浙江省高中物理学业水平考试模拟试题(五)解析版 16页

高中物理学业水平考试模拟试卷 ( 五 ) ( 时间 :60 分钟, 分值:70 分) 选择题部分 一、选择题 ( 本题共 18 小题, 每小题 2 分, 共 36 分。在每小题给出的四 个选项中 , 只有一项是符合题目要求的 ) 1. 下列物理量属于矢量的是 ( B ) A.电势差 B.线速度 C.电流 D.磁通量 解析 : 电势差和磁通量只有大小 , 没有方向 , 是标量 , 故 A,D 错误 ; 线速度 既有大小又有方向 , 相加时遵循平行四边形定则 , 是矢量 , 故 B 正确 ; 电 流虽有方向 , 但电流运算时不遵守平行四边形定则 , 所以电流是标量 , 故 C错误。 2. 物理学家为物理学发展做出了重大的贡献 , 以下说法正确的是 ( D ) A.牛顿发现了万有引力定律 , 并预言了引力波的存在 B.库仑提出了库仑定律 , 并用油滴实验测得了元电荷的值 C.伽利略利用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因 , 并提 出了惯性定律 D.法拉第提出了场的概念 , 并用电场线和磁感线形象地描述了电场和 磁场 解析 : 牛顿发现了万有引力定律 , 爱因斯坦预言了引力波的存在 , 故 A错 误 ; 库仑提出了库仑定律 , 密立根用油滴实验测得了元电荷的值 , 故 B错 误 ; 伽利略利用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因 , 牛顿 在伽利略研究的基础上提出了惯性定律 , 故 C 错误 ; 法拉第提出了场的 概念, 并用电场线和磁感线形象地描述了电场和磁场 ,D 正确。 3. 如图所示 , 手用力向下压架在两本书之间的尺子 , 尺子发生了弹性形 变。 若手对尺子的压力为 N,尺子对手的弹力为 N′, 下列说法正确的有 ( B ) ①N和 N′是一对平衡力 ②N和 N′是一对作用力和反作用力 ③N是由于尺子发生形变而产生的 ④N′是由于尺子发生形变而产生的 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 解析 : 手对尺子的压力为 N,尺子对手的弹力为 N′, 这两个力作用在两 个物体上 , 力的性质相同 , 且始终大小相等 , 方向相反 , 是一对作用力与 反作用力 , 故②正确 , ①错误 ;N 是由于手发生形变而产生的 , 而 N′是由于尺子发生形变而产生的 , 故④正确 , ③错误 , 故选 B。 4. 用一水平力推水平地面上的木箱 , 但没有推动 , 则 ( D ) A.木箱受到的摩擦力大于水平推力 B.木箱有与推力方向相反的运动趋势 C.此过程中的摩擦力与木箱对地面的正压力成正比 D.木箱与地面的最大静摩擦力等于木箱开始运动时的最小推力 解析 : 木箱不动 , 则受到的摩擦力应与水平推力平衡。 5. 白炽灯的工作原理是利用电流的热效应 , 电流通过金属丝使温度升 高, 达到炽热 , 从而发光。下列家用电器中哪一样电器也是利用电流的 热效应工作的 ( B ) 解析 : 微波炉、电风扇、电视机都是非纯电阻元件。 6. 如图为俄罗斯世界杯阿根廷与冰岛队的比赛场景 , 运动员将足球顶 出, 足球向斜上方飞行过程中 , 某时刻的受力描述正确的是 (G 为重力 ,F 为头对球的作用力 ,F f 为空气阻力 )( D ) 解析 : 足球在运动过程中 , 空气阻力的方向与足球的飞行方向相反。因 此选项 D正确。 7. 某同学找了一个用过的“易拉罐” , 在靠近底部的侧面打了一个洞 , 用手指按住洞 , 向罐中装满水 , 然后将“易拉罐”竖直向上抛出 , 空气阻 力不计 , 则 ( D ) A.“易拉罐”上升的过程中 , 洞中射出的水速度越来越快 B.“易拉罐”下降的过程中 , 洞中射出的水速度越来越快 C.“易拉罐”上升、下降的过程中 , 洞中射出的水速度都不变 D.