2019-2020学年浙江省高中物理学业水平考试模拟试题(三)解析版 18页

- 1 - 高中物理学业水平考试模拟试卷 ( 三 ) ( 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。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. 在物理学建立、 发展的过程中 , 许多物理学家的科学发现推动了人类 历史的进步 , 关于科学家和他们的贡献 , 下列说法正确的是 ( C ) A. 古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定 , 牛 顿在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断 , 使亚里士多德的理论 陷入了困境 B. 德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究 , 得出了万有引力定律 C.伽利略开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法 D.库仑发现了库仑定律 , 并且进一步提出了“电场”的概念 解析 : 亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的重量决定 , 伽利略在 他的《两种新科学的对话》中利用逻辑判断 , 使亚里士多德的理论陷入 了困境 , 故 A 错误 ; 开普勒在分析第谷的数据基础上提出开普勒行星运 动定律 , 但没有得出万有引力定律 , 故 B错误 ; 伽利略开创了科学实验和 逻辑推理相结合的重要科学研究方法 , 选项 C 正确 ; 库仑发现了库仑定 律, 但是“电场”的概念是由法拉第提出的 , 选项 D错误。 2. 通常 , 我们认为兔子比乌龟“跑得快” 。而在“森林动物运动会”的 龟兔赛跑中 , 由于兔子麻痹轻敌 , 中途睡了一觉 , 裁判员判定最先到达 - 2 - 终点的乌龟“跑得快” 。这前后两个“跑得快”分别是指 ( B ) A.前者是平均速度 , 后者是瞬时速度 B.前者是瞬时速度 , 后者是平均速度 C.前后两者都是指平均速度 D.前后两者都是指瞬时速度 解析 : 通常我们认为兔子比乌龟跑得快 , 是指它的瞬时速度 , 而“裁判 员”判定乌龟跑得快 , 是指它的平均速度。 3. 下列说法正确的是 ( C ) A.物体的加速度不变 , 其运动状态一定不变 B.体积、质量很大的物体一定不能看成质点 C.1 N/kg=1 m/s 2 D.“米”“秒” “牛顿”都属于国际单位制的基本单位 解析 : 速度是描述物体运动状态的物理量 , 物体的加速度不变 , 则其速 度一定是变化的 , 所以物体的运动状态一定改变 , 故 A错误 ; 体积、 质量 很大的物体在一定的条件下能看成质点 , 如描述地球绕太阳的公转时 , 地球可以看成质点 , 故 B 错误 ;1 N/kg= =1 m/s 2, 故 C 正确 ; 米、秒 都是国际单位制的基本单位 , 牛顿是导出单位 , 故 D错误。 4. 下列说法正确的是 ( C ) A.甲图是高速上的指示牌 , 上面的“ 77 km”“100 km”指的是位移 - 3 - B.乙图是高速上的指示牌 , 上面的“ 120”“100”指的是平均速度 C.丙图是汽车上的时速表 , 上面的“ 72”指的是瞬时速度的大小 D.丁图是导航中的信息 , 上面的“ 26 分钟”“27 分钟”指的是时刻 解析 : 甲图中高速指示牌上显示的是路程 , 选项 A错误 ; 乙图中显示的速 度为瞬时速度 , 选项 B错误 ; 汽车上的时速表显示的速度是瞬时速度 , 选 项 C正确 ; 导航中显示的时间为估算的运动时间 , 选项 D错误。 5. 如图所示 , 某一选手将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬 挂的靶盘 , 结果飞镖打在靶心的正下方。 忽略飞镖运动过程中所受空气 阻力 , 在其他条件不变的情况下 , 为使飞镖命中靶心 , 他在下次投掷时 应该 ( D ) A.换用质量稍大些的飞镖 B.适当减小投飞镖的高度 C.到稍远些的地方投飞镖 D.适当增大飞镖投出时的初速度 解析 : 根据平抛运动的规律 , 有 h=gt 2,x=v 0t, 化简可得 x=v0 。