【新课标-高考零距离】最新高考理综(物理)模拟冲刺卷及答案解析四

新课标2018年高考理综（物理）模拟试题
14.如图竖直平面内有一固定的光滑圆环,在圆环最高点P固定有一个光滑的小环（不计大小）.质量为m的小球A套在光滑圆环上,一根长度略小于光滑圆环直径的细绳一端系着小球A,另一端穿过P处的小环挂上质量也为m的小球B,整个系统处于平衡状态,则细绳在P处形成夹角的角度为（）
A．15°
B．30°
C．45°
D．60°
15.将一个物体竖直向上抛出，物体运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。

下列描述物体从抛出到返回出发点的全过程中，速度大小v与时间t关系的图像，可能正确的是（）
16．有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行周期是地球近地卫星的2
2倍，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必须的能量。

已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球公转，此时太阳
处于赤道平面上，近似认为太阳光是平行光，则卫星绕地球一周，太阳能收集板的工作时间为（ ） A ．g
R 3
10π
B ．g
R 3
5π
C ．g
R 23
10π
D ．g
R 23
5π
17．如图甲细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器可在竖直面内摆动，且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水。

沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板，摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线。

注射器喷嘴到硬纸板的距离很小，且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计。

若按图乙建立xOy 坐标系，则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图像。

关于图乙所示的图像，下列说法中正确的是（ ） A ．x 轴表示拖动硬纸板的速度 B ．y 轴表示注射器振动的位移
C ．匀速拖动硬纸板移动距离L 的时间等于注射器振动的周期
D ．拖动硬纸板的速度增大，可使注射器振动的周期变短
18.如图质量为M 的方形物体放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为m 的小球在竖直平面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点P 时恰好不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的A 点时，地面对方形物体的摩擦力大小和方向分别为（小球运动时，方形物体始终静止不动）（ ） A ．2mg ，向左
B ．2mg ，向右
C ．3mg ，向左
D ．3mg ，向右
19．如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。

励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。

玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。

若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。

若只增大电子枪的加速电压或励
磁线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）
A ．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变
B ．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小
C ．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变
D ．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小
20.霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，磁场方向沿x 轴正方向，磁感应强度B 随x 的变化关系为B ＝B 0＋kx(B 0、k 均为大于零的常数)．薄形霍尔元件的工作面垂直于x 轴，通过的电流I 方向沿z 轴负
励磁线圈
（前后各一个） 电子枪
玻璃泡
电子束的径迹
方向，霍尔元件沿x轴正方向以速度v匀速运动．要使元件上、下表面产生的电势差变化得快，可以采取的方法是( )
A．增大I
B．增大B
C．减小k
D．减小v
21.(1)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．
①如图(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由数据算得劲度系数k＝________N/m.(g取9.80 m/s2)
砝码质量(g) 50 100 150
弹簧长度
8.62 7.63 6.66
(cm)
②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________．
③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________．
④重复③中的操作，得到v与x的关系如图(c)．由图可知，v与x 成________关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比．
(a) (b) (c) （2）某同学利用图甲所示的电路描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，现有电源（电动势6V，内阻不计）、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、开关和导线若干。

其它可供选用的器材如下：
A．电流表（0~250mA，内阻约5Ω）B．电流表（0~0.6A，内阻约0.2Ω）
C．滑动变阻器（0~10Ω）D．滑动变阻器（0~50Ω）
①为减小测量误差并便于操作，在实验中电流表应选用，
滑动变阻器应选用。

②图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线。

请根据图甲
补充完成图乙中实物间的连线。

③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。

如果将这个小灯
泡接到电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源两端，小灯泡
消耗的功率是________W（结果保留两位有效数字）。

④实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及小
灯泡消耗的功率P也随之变化。

下列各示意图中正确反映
P−U2关系的是______。

A B C
D
22. （14分）如图所示，倾角为30．的粗糙斜面固定在地面上，物块在沿斜面方向的推力F的作用下向上运动已知推力F在开始一段时间内大小为8 5N．后来突然减为8N，整个过程中物块速度”随时间变化的规律如图所示，取重力加速度g=10m/f，求：
（1）物块的质量m；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数μ．
23．（16分）有一种利用电磁分离同位素的装置，可以将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩该种特殊的同位素的目的，其工作原理如图所示。

粒子源A产生的初速度为零、电荷量为e、质量
的加速电场加速后匀速为m的氕核和质量为2m氘核，经过电压为U
通过准直管，从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转电场，偏转后通过位于下极板中心位置的小孔S离开电场，进入范围足够大、上端和左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域的上端以偏转电场的下极板为边界，磁场的左边界MN与偏转电场的下极板垂直，且MN与小孔S左边缘相交于M点。

已知偏转极板的长度为其板间距离的2倍，整个装置处于真空中，粒子所受重力、小孔S的大小及偏转电场的边缘效应均可忽略不计。

（1）求氕核通过孔S时的速度大小及方向；
（2）若氕核、氘核进入电场强度为E的偏转电场后，沿极板方向的位移为x，垂直于极板方向的位移为y，试通过推导y随x变化的关系式说明偏转电场不能将氕核和氘核两种同位素分离（即这两种同
位素在偏转电场中运动轨迹相同）；
（3）在磁场边界MN 上设置同位素收集装置，若氕核的收集装置位于MN 上S 1处，氘核的收集装置位于MN 上S 2处。

