浙江省浦江中学2021届高三12月仿真模拟考试物理试题 Word版含答案 15页

____________________________________________________________________________________________ 浦江中学 2020 年 12 月高三物理试题卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试 题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答， 在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图 时可先使用 2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上 无效。 4．可能用到的相关参数：重力加速度 g均取 10m/s2 选择题部分 一、选择题 I(本题共 13小题，每小題 3分，共 39分。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、新国际单位体系于 2019年 5月的世界计量日起正式生效，下列选项中物理量为矢量，且 单 位 是 国 际 单 位 制 基 本 单 位 的 是 --------------------------------------------------------------- （ ） A．电场强度，N/C B．电流，A C．电压，V D．位移，m 2、.下列关于物理史实或现象的说法正确的是（ ） A.经典物理学无法解释原子的稳定性，但可以解释原子光谱的分立特性 B.根据玻尔氢原子模型，氢原子辐射出光子后，电子绕核运动的动能将减小 C.天然放射性元素的放射性与元素的化学状态无关，说明射线来自于原子核 D.卢瑟福用 粒子轰击氮原子核 14 N 7 ，产生出氧的一种同位素 17 8 O和一个中子 3、如图所示，三根长直导线 A、B、C垂直纸面固定放置，在纸面内三者的连线恰构成一等 边三角形.已知导线 A中通有电流强度为 I、方向垂直纸面向里的电 流，导线 B中通有电流强度为 2 I 、方向垂直纸面向外的电流，当导 线 C中没有通入电流时，导线 A受到的磁场作用力大小为 F；当导 线 C中通入垂直纸面向里的电流时，导线 A受到的磁场作用力大小 ____________________________________________________________________________________________ 仍为 F，则此时导线 B受到的磁场作用力大小为（ ） A.2 3F B. 7F C. 5F D. 5 2 F 4.如图所示，在离地面一定高度处把 4个水果同时以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力， 则 1s后速率最大的是（ ） A. B. C. D. 5、如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为 4∶1∶16，在用力蹬脚踏板匀 速度前进的过程中，说法正确的是-------------------------（ ） A．小齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为 16∶1 B．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为 1∶4 C．大齿轮边缘和后轮边缘的加速度大小之比为 1∶4 D．大齿轮和小齿轮轮缘的加速度大小之比为 4∶1 6.如图所示，两个物体 A、B中间用一轻弹簧相连.A、B的质量分别为 Am 、 Bm ，A、B与固 定斜面间的动摩擦因数不相同.稳定时，A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，则下列说法正 确的是（ ） A.地面对斜面体可能有水平向左的摩擦力 B.弹簧可能处于原长状态 C.如果只增大 A或 B的质量，稳定时 A、B一定不能一起匀速下滑 D.若 A、B与斜面间的动摩擦因数相等，且 A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，当适当增 大斜面倾角，一起沿斜面下滑时，则弹簧可能处于压缩状态 7.研究发现，低头玩手机时，就有可能让颈椎承受多达 60磅（约270N）的重量，比一个 7 岁小孩还重.经常低头玩手机会引起如背痛、体重增加、胃痛、偏头痛和 呼吸道疾病等.当人体直立时，颈椎所承受的压力会随之变化.现将人体头 颈部简化为如图所示的模型：重心在 P点的头部，在可绕 O转动的颈椎 OP（轻杆）的支持力和沿 PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止.