由此可 知飞镖质量的大小不会影响投掷结果 , 选项 A 错误 ; 在其他条件不变的 情况下 , 减小投掷高度时 , 飞行的水平位移减小 , 选项 B 错误 ; 在其他条 件不变的情况下 , 增加水平位移 , 则飞镖下落的高度变大 , 因此飞镖将 离靶心越远 , 选项 C错误 ; 增大投掷初速度时 , 在水平位移不变的前提下 , 下落高度会减小 , 因此有可能命中靶心 , 选项 D正确。 - 4 - 6. 如图所示是姚明在比赛中的一张照片 , 记者给出的标题是 “姚明对球 施魔力” , 下面是几位同学关于照片中篮球的说法 , 其中正确的是 ( 空气 阻力忽略不计 )( A ) A.球只受到重力的作用 B.球只受到一个沿运动方向的力的作用 C.球此时此刻不受任何外力的作用 D.球受到姚明的一个力和重力的共同作用 7. 下列物理量中属于矢量 , 而且其表达式是采用比值法定义的是 ( D ) A.加速度 a= B.电流强度 I= C.电容 C= D.电场强度 E= 解析 : 所谓比值定义法 , 就是用两个量的比值定义一个新的物理量 , 而 新的物理量与原来两个量又无关。加速度 a= 是牛顿第二定律表达式 , 说明加速度 a 与外力 F 成正比 , 与质量 m成反比 , 不符合比值定义法的 共性 , 故 A 错误 ; 电流强度的定义式是 I=, 表达式 I= 是欧姆定律 , 反映 了电流与导体两端电压 U 与电阻 R 的关系 , 不符合比值定义法的共性 , 故 B错误 ; 电容的定义是所带电荷量与板间电势差的比值 , 故 C= 是采用 - 5 - 比值法定义的 , 但电容 C不是矢量 , 故 C错误 ; 电场强度等于电场力与探 试电荷的电荷量的比值 , 采用的是比值定义法 , 且电场强度 E是矢量 , 故 D正确。 8. 甲班级与乙班级进行拔河比赛 , 最终甲班级获胜。 对这个过程中作用 于双方的力的关系 , 正确的说法是 ( B ) A.甲班级拉乙班级的力一定大于乙班级拉甲班级的力 B.甲、乙班级之间的作用力是一对作用力和反作用力 C.只有在相持阶段 , 甲班级拉乙班级的力与乙班级拉甲班级的力大小 才相等 D.只有在甲班级拉动乙班级过程中 , 甲班级拉乙班级的力才比乙班级 拉甲班级的力大 解析 : 甲班级拉乙班级的力与乙班级拉甲班级的力 , 是一对作用力与反 作用力 , 大小相等 , 故 A 错误 ,B 正确 ; 不论任何时候 , 作用力和反作用力 均是大小相等、方向相反的 , 故 C,D错误。 9. 如图所示 , 斜面体 M静止在水平面上 , 滑块 m恰能沿斜面自由匀速下 滑, 现在滑块上加一竖直向下的恒力 F, 则与未施加恒力 F 时相比 , 下列 说法错误的是 ( D ) A.m和 M间的压力变大 B.m和 M间的摩擦力变大 C.水平面对 M的支持力变大 - 6 - D.M和水平面间的摩擦力变大 解析 : 未施加力 F 之前,m 能够在 M斜面上匀速下滑 , 即μ=tan θ。现施 加一个竖直向下的恒力 F, 则物体依然能够匀速下滑。根据整体法可以 判断, 水平面对 M的支持力由 (M+m)g变为 (M+m)g+F,水平方向依然没有 摩擦力 , 摩擦力保持不变 , 选项 C正确 ,D 错误。对 m的受力分析如图所 示, 根据平衡条件可知 , 施加力 F 之后 ,m,M 之间的压力变大 , 滑动摩擦 力也变大 , 选项 A,B 正确。 10. 静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运 动,t=4 s 时停下 , 其 v-t 图象如图所示 , 已知物块与水平面间的动摩擦 因数处处相同 , 则下列判断正确的是 ( A ) A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B.整个过程中拉力做的功等于零 C.t=2 s 时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D.t=1 s 到 t=3 s 这段时间内拉力不做功 解析 : 对物块运动全过程应用动能定理得 WF-Wf =0, 故 A 正确 ,B 错误 ; 物 块在加速运动过程中受到的拉力最大 , 故 t=1 s 时拉力的瞬时功率为整 个过程中拉力功率的最大值 ,C 错误 ;t=1 s 到 t=3 s 这段时间内 , 拉力 与摩擦力平衡 , 拉力做正功 ,D 错误。 - 7 - 11. 如图为“探究自由落体运动规律”实验过程中拍摄的频闪照片 , 从 照片中的刻度尺上可读出小球下落的距离 , 为了根据照片测得当地重 力加速度值 , 还需要记录的是 ( C ) A.小球的直径 B.小球的质量 C.频闪光源的频率 D.