2020届浙江大学附属中学高三物理模拟试题及答案 43页

2020 届浙江大学附属中学高三物理模拟试题及答案 浙大附中 2020 年 1 月选考模拟考 物理卷 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分，每小题给出的四个备选项中，只有 一项是符合题目要求的） 1．关于物理学的发展，下列说法正确的是（） A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言并证实电磁波的存在 B．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷 e 的电荷量 C．贝克勒尔发现天然发射现象，说明原子核也有复杂的内部结 构 D．楞次发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联 系 2．四个不同的物体甲、乙、丙、丁的运动情况分别如下图所示， 则下列描述正确的是（） A．甲在做曲线运动 B．在 0 至 t1 时间内，乙的平均速度等于甲的平均速度 C．两图像中， t2、t4 时刻分别表示乙、丁开始做反向运动 D．在 t3 时刻，丁一定在丙的前方 3．如图所示，一只半径为 R 的半球形碗倒扣在水平桌面上， 处于静止状态。 一定质量的瓢虫 (未画出 )与碗面的动摩擦因 数为 m = ，且处处相同（最大静摩擦力大小等于滑动摩擦 力，sin370=3/5，cos370=4/5），则瓢虫在离桌面高度 h 至少为多少时能停在碗上（） A． R B． R C． R D． R 19 4．如图所示，轻绳一端受到大小为 F 的水平恒力作用，另 一端通过定滑轮与质量为 m、可视为质点的小物块相连。 开始时绳与水平方向的夹角为 θ，当小物块从水平面上 的 A 点被拖动到水平面上的 B 点时，位移为 L，随后从 B 点沿斜面被拖动到定滑轮 O 处，BO 间距离也为 L，小 物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为 μ，若小物块从 A 点运动到 B 点的过程中， F 对小物块做的功为 WF，小物块在 BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为 Wf ，则以下结果 正确的是（） A．WF＝FL(2cos θ-1)B．WF＝2FLcosθ C．Wf＝μmgLcosθD．Wf＝FL－mgLsin2θ 86 ? 5．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的氡核 222?? ，该 原子核发生 α 衰变，放出一个速度为 v0、质量为 m 的 α 粒子 和一个质量为 M 的反冲核钋 (Po)，若氡核发生衰变时，释放 的能量全部转化为 α 粒子和钋核的动能 （涉及动量问题时， 亏损的质量可忽略不计） 。 以下说法正确的是（） A．衰变后 α 粒子和反冲核钋 (Po)在匀强磁场中的运动轨迹如图甲所示，小圆 表示 α 粒子 的运动轨迹 B．衰变后 α 粒子和反冲核钋 (Po)在匀强磁场中的运动轨迹如图乙所示，大圆 表示 α 粒子 的运动轨迹 C．衰变过程 α 粒子和反冲核钋 (Po)组成的系统能量守恒，动量不守恒 D．衰变过程中，质量亏损为 6．在星球 A 上将一小物块 P 竖直向上抛出， P 的速度的二次方 ?? 2 与位移 x 间的关系如图中 实线所示；在另一星球 B 上用另一小物块 Q 完成同样的过程， Q 的?? 2 - x 关系如图中虚 线所示．已知 A 的半径是 B 的半径的，若两星球均为质量均 匀分布的球体（球的体积公式为 ?? =，r 为球的半径） ，两星球上均没有空气，不考虑两星球的自转，则 （） A．A 表面的重力加速度是 B 表面的重力加速度的倍 B．A 的第一宇宙速度是 B 的第一宇宙速度的倍 C．A 的密度是 B 的密度的 9 倍 D．P l A．升降机停止前在向下运动 B．0-tl 时间内小球处于失重状态， t1-t2 时间内小球处于超重状态 C．t1-t3 时间内小球向下运动，动能先增大后减小 D．t3-t4 时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量 8．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从 A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如 图所示，小球运动的轨迹上 A、B 两点在同一水平线上， M 为轨迹的最高点，小球抛出时的 动能为 8.0J，在 M 点的动能为 6.0J，不计空气的阻力，则（） A．从 A 点运动到 M 点电势能增加 2J B．小球水平位移 x1 与 x2 的比值 1：4 C．