浙江省杭州高级中学2020届高三下学期5月模拟考试物理试题 Word版含解析 25页

- 1 - 杭高 2019 学年第二学期高三 5 月学科测试 （物理） 一、选择题Ⅰ(本题共 13 小题，每小题 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.用比值法定义物理量是物理学中一种重要的思想方法，下列物理量的表达式不属于用比值 法定义的是（ ） A. Fa m  B. FB IL  C. t    D. WP t 【答案】A 【解析】 【详解】A.加速度   va t 是比值定义的，但是加速度 Fa m  是牛顿第二定律得到的，不属于 比值定义的，故选项 A 符合题意； B.磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中导线长度和电流的大小无关，磁感应强 度 FB IL  采用的是比值定义法，故选项 B 不符合题意； C.运动物体与圆心连线所转过的角位移  和所对应的时间 t 之比称为角速度，角速度 t    采用的是比值定义法，故选项 C 不符合题意； D.功率 P 与W 和时间无关，知功率 WP t 采用的是比值定义法，故选项 D 不符合题意． 2.甲、乙两车在平直公路上行驶，其位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 0~4s 内，甲车做曲线运动，乙车做直线运动 B. 2 s 末，甲，乙两车相遇 C. 2 s 末，甲车的速度小于乙车的速度 D. 0~4s 内，甲、乙两车的平均速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A.位移-时间图像只能表示直线运动的规律，知 0 4 s～ 内，甲、乙两车均做直线运动， - 2 - 故 A 错误； B.2s 末，两车到达同一位置，恰好相遇，故 B 正确； C.根据位移-时间图像中图线上某点切线的斜率表示速度可知，2s 末，甲车的速度大于乙车的 速度，故 C 错误； D. 0~4s 内，两车的位移大小均为 20m，由平均速度的定义可知，甲、乙两车的平均速度大小 相等，但方向不同，故 D 错误。 故选：B。 3.游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量相等的 8 位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直 平面内逆时针匀速转动，某时刻甲正好在最高点，乙处于最低点．则此时甲与乙 A. 线速度相同 B. 加速度相同 C. 所受合外力大小相等 D. “摩天轮”对他们作用力大小相等 【答案】C 【解析】 A、由于“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，所以线速度大小相同，甲线速度方向向左， 乙线速度方向向右，故 A 错误； B、根据 2va r  可知，加速度大小相同，甲加速度方向竖直向下，乙加速度方向竖直向上，故 B 错误； C、根据 2mvF r  可知，所受合外力大小相等，故 C 正确； D、对甲有 2 1 vmg N m r   ，对乙有 2 2 vN mg m r   ，“摩天轮”对他们作用力大小不相等， 故 D 错误； - 3 - 故选 C． 4.轻绳一端系在质量为 m 的物体 A 上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆 MN 的圆环上。现用平 行于杆的力 F 拉住绳子上一点 O，使物体 A 从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍 保持在原来位置不动。则在这一过程中。环对杆的摩擦力 Ff 和环对杆的压力 FN 的变化情况是 （ ） A. Ff 保持不变，FN 逐渐增大 B. Ff 保持不变，FN 逐渐减小 C. Ff 逐渐减小，FN 保持不变 D. Ff 逐渐增大，FN 保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】先对结点 O 受力分析,受物体的拉力(等于重力)、拉力 F 和绳子的拉力 T，根据平衡 条件，结合三角形定则作图，如图所示 物体缓慢上升的过程中，拉力 F 逐渐增大，将环和物体做为一个整体进行受力分析，如图所 示 将重力沿着杆和垂直于杆正交分解，可知 N cosF mg  - 4 - sinfF F mg θ  因此在 F 逐渐增大的过程中， fF 逐渐增大， NF 保持不变，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 5.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器 A 和 B，在 B 上装一个几乎封闭 的空心金属球 C（仅在上端开有小孔），D 是带有绝缘柄的金属小球，如图所示．实验前他们 都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与 C 接触使 C 带电．以下说法正确 的是 A. 