小球初速度为零的位置 解析 : 根据 h=gt 2, 要求重力加速度 g 值, 必须要知道时间 t, 故还需要记 录频闪光源的频率。 12. 如图所示 , 演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一个鸡蛋抛 出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 ( A ) A.0.3 J B.3 J C.30 J D.300 J 解析 : 根据生活常识 ,20 个鸡蛋大约为 1 kg, 表演者抛出的高度按 0.5 m 计算 , 则抛出过程中对鸡蛋做的功为 W=mgh= ×10×0.5 J =0.25 J, 选项 A正确。 13. 某同学在学习了运动学知识后 , 绘出了一个沿直线运动的物体的加 - 8 - 速度 a、速度 v、位移 x 随时间 t 变化的图象 , 如图所示。 若物体在 t=0 时刻 , 初速度为 零 , 则下 列图象中 表示物 体沿单一 方向运 动的是 ( C ) 解析 : 唯有 C中物体经历的是先加速向前 , 再减速向前的单一方向 运动。 14. 如图所示 , 超市为了方便顾客上楼安装了智能化的自动扶梯 ( 无台 阶 ) 。为了节约能源 , 在没有顾客乘行时 , 自动扶梯以较小的速度匀速运 行, 当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。 则电梯 在运送顾客上楼的整个过程中 ( A ) A.顾客始终受摩擦力作用 B.摩擦力对顾客先做正功后不做功 C.顾客对扶梯的作用力始终竖直向下 D.顾客的机械能先增大后保持不变 解析 : 由于顾客的重力沿斜面向下分力的作用 , 顾客始终受摩擦力作用 , 且摩擦力始终做正功 , 顾客的机械能始终增大 , 选项 A 正确 ,B,D 错误 ; 只有在自动扶梯匀速运动阶段时 , 顾客对扶梯的作用力方向竖直向下 , 选项 C错误。 15.2018 年 10 月 25 日, “海洋二号 B”卫星在太原卫星发射中心成功 - 9 - 发射 , 它在地球上方约 500 km高度的轨道上运行 , 由于轨道经过地球两 极上空 , 所以该卫星又称为极地轨道卫星。下列说法中正确的是 ( A ) A.海洋二号 B的轨道平面与地球同步卫星轨道平面垂直 B.海洋二号 B绕地球运动的周期可能为 24 h C.海洋二号 B的动能一定大于地球同步卫星的动能 D.海洋二号 B 绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球 绕太阳运动的半径的三次方与周期二次方的比 解析 : 海洋二号 B 经过地球两极上空 , 而地球的同步卫星轨道在地球赤 道平面内 , 所以两轨道平面相互垂直 , 故 A正确 ; 海洋二号 B的高度小于 地球同步卫星的高度 , 由 G =m 可知 , 半径越小 , 周期越小 , 所以海洋 二号 B 的周期小于地球同步卫星的周期 , 即小于 24 h, 故 B 错误 ; 由 G =m , 得 v= , 所以卫星的轨道半径越大 , 速度越小 , 由于两卫星的 质量关系未知 , 所以无法比较两者的动能 , 故 C错误 ; 轨道半径的三次方 与周期二次方的比值与中心天体有关 , 由于海洋二号 B 绕地球转动 , 而 地球绕太阳转动 , 所以两者的比值不同 , 故 D错误。 16. 如图所示 , 金属棒 MN两端由等长的轻质细线水平悬挂 , 处于竖直向 上的匀强磁场中 , 棒中通以由 M向 N 的电流 , 平衡时两悬线与竖直方向 夹角均为θ , 如果仅改变下列某一个条件 , θ角的相应变化情况是 ( A ) - 10 - A.棒中的电流变大 , θ角变大 B. 两悬线等长变短 , θ角变小 C.金属棒质量变大 , θ角变大 D.磁感应强度变大 , θ角变小 解析 : 选金属棒 MN为研究对象 , 根据平衡条件及三角形知识可得 tan θ= , 所以当棒中的电流 I 、磁感应强度 B变大时 , θ角变大 , 选项 A 正 确,D 错误 ; 当金属棒质量 m变大时 , θ角变小 ,C 错误 ; θ角的大小与悬 线长无关 ,B 错误。 17. 如图甲所示 , 在水平地面上的磁体上方 , 小辉提着挂在弹簧测力计 上的小磁体 ( 下部 N 极 ), 向右缓慢移动 , 沿图示水平路线从 A 缓慢移到 B。