当低头 时，颈椎与竖直方向的夹角为 45°，PQ与竖直方向的夹角为 60°，此 ____________________________________________________________________________________________ 时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（ ） A.4.2倍 B.3.3倍 C.2.8倍 D.2.0倍 8、如图所示为游乐场内“空中飞椅”的示意图，在半径为 r的水平转盘的边缘固定着两条 钢绳，钢绳的另一端连接着座椅，转盘在电动机带动下可绕穿过其 中心的竖直轴匀速转动.已知两个座椅（含坐着的人）的质量分别 为 1m 、 2m ，两条钢绳的长度分别为 1l 、 2l ，不计钢绳的重力及空 气的阻力.当转盘以某一角速度 匀速转动，系统达到稳定时，两 条钢绳与竖直方向的夹角分别为 、  ，下列说法正确的是（ ） A.若 1 2 1 2,l l m m  ，则  B.若 1 2 1 2,l l m m  ，则  C.若 1 2 1 2,m m l l  ，则  D.若 1 2 1 2,m m l l  ，则  9、2020年 6月 23日我国成功发射北斗三号系统最后一颗卫星，北斗全球星座部署完成.北 斗三号系统空间段由 3颗 GEO、3颗 IGSO和 24颗MEO卫星组成.GEO卫星相对地球静止， 轨道高度约为36000km，IGSO卫星的轨道高度与 GEO卫星的轨道高度相同，轨道倾角（绕 地球运行的轨道平面与地球赤道平面之间的夹角）为 55度，MEO卫星的轨道高度约为 21500km，轨道倾角为 55度.下列说法不正确．．．的是（ ） A.MEO卫星的运行周期小于 GEO卫星的运行周期 B.GEO卫星与 IGSO卫星运行的向心加速度大小相等 C.MEO卫星的线速度大于 IGSO 卫星的线速度 D.GEO卫星与 IGSO卫星的动能相等 10、如图所示为两个不等量的异种电荷所形成的电场，曲线 PQR 是一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场区域时的运动轨迹，由此可判断----（ ） A．该带电粒子一定带正电 B．带电粒子在 P点的动能小于在 Q点的动能 C．带电粒子在 P点的加速度大于在 R点的加速度 D．带电粒子在 P点的电势能小于在 R点的电势能 11、如图所示为某小型电站髙压输电示意图，变压器均为 理想变压器，发电机输出功率为 20kW。在输电线路上 第 10题图 ____________________________________________________________________________________________ 接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为 1:10，电流表的示数为 1A,输电线的总 电阻为 10Ω,则下列 说法错误的是-----（ ） A. 采用高压输电可以减小输电线中的电流 B. 升压变压器的输出电压 U2=2000V C. 用户获得的功率为 19kW D. 将 P下移，用户获得的电压将增大 12、处于基态的一群氢原子被外来单色光激发后，发射的光谱中，在巴耳末系中只有两条光 谱线（ 3n 跃迁到 2n ）。则下列说法中错误的是--------( ) A.外来单色光的频率约为 Hz1008.3 15 B.该氢原子发射的所有谱线中，最长的波长为 6564nm C.该氢原子发射的所有谱线中,最短波长的光子动量 约为 m/skg1079.6 27   D.氢原子发射的光照射逸出功为 2.29eV的金属钠，光电子最大动能约为 eV46.10 13、如图所示，某同学设计了一种能看见室外全景的猫眼。猫眼是由球冠和圆柱体拼接在一 起的复合形状。观察者能在室内猫眼的中点，恰能看到室外的全景。设墙壁的厚度为 d， 玻璃的折射率为 3，圆柱体的直径为 dD 32 ，则-----------------------------------（ ） A. 球冠的半径 R= D/2 B. 球冠突出墙外的高 Dh 2 32   C. 沿墙壁射向猫眼的极限光线，其入射角为 030 。 D. 球冠的球心位置处在猫眼的内部 二、选择题 II(本题共 3小题，每小题 2分，共 6 分。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.如图甲为一列简谐横波在 t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为 x＝1 m处的质点，Q 是平衡位置为 x＝4 m处 的质点，图乙为质点 Q的 振动图像，则 ( ) A. t＝0.15 s时，质点 Q ____________________________________________________________________________________________ 的加速度达到正向最大 B. t＝0.15 s时，质点 P的运动方向沿 y轴负方向 C. 