求S 1和S 2之间的距离。

24．（20分）如图所示，水平传送带AB 长L ＝4.5m ，质量为M ＝1kg
粒
子 源
加 速 电 场
准 直 管 电 场 偏 转 M
N
S
B
S 1
S 2
的木块随传送带一起以v
＝1m/s的速度向右匀速运动（传送带的传
1
送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5．当木块运动到传送带的最右端A点时，一颗质量为m＝20g的子弹以v
＝300m/s
水平向左的速度正好射入木块并穿出，穿出速度u＝50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，并从木块中穿出，设子弹穿过木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s2，求：
（1）在被第二颗子弹击中前木块向左运动到离A点多远处？（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？
（3）从第一颗子弹射入木块到第二颗子弹刚要射入的时间内，子弹、木块和传送带三者构成的系统产生的内能？
参考答案
题号14 15 16 17 18 19 20 答案 D B C B C D A
22.
I.①50 ②相等③滑块的动能④正比压缩量的平方
II.①A、C
②答案如下图
③0.38
④A
（1）当F=8.5N时物块做匀加速运动
由v-t图象得 a=
△
v
△
t
=0.5m/ s 2
由牛顿第二定律得F-F
-mgsinα=ma
f
由以上各式解得m=1kg
=F′=mgsinα=(8-1×10×（2）由第（1）问可得 F
f
1
2
)N=3N
=μmgcos30°
又F
f
得μ=
F
f
mgcos30
°
=
3
1×10
3
2
= 3
5
答：（1）、物块的质量为1kg ； （2）、物块与斜面间的动摩擦因数是 3
5
23．（16分）
（1）设氕核经加速电场加速后的速度为v ， 根据动能定理有2
02
1mv eU =
（2分）
解得：m
eU v 02=
（2分）
氕核垂直射入匀强偏转电场，在平行极板方向做匀速直线运动，在垂
直极板方向做匀加速直线运动。

设偏转极板长为l ，极板间距为d ，氕核从S 孔射出时速度为v S ，垂直
极板方向的速度为v y ， 因为
vt l =2
，
t v d y
2
2=，l=2d （1分）
所以v=v y （1分）
氕核通过小孔S 时速度大小00
222
2S eU eU v v m m
===（1分）
氕核通过小孔S 时速度方向与极板成45°（1分） （2）设氕、氘核经加速电场加速后的速度分别为v 、v ′ 根据动能定理有2021mv eU =
，2022
1
v m eU '=（1分）
解得：m
eU v 0
2=
，m
eU v 0
=
'（1分）
设氕、氘核在平行极板方向通过x 所用时间分别为t 、t ′ 则m
eU x v
x t 02==
，m
eU x v x t 0='
=
'（1分）
设偏转电场的场强为E ，氕核、氘核在偏转电场中的加速度分别为
a 、a ′ 则m
eE a =
，m
eE
a 2=
'（1分）
氕核、氘核在垂直极板方向20242
1x U E at y =
=， 2
2421x U E t a y =''=（1分）
即氕、氘核在偏转电场中的运动轨迹是相同的。

（1分）
（3）设氕、氘核在磁场中的做圆运动的速度分别为v S 、v S ′，半径
分别为R 1、R 2 根据牛顿第二定律有1
2
R mv B ev S
S =，2
2
2R m v B ev S
S '=
'（2分）
根据（1）中00
222
2S eU eU v v m m
===， m
eU v S 02=
'
可知氕核、氘核在磁场中运动半径之比1
2
1
2
R R =（1分）
氕核、氘在磁场中做圆周运动所对应的弦长都是半径的2倍， 所以S 1和S 2之间的距离2
)224(eB mU s -=∆（1分）
24.
（1）第一颗子弹击中过程中，设子弹射穿木块后，木块的速度为v 2，
子弹射穿木块的过程中动量守恒012mv Mv mu Mv -=+ 解得：
24/v m s = 木块在传送带上先向左做匀减速运动，当速度减为零后再向右做匀加速运动直至与传送带同速．设此过程中木块运动的时间为t 、对地的位移为S 1．以向右方向为正方向，则
f M
g Ma
μ==
()12v v at
--= 解得
()1214
1s 5
v v t a ++=
== 由动
能定理得：
22
112
1122
fS Mv Mv -=- 解得
()
222
12114 1.5()220.510
M v v S m f
--=
==--⨯⨯ 故在被第二颗子弹击中前木块向右运动到离A 点1.5米处． （2）设木块在传送带上向左做匀减速运动，在速度减为零的过程中运动对地运动的位移为
S 2，由动能定理得
()2
2
2204 1.6m 220.510
Mv S Mg μ-===-⨯⨯
1 4.531.5
L S == 由于2 1.6m S =故第三次子弹射穿木块后，木块将从传送带的左端滑下．
木块在传送带上最多能被3颗子弹击中． （3）Q=880J。