若将带正电的玻璃棒接触 C 外表面，则 B 的箔片带负电 B. 若将带正电的玻璃棒接触 C 内表面，则 B 的箔片不会带电 C. 使 D 接触 C 的外表面，然后接触 A，操作若干次，观察到 A 的箔片张角变大 D. 使 D 接触 C 的内表面，然后接触 A，操作若干次，观察到 A 的箔片张角变大 【答案】C 【解析】 【详解】A.若将带正电的玻璃棒接触 C 外表面，则 C 以及与 C 连接的 B 的箔片都带正电；故 A 错误. B.若将带正电的玻璃棒接触 C 内表面，则 C 以及与 C 连接的 B 的箔片都带正电；故 B 错误. C.若使 D 接触 C 的外表面，D 上的电荷只有一部分转移到 C 上，D 仍然带电；然后接触 A，则 A 的一部分电荷又转移到 A 上；操作若干次，观察到 A 的箔片张角变大；故 C 正确. D.若使 D 接触 C 的内表面，则 D 上的电荷全部转移到 C 上，D 不再带电；然后接触 A，A 不能 带电；操作若干次，观察到 A 的箔片张角不变；故 D 错误. 6. 如图所示，一个闭合电路静止与磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电 动势，下列说法中正确的是（ ） - 5 - A. 磁场变化时，会在空间中激发一种电场 B. 使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C. 是电荷定向移动形成电流的力是电场力 D. 以上说法都不对 【答案】AC 【解析】 【详解】A.麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电 场；由上可知，磁场变化时，会在空间激发一种电场，故选项 A 符合题意； BCD.因线圈处于激发的电场中，电场力使电荷定向移动，从而产生了感生电流，故选项 BD 不 合题意；选项 C 合题意； 【点睛】： 本题考查了麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设，注意变化的电（磁）场才能产生磁（电） 场，同时注意电流的产生条件及理解电场力驱使电荷定向移动的． 7.如图所示，倾斜传送带以速度 v1 顺时针匀速运动，t=0 时刻小物体从底端以速度 v2 冲上传 送带，t=t0 时刻离开传送带。下列描述小物体的速度随时间变化的图象不可能的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 - 6 - 【详解】A．小物体运动过程中，在沿传送带方向上，受到重力沿传送带向下的分力和摩擦力。 设摩擦力最大值为 f，重力沿传送带向下的分力为 F。若 2 1v v ，物体冲上传送带后所受的滑 动摩擦力沿斜面向下，做匀减速运动，当其速度与传送带相同时，若 f F ，则物体与传送 带一起匀速运动，则 A 图是可能的。A 选项不合题意，故 A 错误； BC．若 2 1v v ，物体先做匀减速运动，后与传送带共速后，若 f F ，滑动摩擦力沿斜面向 上，物体继续向上做匀减速运动，加速度减小，速度减小到零，后又向下做匀加速运动，根 据牛顿第二定律 sin cosmg mg ma    可知共速后加速度大小不变，则 B 图是可能的，C 图不可能。B 选项不合题意，C 选项符合题 意，故 B 错误，C 正确； D．若 2 1v v ，物体先做匀加速运动，与传送带共速后，若 f F ，物体与传送带一起匀速运 动，则 D 图是可能的。D 选项不合题意，故 D 错误。 故选 C。 8.在空间直角坐标系 O-xyz 中，有一四面体 C-AOB，C、A、O、B 为四面体的四个顶点，坐标 位置如图所示。D 点在 x 轴上，DA=AO，在坐标原点 O 处固定着带电量为-Q 的点电荷，下列说 法正确的是（ ） A. A、B、C 三点的电场强度相同 B. O、A 两点间的电势差与 A、D 两点间的电势差相等 C. 将电子由 D 点移到 C 点，电场力做正功 D. 电子在 B 点的电势能大于在 D 点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据点电荷电场线的分布情况可知：A、B、C 三点的电场强度大小相同，方向不 同，而场强是矢量，则 A、B、C 三点的电场强度不同。故 A 错误； - 7 - B．根据点电荷的电场强度的特点可知，OA 段的电场强度的大小要大于 AD 段的电场强度，根 据 U Ed 解得 OA ADU U 所以 O、A 和 A、D 两点间的电势差不相等。故 B 错误； C．O 点处是负电荷，则 x 轴上电场强度的方向沿 x 轴负方向指向 O 点，可知 D 点的电势高于 A 点的电势。又 A、B、C 三点处于同一等势面上，电势相同，所以 D 点的电势高于 C 点的电势， 将电子由 D 点移到 C 点，电场力做负功，故 C 错误； D．D 点的电势高于 A 点的电势；又 A、B、C 三点处于同一等势面上，电势相同，所以 D 点的 电势高于 B 点的电势，将电子由 D 点移到 B 点，电势降低，电场力做负功，其电势能将增加。 故 D 正确。 故选 D。 9.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 k，输出端接有一交流电动机，此电动机线圈 的电阻为 R.