“易拉罐”上升、下降的过程中 , 水都不会从洞中射出 解析 : 将易拉罐竖直向上抛出后 , 因为空气阻力不计 , 易拉罐及水的加 速度等于重力加速度 , 处于完全失重状态 , 易拉罐中各层水之间没有压 力, 在整个过程中 , 水都不会从洞中射出 , 所以选项 D正确。 8. 一位体操运动员在水平地面上做倒立动作 , 下列哪个图中沿每个手 臂受到的力最大 ( D ) 解析 : 以人为研究对象 , 人受到重力和沿两手臂方向的支持力作用 , 沿 两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。 在合力一定时 , 两分力的 夹角越大 , 两分力越大 , 故 D正确。 9. 阿拉斯加当地人有一种娱乐方式 , 他们用一块弹性毯子将小孩竖直 抛起, 再保持弹性毯子水平 , 接住小孩。 不计空气阻力 , 下列说法中正确 的是 ( A ) A.用毯子将小孩上抛 , 毯子对小孩做正功 , 小孩机械能增加 B.小孩在空中上升时处于超重状态 , 下落过程处于失重状态 C.小孩由最高点下落 , 一接触到弹性毯子就立刻做减速运动 D.小孩由最高点下落至速度为零的过程中 , 小孩机械能守恒 解析 : 除重力、弹力之外的其他力做正功 , 机械能增大 ; 其他力做负功 , 机械能减小 , 毯子给小孩的力做正功 , 机械能增加 , 选项 A 正确 ; 小孩在 空中时只受重力 , 不管是上升过程 , 还是下落过程 , 都处于失重状态 , 选 项 B 错误 ; 小孩下落刚接触到毯子时 , 向上的弹力很小 , 合力依然向下 , 与速度方向相同 , 小孩做加速运动 , 选项 C错误 ; 小孩由最高点下落至速 度为零的过程中 , 小孩和毯子组成的系统机械能守恒 , 小孩的机械能减 小, 选项 D错误。 10. 甲、 乙两位同学进行投篮比赛 , 由于两同学身高和体能的差异 , 他们 分别站在不同的两处将篮球从 A,B两点投出 ( 如图所示 ), 两人投出的篮 球都能垂直打中篮板的同一点并落入篮筐 , 不计空气阻力 , 则下列说法 中正确的是 ( B ) A.甲、乙抛出的篮球从抛出到垂直打中篮板的运动时间相等 B.甲、乙抛出的篮球初速度的大小可能相等 C.甲、乙抛出的篮球初速度的竖直分量大小相等 D.甲、乙抛出的篮球垂直打中篮板时的速度相等 解析 : 该投篮过程可以看做是平抛运动的逆过程 , 根据平抛运动的规律 , 甲抛出的篮球下落的高度大 , 所以甲抛出的篮球在空中运动的时间长 , 选项 A 错误 ; 在水平方向篮球做匀速直线运动 , 甲抛出的篮球的水平位 移小, 但时间更长 , 所以甲抛出的篮球垂直打中篮板时速度要小 , 选项 D 错误 ; 在竖直方向 vy= , 所以甲抛出的篮球初速度的竖直分量要大 , 选 项 C 错 误 ; 抛 出 点 的 速 度 v = , 由 于 v x 甲 < v x 乙 , 且 v y 甲 >v y 乙 , 因此甲、乙抛出的篮球初速度的大小有可能相等 , 选项 B 正确。 11.2018 年 7 月 10 日, 我国成功发射了第 32 颗北斗导航卫星 , 该卫星的 轨道半径为 36 000 km,7 月 29 日又以“一箭双星”的方式成功发射了 第 3 3 , 3 4 颗 北 斗 导 航 卫 星 , 这 两 颗 卫 星 的 轨 道 半 径 均 为 21 500 km 。下列说法正确的是 ( C ) A.这三颗卫星的发射速度均小于 7.9 km/s B.第 32 颗卫星在轨道上运行时的速率比第 33 颗的大 C.第 32 颗卫星与第 33 颗卫星加速度大小之比为（ ） 2 D.第 32 颗卫星与第 33 颗卫星的运动周期之比为（ ） 解析 :7.9 km/s 是卫星的最小发射速度 , 故 A错误 ; 根据万有引力提供向 心力 G =m , 解得 v= , 因为第 32 颗卫星的轨道半径比第 33 颗的大 , 所以第 32 颗卫星在轨道上运行时的速率比第 33 颗的小 , 故 B 错误 ; 根 据万有引力提供向心力 G =ma,解得 a=G , 由此可知第 32 颗卫星与第 33 颗卫星加速度大小之比为 ( ) 2, 故 C 正确 ; 根据万有引力提供向心力 G =m r, 解得 T= , 第 32 颗卫星与第 33 颗卫星的运动周期之比为 ( ) , 故 D错误。 