从 t＝0.10 s到 t＝0.25 s，该波沿 x轴正方向传播了 60 m D. 从 t＝0.10 s到 t＝0.25 s，质点 P通过的路程为 30 cm 15、5G通信即将推广普及，我国自主研发设计的 5G通信技术走在了世界的前列。5G信号 的频率分为两种，一种是 6GHz以下，这和我们目前的 2/3/4G差别不算太大，还有一种 频率在 24GHz以上，对于频率在 24GHz这样的信号，下面说法正确的有（ ） A波长大约长 0.1cm B波长越短准直性越好，绕射能力越弱 C频率越高可能加载的信息密度也越高 D频率越高的电磁波传播速度越大 16．如图所示，一细束由黄、蓝、紫三种光组成的复色光，通过三棱镜折射后分为 a、b、c 三种单色光，下列说法中正确的是( ) A．a种色光为紫光 B．在三棱镜中 a光的传播速度最大 C．在相同实验条件下，用 a、b、c三种色光做双缝干涉实验，a光 相邻亮条纹间距最大 D． a、b、c三种色光真空中波长 c最大 三、非选择題(本题共 6小题，共 55分) 17．(7分)(1)某实验小组准备用下图甲: 探究加速度与力、质量的关系；图乙: 探究功与速 度的关系；图丙: 验证机械能守恒实验 下图中的一些实验器材三个实验都需要选用的有_ ▲ A B C D 乙 丙 甲 第 17 题图 ____________________________________________________________________________________________ （2）三位同学正确操作后获得了一系列纸带，下图是某位 同学实验中打出的一条纸带的一部分（单位：cm），若 打点计时器的频率为 50Hz，则打点计时器打“2”点时， 小车的速度为 ▲ m/s（结果保留两位有效数字）。 是哪个实验中打出的一条纸带， ▲ （3）．如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”及“利用单摆测定 当地重力加速度”的实验。 （1）从图乙可知，摆球的直径为 D= ▲ mm； （2）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图丙可知，该单摆的周期 T＝ ▲ s F/ N t/s 0.33 6 0.32 2 0.50 1.00 1.50 2.000 图 图 图 力传感 第 17 题 第 17 题图 ____________________________________________________________________________________________ (4)在平抛实验的探究中，该同学取所描绘的平抛轨迹 中的一段 PQ（如图乙所示），分别测量了水平方向和 竖直方向的长度，水平长度 xPQ= ▲ cm，由这段 轨迹可估算出平抛的初速度约为 ▲ m/s． （结果保留两位有效数字） 5 2.24（ ） 18．小灯泡上标有“3.8V，1.9W”字样，现用伏安法研究它的伏安特性曲线，供选器材有： A．电压表 V1（0~3V，内阻 RV1约为 5kΩ） B．电压表 V2（0~15V，内阻 RV2约为 25kΩ ） C．电流表 A1（量程为 200mA，已知内阻 RA1为 10Ω） D．电流表 A2（量程为 600mA，内阻 RA2约为 4Ω） E．定值电阻 R0（10Ω） F．滑动变阻器 R（0~10Ω，1A） G．电源 E（6V，内阻约为 1Ω） H．单刀开关 S 一个、导线若干 (1)要求测量尽量准确，且测量范围尽可能大，并能测量小灯泡的额定电流，实验中应选用 的两个电表分别是__▲____、___▲_____（填对应器材前的字母序号）； (2)请利用(1)问中选择的电表，在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整__▲___（并 在图中标明所选器材的电学符号）； 甲 乙y 0 P Q ____________________________________________________________________________________________ (3)实验测得多组数据，将该数据处理后作出小灯泡的伏安特性曲线 U—I，如图乙所示。 (4)现将该小灯泡与另一只完全相同的小灯泡并联，再接到总电动势 E0=4V，总内阻为 6Ω的 等效电源两端，如丙所示，则电路稳定时流过每只灯泡的电流为__▲___mA。（保留二位有 效数字） 19．（9 分）如图所示为一滑草场的滑道示意图，某条滑道由 AB、BC、CD 三段组成，其中 AB 段和 BC 段与水平面的倾角分别为 53°和 37°，且这两段长度均为 L=28m，载人滑草车 从坡顶 A 点由静止开始自由下滑，先匀加速 度通过 AB 段，再匀速通过 BC 段，最后停在 水平滑道 CD 段上的 D点，若滑草车与草地之 间的动摩擦因数均为μ，不计滑草车交接处 的能量损失，求： （1）滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ； （2）滑草车经过 B 点时的速度大小 ； （3）滑草车从 A 点运动至 D 点的时间。 ____________________________________________________________________________________________ 20、（12 分）为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹 角为 37°、长为 L=2.0 m 的粗糙的倾斜轨道 AB，通过水平轨道 BC 与竖直圆轨道相 连，出口为水平轨道 DE，整个轨道除 AB段以外都是光滑的，其中 AB与 BC轨道以 微小圆弧相接，如图所示。一个质量为 2kg 的小物块从某一高处 O点被压缩的弹簧水 平弹出，到轨道 A点时速度方向恰沿 AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜 轨道的动摩擦因数μ=0.50。（g取 10 m/s2）求： （1）若竖直圆弧轨道的半径 R=0.66m，小物 块不脱离轨道，并恰好通过圆周最高点，弹簧 的弹性势能。 （2）压缩的弹簧弹性势能不变，为了让小物块 不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道 AB，则 竖直圆轨道的半径应该 满足什么条件？ （3）压缩的弹簧弹性势能不变，若圆弧轨道的半径为 2m，小物块在运动过程中，那么 小物块可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为 0.02m的某一点。 21．（10分）如图所示，宽度为 L的平行光滑的金属轨道，左端为半径为 r1的四分之一圆 弧轨道，右端为半径为 r2的半圆轨道，中部为与它们相切的水平轨道。水平轨道所在 的区域有磁感应强度为 B的竖直向上的匀强磁场。一根质量为 m的金属杆 a置于水平 轨道上，另一根质量为 M的金属杆 b由静止开始自左端轨道最高点滑下，当 b滑入水 平轨道某位置时，a就滑上了右端半圆轨道最高点（b始终运动且 a、b未相撞），并且 a在最高点对轨道的压力大小为 mg，此过程中通过 a的电荷量为 q，a、b棒的电阻分 别为 R1、R2，其余部分电阻不计。在 b由静止释放到 a运动到右端半圆轨道最高点过 程中，求： ____________________________________________________________________________________________ （1）在水平轨道上运动时 b的最大加速度是多大？ （2）自 b释放到 a到达右端半圆轨道最高点过程中系统产生的焦耳热是多少？ （3）a刚到达右端半圆轨道最低点时 b的速度是多大？ 22．（10分）如图所示，两平行金属板 A、B长 l＝8 cm，两板间距离 d＝8 cm，A板比 B 板电势高 300 V，即 UAB＝300 V．一排宽度为 d＝8 cm均匀分布的带正电的粒子电量为 q＝10－10 C，质量为 m＝10－20 kg，从垂直于 AB边，垂直电场飞入电场，初速度 v0＝2×106 m/s，有粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、PS间的无电场区域后，进入 PQ右边，磁 感应强度为 B的垂直纸面向里的匀强磁场．已知两界面 MN、PS相距为 L＝12 cm，粒 子从中心线 R点射入的粒子，穿过界面 PS后最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏 EF 上的中点，光屏 EF的长 L＝12 cm。（粒子重力不计)．求： (1)粒子从中心线 R点射入的粒子，穿过界面 MN时偏离中心 线 RO的距离 h；及粒子穿过界面 MN时的速度 v (2粒子从中心线 R点射入的粒子，穿过 PS面的粒子在磁场中 运动的半径和磁场的磁感应强度 B (3) 放置于中心线上的荧光屏 EF上的接收到粒子离 PQ 的距 离范围 ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ 2020 年 12 月物理试题答案 一、选择题答案 17 .（1） AB （2）0.97、 丙 （3）19.00 2.0 （4） 2.00 cm 0.45 m/s 18 (1). C (2). D (3). 图 (4). 