当原线圈两端接有正弦交变电流时，变压器的输入功率为 P0，电动机恰好能带动 质量为 m 的物体以速度 v 匀速上升，此时理想交流电流表 A 的示数为 I.若不计电动机的机械 能损耗，重力加速度为 g，则下列说法正确的是( ) A. 电动机输出的机械功率为 P0 B. 变压器的输出功率为 mgv C. 副线圈两端电压的有效值为 0kP I D. 整个装置的效率为 0 mgv P 【答案】D 【解析】 A、电动机的输出的功率全部对物体做功转化为物体的机械能，所以电动机输出的机械功率为 mgv ，所以 A 错误； - 8 - B、变压器的输出功率和输入的功率相等，所以输出的功率大小为 0P ，所以 B 错误； C、变压器的输出功率和输入的功率相等，所以 0P UI ，所以副线圈两端电压的有效值为 0 P I ， 所以 C 错误； D、输出的总功率为 mgv ，输入的总功率为 0P ，所以整个装置的效率为 0 mgv P ，所以 D 正确． 点睛：变压器的输入功率和输出功率相等，电动机对物体做功转化为物体的机械能，即为电 动机的输出的功率． 10.某空间站在半径为 R 的圆形轨道上运行，周期为 T：另有一飞船在半径为 r 的圆形轨道上 运行，飞船与空间站的绕行方向相同．当空间站运行到 A 点时，飞船恰好运行到 B 点，A、B 与地心连线相互垂直，此时飞船经极短时间的点火加速，使其轨道的近地点为 B、远地点与空 间站的轨道相切于 C 点，如图所示．当飞船第一次到达 C 点时，恰好与空间站相遇．飞船上 有一弹簧秤悬挂一物体．由以上信息可判定： A. 某空间站的动能小于飞船在半径为 r 的圆形轨道上运行时的动能 B. 当飞船与空间站相遇时，空间站的加速度大于飞船的加速度 C. 飞船在从 B 点运动到 C 点的过程中，弹簧秤的示数逐渐变小(不包括点火加速阶段) D. 空间站的圆形轨道半径 R 与飞船的圆形轨道半径 r 的关系满足：r=( 3 2 1 )R 【答案】D 【解析】 【分析】 根据万有引力提供向心力能判断二者圆周运动的线速度大小的关系，但是由于二者质量未知， 故无法判断动能的关系；根据牛顿第二定律可知加速度与距离有关，从而判断二者在同一点 时的加速度大小关系；飞船飞行过程中处于完全失重状态，所以弹簧秤没有示数；根据开普 勒第三定律进行判断即可； 【详解】A、当空间站和飞船均做圆周运动时，其万有引力提供向心力，即 2 2 v rr MmG m= - 9 - 则线速度大小为： GMv r  ，由于空间站的半径大于飞船的半径，故空间站的速度的大小 小于飞船的速度大小，由于二者的质量关系未知，故根据动能的公式 21 2kE mv 无法判断二 者的动能大小关系，故选项 A 错误； B、当飞船与空间站相遇时，根据牛顿第二定律有： 2 MmG maR  ，即 2 Ma G R  ，可知二者 相遇时其加速度的大小相等，故选项 B 错误； C. 飞船在从 B 点运动到 C 点的过程中，万有引力为合力，在飞行过程中处于完全失重状态， 弹簧秤没有示数，故选项 C 错误； D、设飞船椭圆轨道的周期为 'T ，则根据开普勒第三定律可知： 3 3 2 '2 2 R r R T T      由题可知： '1 1 4 2T T ，联立可以得到：  3 2 1r R  ，故选项 D 正确． 【点睛】本题主要考查万有引力定律和开普勒第三定律的应用问题，注意飞船在飞行过程处 于完全失重状态，弹簧秤没有示数． 11.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为 B.正方形金属框 abcd 可绕光滑轴 OO′ 转动，边长为 L，总电阻为 R，ab 边质量为 m，其他三边质量不计，现将 abcd 拉至水平位置， 并由静止释放，经时间 t 到达竖直位置，产生热量为 Q，若重力加速度为 g，则 ab 边在最低 位置所受安培力大小等于( ) A. 2 2 2B L gL R B. QBL Rt C. 2 2B L Rt D.  2 2 2 mgL QB L R m  - 10 - 【答案】D 【解析】 【分析】 根据能量守恒定律求出 ab 边在最低位置的速度，切割产生的感应电动势公式 E=BLv 求出电动 势，根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，通过安培力大小公式求出安培力的大小； 【详解】ab 向下运动的过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热，则根据能量守恒定律 得： 21 2mgL Q mv  则得： ( )2 mgL Qv m  ab 运动到竖直位置时，切割磁感线产生感应电动势为： E BLv 线圈中感应电流为 EI R  ab 边在最低位置所受安培力大小为 F BIL 联立解得 2 2 2( ) B L mgL QF R m  ，故选项 D 正确，选项 ABC 错误． 【点睛】解决本题的关键运用能量守恒定律求解出 ab 边在最低位置的速度，熟练运用法拉第 电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式求解安培力． 