则图乙中能反映弹簧测力计示数 F 随位置变化的是 ( C ) 解析 : 条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱 , 且同名磁极相互排斥 , 异名磁极相互吸引 , 当挂着的小磁体向右移动时 , 相互吸引力逐渐减小 , 而过了大磁体中点后 , 相互排斥力逐渐增大 , 故可以得出弹簧测力计的 示数从 A端到 B端是逐渐变小的 , 选项 C正确。 - 11 - 18. 如图所示 , 一小物块被夹子夹紧 , 夹子通过轻绳悬挂在小环上 , 小环 套在水平光滑细杆上 , 物块质量为 M,到小环的距离为 L, 其两侧面与夹 子间的最大静摩擦力均为 F。小环和物块以速度 v 向右匀速运动 , 小环 碰到杆上的钉子 P 后立刻停止 , 物块向上摆动。整个过程中 , 物块在夹 子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计 , 重力加速度为 g。下列说法 正确的是 ( D ) A.物块向右匀速运动时 , 绳中的张力等于 2F B.小环碰到钉子 P时 , 绳中的张力大于 2F C.物块上升的最大高度为 D.速度 v 不能超过 解析 : 物块向右匀速运动时 , 绳中的张力等于物块的重力 Mg,因为 2F 为 物块与夹子间的最大静摩擦力 , 当物块向上摆动做圆周运动时 , 静摩擦 力大于 Mg,说明物块做匀速运动时所受的静摩擦力小于 2F,A 项错误 ; 当小球碰到钉子 P 时 , 由于不计夹子的质量 , 因此绳中的张力等于夹子 与物块间的静摩擦力 , 即小于或等于 2F,B 项错误 ; 如果物块上升的最大 高度不超过细杆 , 则根据机械能守恒可知 ,Mgh=Mv2, 即上升的最大高度 h= ,C 项错误 ; 当物块向上摆动的瞬时 , 如果物块与夹子间的静摩擦力 刚好为 2F, 此时的速度 v 是最大速度 , 则 2F-Mg=M, 解得 v= ,D 项 - 12 - 正确。 非选择题部分 二、非选择题 ( 本题共 5 小题, 共 34 分) 19.(6 分) 如图所示 , 甲、 乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电 流 I 的关系图象 , 下列说法中正确的是 AC。 A.路端电压都为 U0 时 , 它们的外电阻相等 B.电流都是 I 0 时 , 两电源的内电压相等 C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 解析 : 由 U0=I 0R知 , 路端电压为 U0 时甲、乙的外电阻相等 , 选项 A 正确 ; 根据 U-I 图象 ,k 甲 >k 乙则 r 甲 >r 乙 , 选项 D错误 ; 内电压 Ur =Ir, 当电流为 I 0 时 , 显然 Ur 甲 >Ur 乙 , 选项 B错误 ; 从图线与纵轴的截距可知 E甲 >E乙, 选项 C正确。 20.(6 分) 为探究小灯泡的电流 I 和电压 U的关系 , 即用伏安法描绘这个 灯泡的 I U图线 , 一物理实验小组对小灯泡两端的电压 U和电流 I 进行 了测量 , 实验所使用的小灯泡规格为“ 2.8 V 0.8 W”, 具体实验情况 如下: (1) 实验器材进行了部分连接 , 请连接完整 . - 13 - (2) 开关闭合前滑动变阻器的滑片应在变阻器的 ( 选填“左端” 或“右端” ) 。 (3) 通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 , 由图线可求得此 灯泡正常工作的电阻为 Ω。 解析 :(1) 描绘小灯泡的伏安特性曲线时 , 电压要求从 0 开始变化 , 故滑 动变阻器采用分压式接法 , 实验器材连接如图所示。 (2) 为了保护小灯泡及电表 , 开关闭合前 , 滑动变阻器的滑片应在变阻 器的左端。 (3) 当小灯泡正常工作时 , 其两端的电压为 2.8 V, 通过图线可以发现 , 此时通过小灯泡的电流为 0.28 A, 所以灯泡在正常工作时的电阻为 R= = Ω=10 Ω。 答案 :(1) 见解析图 (2) 左端 (3)10 - 14 - 21.(6 分)如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂 下面挂一个矩形线圈 , 宽为 L, 共 N 匝 , 线圈的下部悬在匀强磁场中 , 磁 场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流 I( 方向如图所示 ), 在天平两边 加上质量分别为 m1,m2 的砝码时 , 天平平衡 ; 当电流反向 ( 大小不变 ) 时 , 右边再加上质量为 m的砝码后 , 天平又重新平衡。