167 19【答案】（1）0.75 （2）14m/s（3）7.87S 解：（1）μmgcos37=mgsin37 μ=0.75 (2)AB 段加速度为 a mgsin53-μmgcos53=ma V2=2aL 得 v=14m/s (3)AB 段 t1=4s BC 段 t2=2s CD 段 t3= 1.87S t=7.87S 20、解：(1) 设小物块恰好进入圆轨道到最高点时有速度 v1，此时物块受到的重力恰好提 供向心力， 2 1mg m R   物块从 A点到圆轨道最高点的过程中：  0 0 2 2 1 1 1sin 37 2 cos37 2 2 Amg L R mg L m m       联解上两式得 5A m s  小物块从 O点到 A 点做平抛运动，水平分速度即初速度为 0 等于 A 点的 水平分速度 0 0 cos37 5.0 0.8 4.0A m s m s      弹簧的弹性势能 2 2 0 1 1 2 4 16 2 2pE m J J     (2)为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道 AB，则物块上升的高度须 小于或等于 1R  0 0 2 1 1sin 37 cos37 0 2 Amg L R mg L m      ， 得 1 1.65R m 所以物块能够滑回倾斜轨道 AB，则 1 1.65R m （3）小物块冲上圆轨道 H1=1.65 m 高度时速度变为 0，然后返回倾斜轨道 h1 高处 再滑下，然后再次进入圆轨道达到的高度为 H2。有 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B A B C B D D B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D B B AB BC BC ____________________________________________________________________________________________ 得 之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动，同理： n次上升的高度  0n  为一等比数列，当 4n  时，上升的最大 高度小于 0.02 m，故 3n  即小物块共有 6 次通过距水平轨道高为 0.02 m 的 某一点 21【答案】（1）   2 2 1 1 2 2B L gr a M R R   （2） 2 2 2 1 22 3 2 B L qQ gr BLq mgr M    （3） 3 1 22 6b mv gr gr M   【解析】（1）由机械能守恒定律： 2 1 1 1 2 bMv Mgr ∴ 1 12bv gr b刚滑到水平轨道时加速度最大，E=BLvb1， 1 2 EI R R   由牛顿第二定律有：F 安=BIL=Ma∴   2 2 1 1 2 2B L gr a M R R   （2）由动量定理有：–BILt=Mvb2–Mvb1 即：–BLq=Mvb2–Mvb1 ∴ 2 12b BLqv gr M   v 根据牛顿第三定律得：N=Nʹ=mg， 2 1 2 avmg N m r   ∴ 1 22av gr ∵ 2 2 1 2 1 2 1 1 2 2 2b aMgr Mv mv mg r Q    ∴ 2 2 2 1 22 3 2 B L qQ gr BLq mgr M    （3）∵能量守恒有 2 2 2 2 1 1 12 2 2a amgr mv mv  ∴ 2 26av gr ∵动量守恒定律 1 3 2b b aMv Mv mv  ∴ 3 1 22 6b mv gr gr M   22 解(1)设粒子在两极板间运动时加速度为 a，运动时间为 t， 则：t＝ 0 l v ① h＝ 1 2 at2 ② ABqUqEa m md   ③ （2 分） ____________________________________________________________________________________________ 解得：h＝ 2 0 ( ) 2 ABqU l md v ＝0.03 m＝3 cm ④ 粒子的运动轨迹如图所示 设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为 vy，则： vy＝at＝ 0 ABqU l mdv ⑤解得：vy＝1.5×106 m/s ⑥ 所以粒子从电场中飞出时的速度为：v＝ 2 2 0 yv v ＝2.5×106 m/s ⑦ 设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为θ，则：tan θ＝ 0 3 4 yv v  ⑧ 解得：θ＝37° ⑨ (2)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，由相似三角形知识得： 2 2 l h lY L   ⑩ 解得：Y＝0.12 m＝12 cm ⑪ 粒子做匀速圆周运动的半径为： r＝ Y cos ＝0.15 m ⑫ qvB=mv2/r B=1.67×10-3 T (3)中心线射入粒子在荧光屏 EF上的接收到粒子离 PQ最远 24cm 最上方射入粒子在荧光屏 EF上的接收到粒子离 PQ最近 √209 cm ____________________________________________________________________________________________