12.如图所示，长方体玻璃水槽中盛有 NaCL 的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片， 使溶液中通入沿 x 轴正向的电流 I，沿 y 轴正向加恒定的匀强磁场 B．图中 a、b 是垂直于 z 轴方 向上水槽的前、后两内侧面，则（ ） A. a 处电势高于 b 处电势 B. 溶液的上表面电势高于下表面的电势 C. a 处离子浓度大于 b 处离子浓度 D. 溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度 【答案】C 【解析】 - 11 - 【详解】A．电流向右，正离子向右运动，磁场的方向是竖直向上的，根据左手定则可以判断， 正离子受到的洛伦兹力的方向是向前，即向 a 处运动，同理，可以判断负离子受到的洛伦兹 力的方向也是指向 a 处的，所以 a 处整体不带电，a 的电势和 b 的电势相同，所以 A 错误； BD．离子都向 a 处运动，并没有上下之分，所以溶液的上表面电势等于下表面的电势，溶液 的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度，所以 BD 错误； C．由于正负离子都向 a 处运动，所以 a 处的离子浓度大于 b 处离子浓度，所以 C 正确． 故选 C． 13.如图所示，线圈的自感系数 L 和电容器的电容 C 都很小(如 L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路 的重要作用是( ) A. 阻直流通交流，输出交流 B. 阻交流通直流，输出直流 C. 阻低频通高频，输出高频交流 D. 阻高频通低频，输出低频交流和直流 【答案】D 【解析】 【分析】 根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、 放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产 生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性．根据感抗和容抗的大小 分析对高频和低频的阻碍． 【详解】电感器对直流无阻碍，对交流电有阻碍作用，根据 XL=2πLf 知，自感系数很小，频 率越低，感抗越小，所以阻碍作用为：通低频，阻高频．电容器对交流无阻碍，对直流电有 阻碍作用，根据 Xc= 1 2 fC ．知电容 C 越小，频率越低，容抗越大，所以阻碍作用为：通高频， 阻低频．因此电路的主要作用是阻高频、通低频，输出低频交流电和直流电，故 D 正确，ABC 错误；故选 D． 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 - 12 - 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.下列说法正确的是（ ） A. 戴上特制眼镜看 3D 电影有立体感是利用了光的偏振原理 B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 C. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性 D. 激光照到 VCD 机、CD 机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特 性 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．戴上特制的眼镜观看 3D 电影产生立体视觉，是利用光的偏振现象，在两只眼睛 中产生的视觉差，故 A 正确； B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉造成的，故 B 错误； C．激光全息照相利用了激光的频率相同的特点，进行叠加干涉而形成的，故 C 正确； D．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，故 D 正确。 故选 ACD。 15.一列波长大于 3m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 1 1mx  和 2 4mx  的两质点 A、B 的 振动图象如图所示，由此可知（ ） A. 波长为 4m B. 波速为 2m/s C. 任意 2s 内 A、B 两质点的位移相同 D. 5s 末 A 点的速度小于 B 点的速度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由振动图象分析可知 A、B 平衡位置间的距离等于 3 4  ，可知 =4m A 正确； B．由图可知振动周期 4sT  - 13 - 根据 v T  波速 1m/sv  B 错误； C．当 A、B 在特殊位置（最大位移处或平衡位置处）任意 2s 内 A、B 两质点的位移相同，但 如果计时起点 A、B 不在特殊位置，2s 内位移不相同，C 错误； D．5s 末 A 点恰好运动到正的最大位移处，速度为零，此时 B 点恰好运动平衡位置，速度最大， D 正确。 