小球落到 B 点时的动能 24J D．小球从 A 点运动到 B 点的过程中动能有可能小于 6J 二、选择题Ⅱ（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，每小题给出的四个备选项中至少有 一项是符合题目要求的，全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得 0 分） 9．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒 体，光盘上的信息通常是通 过激光束来读取的， 若激光束不是垂直入射到盘面上， 则光线在 通过透明介质层时会发 生偏折而改变行进的方向。如图所示为一束激光（黄、绿混合） 入射到光盘面上后的折 射情况．则下列说法中正确的是 ( ) A．图中光束①是黄光，光束②是绿光 B．光束①的光子动量比光束②的光子动量大 C．若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光 束①条纹宽度比光束②的宽 D．若光束①、②都能使某种金属发生光电效应，则光束①照射 下逸出的光电子的最大初动能较大 10．导体导电是导体中的自由电荷定向移动的 结果，这些可以移动的电荷又叫载流子，例 如金属导体中的载流子就是自由电子，现代 广泛应用的半导体材料可以分成两大类，一 类为 N 型半导体，它的载流子是电子；另 一类为 P 型半导体，它的载流子是 “空穴 ”，相当于带正电的粒子。如果把 某种材料制成 的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的 1、2、3、4 是霍尔元件上的 四个接线端．当开关 S1、S2 闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是 ( ) A．通过霍尔元件的磁场方向向下 B．如果该霍尔元件为 N 型半导体材料制成，则接线端 4 的电势低于接线端 2 的电势 C．如果该霍尔元件为 P 型半导体材料制成， l B 向上运动，则质点 C 不一定向下运动 B．任一时刻，如果质点 B 速度为零，则质点 C 的速度也为零 C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为 Δt D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为 Δt 12．一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动， 在圆盘上沿半径开有 一条宽度为 2 mm 的均匀狭 缝，将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分 别置于圆盘的上下两侧， 且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动， 激 光器连续向下发射激光束，在圆盘转动过程 中， 当狭缝经过激光器与传感器之间时， 传感器接收到一个激光 信号，并将其输入计算 机，经处理后画出相应图线。图 (a)为该装置示意图，图 (b)为所 接收的光信号随时间变化 的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度， 图中 Δt1＝1.0 ×10-3s，Δt2 ＝0.8 ×10-3s ,则（ ） A．t=1s 时圆盘转动的角速度为 2.5 πrad/s B．激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动 C．激光器和探测器的移动速度为 m/s D．由已知条件无法求出 Δt3 非选择题部分 三、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分） 13.(4 分)如图所示，甲同学利用图示的实验装置 “探究加速度、力和质 量的关系 ”. ①下列做法正确的是 () A．调节滑轮的高度 ,使牵引木块的细绳与长木板 保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力 时 ,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时 ,先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上的钩码改变质量时 ,不需要重新调节木板倾斜 度 ②甲、乙两同学在同一实验室 ,各取一套图示的装置放在水平桌 面上 , 木块上均不放钩码 ,在没有平衡摩擦力的情况下 ,研究加速度 a 与拉力 F 的关系 ,分别得到图中甲、乙两条直线 ,设甲、乙用的木块质量分 别 为 m 甲、 m 乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 μ 甲、 μ 乙, 由图可知 , μ 甲 μ 乙.