F．电池组（电动势 E 、内阻 r ） G．开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1 的示数增大，则电压表 V2 的示 数减小． （1）（ 2 分）请将设计的实验电路图在图甲中补充完整． （2）（ 4 分，每空 2 分）每一次操作后，同时记录电流表 A 、电压表 V1 和电压表 V2 的示数，组 成两个坐标点（ I ，U1）、（ I ，U2），标到 U﹣I 坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如 图乙所示，则电池组的电动势 E= V 、内阻 r= Ω．（结果保留两位有效数字） （3）（ 4 分，每空 2 分）在 U﹣I 坐标中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值 应为 Ω，电池组的效率为 （结果保留两位有效数字）． 24．（12 分） ETC是“电子不停车收费系统”的简称．汽车分别通过 ETC通道和人收费通道的流程如 图所示．假设汽车以 v1=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶，如果走 ETC通道，需要在到达收费站中心 线前 d=l0m 处正好匀减速至 v 2=5m/s，匀速通过“匀速行驶区间”后， 再加速至 v1 后正常行驶； 如果 走人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过 20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至 v1 正常行驶．设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s 2 ．求： （1）汽车走人工收费通道时，开始减速的位置距离收费站中心线是多远； （2）汽车走 ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小； 都哦哦哦 来了看 看 （3）汽车采用 ETC通道比通过人工收费通道节约的时间． 25．（20 分）如图所示，足够长的平行金属导轨弯折成图示的形状，分为 I 、II 、Ⅲ三个区域。Ⅰ 区域导轨与水平面的夹角 α =37°，存在与导轨平面垂直的匀强磁场， Ⅱ区域导轨水平， 长度 x=0.8 m，无磁场；Ⅲ区域导轨与水平面夹角 β=53°，存在与导轨平面平行的匀强磁场。金属细杆 a 在 区域 I 内沿导轨以速度 v0=1 m/s 匀速向下滑动，当 a 杆滑至距水平导轨高度为 h1=0.6 m 时，金属 细杆 b 在区域Ⅲ从距水平导轨高度为 h2=1.6 m处由静止释放，进入水平导轨与金属杆 a 发生碰撞， 碰撞后两根金属细杆粘合在一起继续运动。 已知 a、b 杆的质量均为 m=0.1 kg，电阻均为 R=0.l Ω ， 与导轨各部分的动摩擦因数均相同，导轨间距 l =0.2 m ，I 、Ⅲ区域磁场的磁感应强度均为 B=1 T 。 不考虑导轨的电阻，倾斜导轨与水平导轨平滑连接，整个过程中杆与导轨接触良好且垂直， sin 37°=0.6 ，cos 37 °=0.8 ， g 取 10 m/s 2 。求： （1）金属细杆与导轨间的动摩擦因数 μ； （2）金属细杆 a、b 碰撞后速度的大小 v 共 ； （3）试判断碰撞后，在金属细杆沿倾斜导轨上升的过程中是否有电流通过金属细杆 a，如果有，请 计算出通过金属细杆 a 的电荷量大小 Q；如果没有，请计算出金属细杆 a 沿倾斜导轨能上升的最大 位移。 都哦哦哦 来了看 看 都哦哦哦 来了看 看 都哦哦哦 来了看 看 22. 【答案】（ 1）AB ；（ 2） mhmsMs mh ；（ 3）偏大 都哦哦哦 来了看 看 (3 ）在计算过程中，认为滑轮与绳子间没有摩擦力，重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的 动能和木块克服摩擦力做功，而实际滑轮与轴间存在摩擦，计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩 擦力做功这部分，因此导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数偏大。 23. 【答案】 (1). （ 1）电路如图所示 : ；（ 2）5.5 1.0 ； (3)0; 64% 解：（1）伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电 路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压 随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表 V1 的示数增大，则电压表 V2 的示数减小，则 V1 测路端电压， V2 测灯泡两端电压，电路图如图所示． （2）电源的 U﹣ I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 E=4.5V，电源内阻 r= = =1.0 Ω． （3）由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 UL=2.5V，此时电路电流 I=2.0A ， 电源电动势 E=Ir+U L+IR 滑，即 4.5V=2.0A×1 Ω+2.5V+2.0A×R 滑，则 R 滑 =0.0 Ω． 故答案为：（ 1）电路图如图所示；（ 2）4.5 ；1.0 ；（ 3）0.0 ． 24. （12 分） （ 1）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出过人工收费通道时匀减速和匀加速直 线运动的位移，从而得出从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小； 都哦哦哦 来了看 看 （2）根据速度位移公式求出过 ETC通道时匀加速和匀减速直线运动的位移， 结合匀速运动的位移得 出从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小； （3）抓住两次位移大小相等，结合速度时间公式分别求出通过人工收费通道和 ETC通道的时间，从 而得出节约的时间． 解答 解：（1）汽车过人工收费通道时，匀减速直线运动的位移 x1=v122a=1522×1m=112.5mx1=v122a=1522×1m=112.5m ， 匀加速直线运动的位移 x2=v122a=1522×1m=112.5mx2=v122a=1522×1m=112.5m ， 从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小 x=x 1+x2=112.5+112.5m=225 m ． （2）汽车过 ETC通道时， 匀减速直线运动的位移 x1'=v12 - v222a=152-522mx1′=v12 - v222a=152-522m m=100m， 匀加速直线运动的位移 x2'=v12 - v222a=152-522mx2′=v12 - v222a=152-522m =100m， 从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小 x′=x 1′+x 2′+d=100+100+12m=212 m． （3）过人工通道所需的时间 t1=v1a+v1a+t0=151+151+20st1=v1a+v1a+t0=151+151+20s =50 s ， 过 ETC通道所需的时间 t2=v1 -v2a+v1-v2a+dv2t2=v1 - v2a+v1- v2a+dv2 s=15- 51+15-51+105s15 -51+15- 51+105s =22s ， 过人工通道后做匀加速直线运动的位移 x2=v122a=1522×1m=112.5mx2=v122a=1522×1m=112.5m ， 从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小 x=x 1+x2=112.5+112.5m=225 m ． 二者在各自过程中的位移差：△ x=x - x′=225-212=13m 过 ETC通道的车通过 13m的时间： t'= △xv1=1315t ′=△xv1=1315 s 则节约的时间△ t=t 1-t 2- t ′=50s-22s- 13151315 s≈27.1s ． 答：（1）汽车走人工收费通道时，开始减速的位置距离收费站中心线是 112.5m； （2）汽车走 ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小是 212m； （3）汽车采用 ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是 27.1s ． 点评 解决本题的关键理清汽车在两种通道下的运动规律， 结合匀变速直线运动的位移公式和时间公 式进行求解，难度不大． 都哦哦哦 来了看 看 都哦哦哦 来了看 看 都哦哦哦 来了看 看 都哦哦哦 来了看 看