12. 物体以一定的初速度匀减速冲上固定的光滑斜面 , 到达斜面最高点 C时速度恰好为零 , 如图所示 , 已知物体运动到斜面长度处的 B 点时 , 所 用时间为 t, 则物体从 B滑到 C所用的时间是 ( B ) A.2t B.t C. D. 无法确定 解析 : 物体向上做匀减速运动 , 相当于从静止向下做匀加速运动 , 根据 x=at 2 得 t= , 因为 CB与 CA的位移之比为 1∶4, 则经过 CB与 CA的时 间之比为 1∶2, 所以经过 CB与 BA的时间之比为 1∶1, 则物体从 B运动 到 C的时间 t BC=t,B 正确。 13. 一辆汽车紧急刹车 , 立即做匀减速直线运动 , 最后停止。 已知刹车的 位移和从刹车到停止的时间 , 请根据所学的物理知识判断下列说法正 确的是 ( D ) A.仅可以算出汽车的加速度 B.仅可以算出汽车刚刹车时的速度 C.仅可以算出汽车全程的平均速度 D.可以算出汽车的加速度、刚刹车时的速度及全程的平均速度 解析 : 利用“逆向推理法” , 把汽车的运动看成逆向的初速度为零的匀 加速直线运动 , 刹车的位移 x=at 2, 由此可以算出汽车的加速度 a, 由 v=at 可以算出汽车刚刹车时的速度 , 则全程的平均速度 = =。 14. 物体从某高处做自由落体运动 , 以地面为重力势能零势能面 , 下列 所示图象中 , 能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是 ( B ) 解析 : 设物体开始下落时的重力势能为 Ep0, 物体下落高度 h 过程中重力 势能减少量 Δ Ep=mgh,故物体下落高度 h 时的重力势能 Ep=Ep0- Δ Ep=Ep0-mgh, 即 Eph 图象为倾斜直线 ,B 正确。 15.1 kW·h 电能可以做很多事。请估算 1 kW·h 的电能全部用来托起 一位普通高中生 , 使他提升的高度最接近 ( D ) A.2 m B.20 m C.700 m D.7 000 m 解析 : 高中生的质量约为 50 kg, 而 E 电 =1 kW·h=3.6×106 J; 由能量守 恒可得 E 电 =mgh,解得 h= =7 200 m, 最接近 7 000 m, 故选项 D正确。 16. 如图所示是“巴罗轮”的示意图 , 下边缘浸入水银槽中的铝盘置于 蹄形磁铁的磁场中 , 可绕转轴转动 , 当转轴、水银槽分别与电源的正负 极相连时 , 铝盘开始转动。下列说法中不正确的是 ( A ) A.铝盘绕顺时针方向转动 B.只改变磁场方向 , 铝盘的转动方向改变 C.只改变电流方向 , 铝盘的转动方向改变 D.同时改变磁场方向与电流方向 , 铝盘的转动方向不变 解析 : 根据电路中正负极可知 , 电流从铝盘中央流向边缘 , 根据左手定 则可判断 , 在安培力作用下铝盘应该是逆时针旋转 , 选项 A错误 ; 若改变 磁场或电流方向 , 铝盘旋转方向会改变 , 选项 B,C 正确 ; 但如果同时改变 磁场、电流方向 , 则安培力方向不变 , 转动方向不变 , 选项 D正确。 17. 如图所示 , 小明玩蹦蹦杆 , 在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过 程中 , 小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 ( B ) A.重力势能增大 , 弹性势能减少 B.重力势能减少 , 弹性势能增大 C.重力势能减少 , 弹性势能减少 D.