(选填“大于 ”“小于 ”或 “等于 ”) 14.（6 分） (1)某实验小组成员在进行单摆实验过程中有如下说法，其 中正确的是 ． A．测量摆球通过最低点 100 次的时间 t，则单摆周期为 B．把单摆从平衡位置拉开 30°的摆角，并释放摆球 ,在摆球经过平衡位置的同时开始计时 C．某同学建立 T2 L 图像并利用图像的斜率求出当地的重力加速度，处理完数据后， 该同 学发现在计算摆长时误将摆球直径当成半径代入计算，即 L＝l＋d，这不影响重力加速度的 求解 D．如果把摆搬去海拔 6000 米的高原，摆的周期将变大 （2）某同学在做 “探究变压器线圈两端电压与匝数 的关系 ”实验时，用学生电源提供给图甲所示变压器 原线圈的电压为 5 V，用演示电表交流 50 V 挡测量 副线圈电压时示数如图乙所示，则变压器的原、副 线圈匝数之比可能是 ( ) A.5∶8B.5∶16 C.1∶14D.1∶8 （3）街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈 和一个副线圈， (填 写 “原线圈 ”或 “副线圈 ”)应该使用较粗的导线 . 15.（8 分）某物理兴趣小组对两节电池并联后等效电源的电动势和内阻 进行研究如下：将一 节电池 A 和另一节电池 B 并联后， 接入如图甲所示的测量电路， 将虚线框内部看成一个等 效的电源，移动滑动变阻器，测得若干组数据后在图乙中描点。 U/V 0.89 l A．这使得图乙中的 U 没有测准， U 偏大 B．这使得图乙中的 U 没有测准， U 偏小 C．这使得图乙中的 I 没有测准， I 偏大 D．这使得图乙中的 I 没有测准， I 偏小 （3）根据表中数据在图乙中作出等效电源的 U-I 图像，从而得到等效电源的电动势为 ，内阻为 .（均保留三位有效数字） 16. (12 分)如图所示，某工地要把质量为 m1=30kg 的货物（可视为质点） 从高处运送至地面，为避免货物与地面发 生撞击，现利用固定于地面的四分之一光滑圆轨道， 使货物从圆轨道 顶 端无初速滑下，轨道半径 R=1.8m，地面上紧靠圆轨道依次排放三个完全相同的木板 A、B、 C，长度均为 L=2m，质量均为 m2=20kg，木板上表面与圆轨道末端相切。货物与木板间的 动摩擦因数为 m 1，木板与地面间的动摩擦因数 m 2=0.3（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相 等，取 g=10 m/s2） （1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力； （2）若货物滑上木板 A 时，木板不动，而滑上木板 B 时，木板 B 和 C 开始滑动，求 m 1 应 满足的条件； （3）若 m 1=0.8，求货物滑到木板 A 右端时的速度大小。 17. (14 分)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 MN 、PQ 间距 l=1m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30o角。杆 1、杆 2 是两根用细线连接的金属杆 ,分别垂 直导轨放置，每杆两端都与导轨始终接触良好，其质量分别为 m1=0.1kg 和 m2=0.2kg，两杆 的总电阻 R=3Ω，两杆在沿导轨向上的外力 F 作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度 B=1T 的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。在 t=0 时刻将细线烧断，保持 F 不变，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）细线烧断瞬间，杆 1 的加速度 a1 的大小； （2）细线烧断后，两杆最大速度 v1、v2 的大小； （3）两杆刚达到最大速度时，杆 1 上滑了 0.8 米，则从 t=0 时刻起到此刻用了多长时间？ （4）在（ 3）题情景中，电路产生的焦耳热。 M B1 2FP N 30o Q 18. (16 分)如图所示为某种离子加速器的设计方案：两个半圆形金属盒 内存在相同的垂直于 纸面向外的匀强磁场，其中 MN 和 M￠N￠ 是 间距为 h 的两平行极板，其上分别有正对的两个 小孔 O 和 O￠ ，O￠N￠=ON=d ，P 为靶点， O￠P=kd（ k 为大于 1 的整数）。极板间存在方向向上 的匀强电场，两极板间电压为 U ，质量为 m 、带电量为 q 的正离子从 O 点由静止开始加速，经 O￠ 进入磁场区域，当离子打到极板上 O￠N￠ 区域（含 N￠ 点）或外壳上时将会被吸收。