故选 AD。 16.某静止的原子核发生核反应且释放出能量 Q。其方程为 B F A EX Y ZD C  ，并假设释放的能 量全都转化为新核 Y 和 Z 的动能，测其中 Z 的速度为 v，以下结论正确的是（ ） A. Y 原子核的速度大小为 E vC B. Y 原子核的动能约为 Z 原子核的动能的 F D 倍 C. Y 原子核和 Z 原子核的质量之和比 X 原子核的质量大 2 Q c （c 为光速） D. Y 和 Z 的结合能之和一定大于 X 的结合能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据动量守恒 Dv Fv  Y 原子核的速度大小为 Fv vD   A 错误； B．Z 原子核的动能 21 2ZE Fv Y 原子核动能 - 14 - 2 2 2 Y 1 1 2 2 FE Dv vD   因此 Y Z E F E D  B 正确； C．由于释放出能量 Q，出理了质量亏损，根据质能方程，Y 原子核和 Z 原子核的质量之和比 X 原子核的质量小 2 Q c （c 为光速），C 错误； D．由于释放了核能，核子结合的更牢固，比结合能更大，因此 Y 和 Z 的结合能之和一定大于 X 的结合能，D 正确。 故选 BD。 三、非选择题(本题共 6 小题，共 55 分) 17.（1）如图所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两 侧都装上完全相同的斜槽 A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都由斜 槽某位置静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分 小球位置示意图． (1)观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是 ____________________． (2)根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是_____________． - 15 - A．闪光间隔为 0.1s B．A 球抛出点坐标（0，0） C．B 球抛出点坐标（0.95，0.50） D．两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的 (3)若两球在实验中于图中 C 位置发生碰撞，则可知两小球释放的时间差约为_____s． 【答案】 (1). 保证水平抛出（抛出初速度水平） (2). ABD (3). 0.15s 【解析】 【详解】（1）[1]斜槽末端都接有一小段水平槽，是为了保证小球水平抛出，做平抛运动． （2）[2]A．根据△y=gT2 得 0.1syT g   故 A 正确． B．横坐标为 0.15m 的小球在竖直方向上的分速度 0.2 1m/s2yv T   则运行的时间 0.1syvt g   所以 A 球抛出点的坐标为（0，0）．故 B 正确． C．横坐标为 0.80m 的小球在竖直方向上的分速度 0.3 1.5m/s2yv T   则运行的时间 0.15syvt g   水平分速度 0 0.15 m/s 1.5m/s0.1v   则此时 B 球的水平位移 x=v0t=1.5×0.15m=0.225m 竖直位移 - 16 - 21 0.1125m2y gt  B 球抛出点的横坐标 xB=0.225m+0.80m=1.025m 纵坐标 yB=0.60m-0.1125m=0.4875m 所以 B 球抛出点的坐标为：（1.025，0.4875）．故 C 错误． D．两球在水平方向上相等时间间隔内的位移相等，则初速度相等，是从斜槽的相同位置被静 止释放的．故 D 正确. （3）[3]小球 B 运动到横坐标为 0.80m 时的时间为 0.15s，则小球 B 运动到 C 处的时间为 0.25s， 小球 A 运动到横坐标为 0.15m 的时间为 0.1s，则小球 A 运动到 C 处的时间为 0.4s，则 △t=0.4s-0.25s=0.15s 18.在“测电源电动势和内阻”的实验中，某实验小组同学根据图甲电路进行测量实验。 （1）根据图甲电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接________。 （2）实验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出电压表 示数 U 和对应的电流表示数 I 的图象，如图丙所示。由图象可测得 E测 和 r测 ，则 E测 ______ E真 ； r测 ______ r真 (选填“>”、“=”、“<”)。 - 17 - （3）为了克服系统误差，同学们又根据图丁电路进行测量。同样作出 U-I 图象，如图戊所示。 经过讨论发现，利用图丙和图戊可以消除系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值，则 E真 =________， r真 =_________。（用 UA，UB，IA，IB 表示） 【答案】 (1). 见解析 (2). E 测