重力势能不变 , 弹性势能增大 解析 : 在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中 , 弹簧的形变越来越 大, 弹簧的弹性势能越来越大 ; 在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过 程中 , 小明的质量不变 , 高度减小 , 重力势能减少 , 故选项 B正确。 18. 自从无人机这个新事物出现以后 , 针对其干涉隐私、干扰航空安全 等的报道就不断 , 国内某公司研制了新型的反无人机仪器——“未来 盾”, 据悉该反制系统能够有效实施无人机反制。 如图表是反制系统 “未 来盾”的各项参数 , 则 ( A ) A.反制系统正常工作时的电流为 0.062 5 A B.反制系统电池容量为 3.75 kW·h C.反制系统的总电阻为 384 Ω D.以上说法均不正确 解析 : 根据参数可知 , 反制系统正常工作时的电流 I= = A=0.062 5 A, 选 项 A 正 确 ; 反 制 系 统 在 电 池 的 工 作 时 间 内 的 能 量 是 W=Pt=1.5×10-3 ×2.5 kW·h=3.75 ×10-3 kW·h, 选项 B 错误 ; 根据欧姆 定律求得 R= = Ω=384 Ω, 但是反制系统并不是纯电阻电路 , 所以 无法通过欧姆定律计算其阻值 , 选项 C,D 错误。 非选择题部分 二、非选择题 ( 本题共 5 小题, 共 34 分) 19.(6 分) 做“探究求合力的方法”实验。 (1) 现有如图甲所示的器材 , 小李同学认为仪器有短缺 , 还需要的测量 仪器是图乙中的 ( 填对应字母 ) 。 (2) 如图丙所示 , 其中 A 为固定橡皮筋的图钉 ,O 为橡皮筋与细绳的结 点 ,OB 和 OC为细绳。关于此实验 , 下列操作要求正确的是 ( 填 选项前的字母 ) 。 A.两个分力 F1,F 2 的方向一定要垂直 B.两个分力 F1,F 2 间夹角越大越好 C.两次拉橡皮筋时 , 需将橡皮筋结点拉至同一位置 D.拉橡皮筋时 , 弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平 行 (3) 某次实验中 , 拉细绳 OB的弹簧测力计指针位置如图丁所示 , 其读数 为 N。 解析 :(1) 做“探究求合力的方法”实验需要刻度尺作力的图示。 (2) 两个分力 F1,F 2 的方向不一定要垂直 ; 两个分力 F1,F 2 间夹角合适即 可 , 但两次拉橡皮筋时 , 需将橡皮筋结点拉至同一位置。 拉橡皮筋时 , 弹 簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行。 (3) 弹簧测力计最小分度值为 0.2 N, 故其示数为 1.8 N 。 答案 :(1)C (2)CD (3)1.8 20.(6 分) 某高中的 STEM小组决定测量一个水果电池的电动势和内阻。 他们将两个金属电极锌片、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果 电池。由于电流过于微弱 , 实验小组采用微安表 , 且微安表的内阻为 2 000 Ω。 (1) 他们应该选择下面哪一个实验电路图 ( 选填“甲”或 “乙” ); (2) 按照 (1) 中选好的电路图把丙中的实物图连线补充完整 ; (3) 实物图连接好后 , 当滑动变阻器在阻值较大范围内调节时 , 电压表 示数变化不明显 , 其原因是所选用的滑动变阻器总阻值 ( 选填 “较大”或“较小” ); (4) 按要求更换滑动变阻器后 , 改变滑动变阻器连入电路的阻值 , 根据 测量数值作出如图丁所示的 U I 特性曲线 , 则该组水果电池的内阻 r= Ω( 保留两位有效数字 ) 。 解析 :(1) 由于微安表内阻已知 , 所以采用电流表测量干路电流 , 选择甲 图 ;(2) 根据电路图连接实物图 , 如图所示 ; (3) 电压表变化不明显 , 说明电流变化不明显 , 其原因是选择的滑动变 阻器总阻值较小 ;(4)U I 图线的斜率的绝对值表示水果电池的内阻与 微安表的内阻之和 , 即 r+r 微= =1.5 ×104 Ω, 又因为 r 微=2 000 Ω, 所 以电池内阻为 r=1.3 ×104 Ω。 