两虚 线之间的区域无电场和磁场存在， 离子可匀速穿过， 忽略相对论 效应和离子所受的重力。求： （1）离子经过电场仅加速一次后能打到 P 点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到 P 点的磁感应强度的所有可能值； （3）打到 P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时 间和在电场中运动的时间。 1C 2B 3B 4A 5B 6B 7C 8D 9 BD 10AC 11AD 12ABC 13(1)AD (2)大于 14(1)CD (2) C (3) 副线圈 15 (1)较小 (2) D (3) 1.45-1.55 2.60-2.80 16(12 分)解析： （1）设货物滑到圆轨道末端是的速度为 ，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律 得，①，设货物在轨道末端所受支持力的大小为 , 根据牛顿第 二定律得，② 联立①②式代入数据得 =900N 根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道 的压力大小为 900N，方向竖直向 下。 （2）若滑上木板 A 时，木板丌动，由受力分析得 ③，若滑上木板 B 时，木板 B 开始滑动，由受力分析得 ④，联立③④式代入数据得 ⑤ （3）当 时，由⑤式可知，货物在木板 A 上滑动时，木板丌动。设货物在木 板 A 上做匀减速运动时的加速度大小为 ，由牛顿第二定律得 ⑥，设货物滑到木板 A 右端时速度为 ，由运动学公式得 ⑦，联立①⑥⑦式代入数据得 2 2qUm B qkd = 2 2nqUm B qkd = 2 ( 1,2,3, , 1) n k = - 2 2 (2 3) = 2 2 ( 1) k mkd t qum k - p - 磁 2 2( 1) = k m t h qU - 电 1 2 2 qU mv = 2qU v m = 2 17(14 分)解析： 1）细线烧断瞬间： ?? = ??1 + ??2 ????????30° 棒 1：?? - ??1????????30°= ??1??1 ，解得： ??1 =10m/??2 2)细线烧断前： ?? = ??1 + ??2 ????????30° 细线烧断后： ??安 1 = ??安 2,方向相反，由系统动量守恒得： ??1??1 = ??2??2，两棒同时达到最大速度，之后做匀速直线运动 . 对棒 2：??2????????30°= ??????,?? = ??????1+??????2 ?? 解得： ??1 = 2m/s, ??2 = 1m/s 3)由系统动量守恒得 ??1??1 = ??2??2 则 ??1??1 = ??2??2 即??2 = 0.4m 设所求时间为 t,对棒 2 由动量定理得： ??2????????30°? ?? - ?????? ? ?? = ??2??2-0 ???? = ????? ?? = ??????? ????? ?? = ????(??1+??2) ?? 解得： t=0.6s 4)由能量守恒得： ????1 + ??2????????30°? ??2 l m r = 2 kd r = 2 2qUm B qkd = N￠ 1 2 2 n nqU mv = 2n n n v qv B m r =2 n kd r = 2 2nqUm B qkd = 1 2d r > 21 12 qU mv = 21 1 1 v qv B m r = 2 n k 2 n k = -1 2 2nqUm B qkd = 2 ( 1,2,3, , 1) n k = - 2 n k = -1 2 2 r m T v qB p p = = 2 2 (2 3) =( 1) 2 2 2 ( 1) T k mkd t n T qum k - p - + = - 磁 3 磁场中做匀速圆周运动，刚好打在 P 点，轨迹为半圆，由几何关系可知 联立解得 （2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小， 圆周运动半径较小，丌 能直接打在 P 点，而做圆周运动到达 右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到 O 点重新加速，直到打在 P 点。设共加速了 n 次，有： 且 解得： ，要求离子第一次加速后丌能打在板上，有 ，且 ，解得： 故加速次数 n 为正整数最大取 即（3）加速次数最多的离子速度最大，取 ，离子在磁场中做 n-1 个完整的匀 速圆周运动和半个圆周打到 P 点。 由匀速圆周运动 2 2 1 ( 1) 2 k h at - = 电 qU a mh = 2 2( 1) = k m