求 : (1) 线圈所受安培力的大小 ; (2) 磁感应强度的方向 ; (3) 磁感应强度的大小。 解析 :(1) 因为电流反向时 , 右边再加砝码才能重新平衡 , 所以此时安培 力竖直向上。 电流反向时 , 右侧的安培力变化为 2F 安 , 由平衡条件可知 2F 安 =mg, 即线圈所受安培力的大小 F 安 =mg。 (2) 由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里 , 即磁感应强度的方向垂 直于纸面向里。 (3) 又由安培力公式可知 F 安 =NBIL, 即得磁感应强度的大小为 B= 。 答案 :(1) mg (2) 垂直于纸面向里 - 15 - (3) 22.(7 分) 航空模型兴趣小组设计出一架遥控飞行器 , 它的质量 m=2 kg, 动力系统提供的竖直向上的升力恒为 F=28 N。试飞时 , 飞行器从地面由 静止开始竖直上升。 第一次试飞 , 飞行器飞行 t 1=8 s 时到达高度 H=64 m。 设飞行器飞行时所受阻力大小不变 , 重力加速度 g 取 10 m/s 2。 (1) 求飞行器所受阻力 Ff 的大小 ; (2) 第二次试飞 , 飞行器飞行 t 2=6 s 时动力系统出现故障 , 升力立即失 去。求飞行器飞离地面的最大高度 h。 解析 :(1) 第一次飞行中 , 设加速度为 a 则有 H=a 得 a=2 m/s 2 由牛顿第二定律得 F-mg-Ff =ma 解得 Ff =4 N。 (2) 第二次飞行中 , 设失去升力时的速度为 v, 上升的高度为 h1, 则有 h1=a , v=at 2 设失去升力后的加速度为 a′, 上升的高度为 h2 由牛顿第二定律得 mg+Ff =ma′ 且有 v2=2a′h2 解得 h=h1+h2=42 m。 答案 :(1)4 N (2)42 m 23.(9 分) 如图所示 , 水平实验台表面光滑 , 其末端 AB 段表面粗糙且可 伸缩 ,AB 总长度为 2 m,动摩擦因数μ 1=0.2 。弹簧左端与实验平台固定 , - 16 - 右端有一可视为质点 , 质量为 2 kg( 未与弹簧固定连接 ) 的小球。 弹簧压 缩量不同时 , 则将弹出去的速度不同。 光滑圆弧轨道固定在地面并与一 段动摩擦因数μ 2=0.4 的粗糙水平地面无缝连接。 实验平台距地面高度 h=0.53 m,BC 两点水平距离 xBC=0.9 m, 圆弧半径 R=0.4 m, ∠COD=37°, 已知 sin 37 °=0.6,cos 37 °=0.8 。 (1) 轨道末端 AB段不缩短 , 某次压缩弹簧后将小球弹出 , 小球落在 C 点 后进入圆弧轨道 , 求该次弹簧静止释放时的弹性势能。 (2) 在上一问中 , 当小球进入圆弧轨道 , 沿着圆弧轨道运动后能在 DE 上 继续滑行 2 m, 求在接触圆弧轨道时损失的机械能。 (3) 通过调整弹簧压缩量 , 并将 AB 段缩短 , 小球弹出后恰好无碰撞从 C 点进入圆弧轨道 , 求小球从平台飞出的初速度大小以及 AB 段缩短的距 离。 解析 : 根据题意 ,C 点到地面高度 hC=R-Rcos 37°=0.08 m 小球从 B点飞出后做平抛运动 , 根据平抛运动规律 , 有 h-h C=gt 2, xBC=vBt, 联立解得 t=0.3 s,v B=3 m/s 根据能量守恒定律可知 - 17 - Ep=μ1mgLAB+m =17 J 。 (2) 小球在 DE阶段做匀减速直线运动 , 有 a= =μ2g=4 m/s 2, 根据匀变速直线运动规律 , 有 - =-2ax DE 解得 vD=4 m/s 设小球从 C沿着光滑圆弧轨道下滑的初速度为 vC′, 则根据机械能守恒定律 , 有 mvC′2+mghC=m 解得 vC′= m/s 而根据小球从 B点飞出后做平抛运动 , 求得小球到达 C点的速度 vC= =3 m/s, 说 明 小 球 在 接 触 圆 弧 轨 道 时 有 机 械 能 损 失 , 损 失 的 机 械 能 Δ E=m -mvC′ 2=3.6 J 。 (3) 小球弹出后恰好无碰撞从 C 点进入圆弧轨道 , 说明小球落到 C点时 的速度方向正好沿着该点圆弧轨道的切线 , 设∠COD为α, 则 tan α= 由于高度没变 , 所以 vy′=gt=3 m/s, 且α=37°, 则 v0′= =4 m/s, 对应的水平位移为 - 18 - x′=v0′t=1.2 m, 所以 AB段缩短的距离 Δx=x′-x BC=0.3 m 。 答案 :(1)17 J (2)3.6 J (3)4 m/s 0.3 m