答案 :(1) 甲 (2) 图见解析 (3) 较小 (4)1.3 ×104 21.(6 分)如图所示 , 导体棒放置于光滑的水平导轨上 , 匀强磁场磁感应 强度 B=0.5 T, 磁场方向垂直纸面向里 , 电源电动势 E=1.5 V, 内阻 r=1 Ω, 导轨间距 d=8 cm, 导体棒的横截面积 S=1.0×10-8 m2, 导体棒与水平 竖直方向夹角 α=37°。通电之后电流表读数 I=0.1 A,且导体棒保持静 止。求 : (1) 导体棒的电阻 ; (2) 导体棒的电阻率 ; (3) 导体棒所受的安培力的大小及方向。 解析 :(1) 电路中的电流 I= , 则导体棒的电阻 R= -r=( -1) Ω=14 Ω。 (2) 根据电阻定律 R=ρ, 且 L= =0.1 m, 则 ρ= = Ω·m=1.4×10-6 Ω·m。 (3) 导体棒所受的安培力大小 F=BIL=5×10-3 N; 根据左手定则 , 可以判 断安培力方向为垂直导体棒斜向右上方。 答案 :(1)14 Ω (2)1.4 ×10-6 Ω·m (3)5 ×10-3 N 方向垂直导体棒斜向右上方 22.(7 分) 一小球在空中由静止开始下落 , 与水平地面相碰后又上升到 某一高度 , 其运动的 v t 图象如图所示 , 已知小球质量为 1 kg, 整个过程 中所受的阻力大小不变 ,g 取 10 m/s 2 。求 : (1) 小球下落的加速度大小 ; (2) 小球初始位置距地面的高度 ; (3) 此过程小球克服阻力所做的功。 解析 :(1) 小球由静止开始下落 , 从题图可知下落的加速度 a= =8 m/s 2 。 (2) 下落的高度 h=at 2=×8×0.5 2 m=1 m。 (3)0.5 ～0.75 s 内小球向上反弹 , 上升的高度 h′=×(0.75-0.5) ×3 m=0.375 m 所以 0～0.75 s 内通过的路程为 s=1.375 m 由上升过程中加速度大小 a′= =12 m/s 2 可知 mg+F阻=ma′ 代入数据可得 F 阻 =2 N 整个过程中小球克服阻力所做的功为 W=F阻 s=2.75 J 。 答案 :(1)8 m/s 2 (2)1 m (3)2.75 J 23.(9 分)为了研究过山车的原理 , 某物理小组提出了下列设想 : 取一个 与水平方向夹角为 θ=60°、长为 L1=2 m的倾斜轨道 AB,通过微小圆弧 与长为 L2= m 的水平轨道 BC相连 , 然后在 C处设计一个竖直完整的光 滑圆轨道 , 出口为水平轨道上 D 处, 如图所示。现将一个小球从距 A 点 高为 h=0.9 m 的水平台面上以一定的初速度 v0水平弹出 , 到 A 点时速 度方向恰沿 AB方向 , 并沿倾斜轨道滑下。已知小球与 AB和 BC间的动 摩擦因数均为 μ= ,g 取 10 m/s 2 。求 : (1) 小球初速度 v0的大小 ; (2) 小球滑过 C点时的速率 vC; (3) 要使小球不离开轨道 , 则竖直圆弧轨道的半径 R应该满足什么条件。 解析 :(1) 小球开始时做平抛运动 , =2gh, 代入数据解得 vy= =3 m/s 因为 tan 60 °= , 所以 v0= = m/s 。 (2) 从水平抛出到 C点的过程中 , 由动能定理得 mg(h+L1sin θ)- μmgL1cos θ- μmgL2=m -m 代入数据解得 vC=3 m/s 。 (3) 小球刚刚过最高点时 , 重力提供向心力 , 则有 mg=m m =2mgR1+m , 代入数据解得 R1=1.08 m; 当小球刚能到达与圆心等高时 m =mgR2, 代入数据解得 R2=2.7 m; 当圆轨道与 AB相切时 R3=L2·tan 60 °=1.5 m 综上所述 , 要使小球不离开轨道 ,R 应该满足的条件是 0