2020年上海交大附中高考物理模拟试卷(四)

2020年上海交大附中高考物理模拟试卷（四）
一、单选题（本大题共4小题，共12.0分）
1.著名数学家苏步青年轻时有一次访问德国，当地一名数学家在电车上给他出了一道题：甲、乙两人相
对而行，相距50千米。

甲每小时走3千米，乙每小时走2千米。

甲带一条狗，狗每小时走4千米，同甲一起出发，碰到乙后又往甲方向走，碰到甲后它又往乙方向走，这样持续下去，直到甲乙两人相遇时，这条狗一共走了()
A. 50km
B. 40km
C. 30km
D. 20km
2.雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇
到障碍物会发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波．某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为△t=5×10−4s.它跟踪一个匀速移动的目标过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如左图所示，30s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如右图所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为10−4s，电磁波在空气中的传播速度3×108m/s，则被监视目标的移动速度最接近()
A. 1200m/s
B. 900m/s
C. 500m/s
D. 300m/s
3.如图所示，弹簧秤和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G=5N，弹簧秤A和B的读数分别为()
A. 5N，0N
B. 5N，10N
C. 5N，5N
D. 10N，5N
4.某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V/200W)和10个相同的指示灯X1～X10(220V/2W)，将
其连接在220V交流电源上，电路见题图，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则()
A. X1的功率减小，L1的功率增大
B. X1的功率增大，L1的功率增大
C. X2功率增大，其它指示灯的功率减小
D. X2功率减小，其它指示灯的功率增大
二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）
5.有三个电阻A、B、C分别标有“100Ω，4W”，“12.5Ω，8W”，“90Ω，10W”，则将它们串联时，
允许所加最大电压是______V，将它们并联时，允许通过的最大电流是______A。

6.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。

闭合电键S后，若将滑
动变阻器滑片P自b向a端移动，则电流表的示数将______(选填：“变大”、“变小”或“不变”)，电压表V2的示数变化值与电压表V1的示数变化值的比值将______。

(选填“小于1”、“等于1”或“大于1“)
7.如图所示，矩形均匀薄板长AC=60cm，宽CD=10cm.现将薄板在其边缘上的B点悬
挂起来，若AB=35cm，则平衡时，悬线与薄板AC边的夹角为=______．
8.从10m深的水井中用外力将质量为2kg的水桶和10kg的水以速度v=0.5m/s匀速提到井口，由于水桶
漏水，每升高1m漏水0.3kg，g=10m/s2，则外力做的功为W=______J；外力的最小功率P=______W。

9.如图所示的电路中，纯电阻用电器Q的额定电压为U，额定功率为P.由于给用电
器输电的导线太长，造成用电器工作不正常．现用理想电压表接在电路中图示的
位置，并断开电键S，此时电压表读数为U，闭合电键S，其示数为U1.则闭合电
键后用电器Q的实际功率为______，输电线的电阻为______．
三、计算题（本大题共2小题，共18.0分）
10.如图所示，一均匀木板长12m，重200N，可绕O轴转动，AO=3m，B
端用一最多可承受200N拉力的绳系住，木板成水平，α=30°，现有一重
为600N的人在板上行走，则此人在距A端多少距离的范围内是安全的？
11.如图所示的电路中，电压U恒为9V，滑动变阻器总电阻为R=7Ω，灯L标有
“3V1.5W”的字样，为使灯正常发光，滑动变阻器上部Pa段电阻的大小为多少？
此时滑动变阻器消耗的电功率为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：设经过的时间t甲乙两人相遇，由v=s
t
可得，在此时间内，甲的路程s甲=v甲t，乙的路程s乙=v乙t，两人相遇时s甲+s乙=s，即v甲t+v乙t=s，代数数据得到t=10ℎ；
在此时间内狗的路程为s′=v狗t=4km/ℎ×10ℎ=40km。

故ACD错误，B正确。

故选：B。

先由速度公式的变形求出两人相遇的时间，再求狗在此段时间运动的路程，
本题解题的关键是求出甲乙两人相遇所以的时间，然后用路程公式求解。

2.【答案】C
【解析】解：已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10−4s，
从左图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即：t=4×10−4s，
利用公式可得刚开始相距：S1=vt
2=3×108×4×10−4
2
=6×104m；
同理30s后相距：S2=vt
2=3×108×3×10−4
2
=4.5×104m；
移动速度：V=ΔS
Δt =6×104−4.5×104
30
=500m/s
故答案为：500m/s．
根据图象可以知道发射和接收的时间差，已知电磁波的速度为3×108m/s，因电磁波的所走的距离等于2
倍的被监视目标与雷达的距离，所以由公式s=vt
2
可以求出被监视目标与雷达的距离．
这是通过实际问题，结合雷达图象考查对速度公式的理解，特别注意电磁波的所走的距离等于2倍的被监视目标与雷达的距离．
3.【答案】C
【解析】解：两图分别对物体分析，物体受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧的拉力，所以弹簧秤的示数都等于物体的重力，等于5N.故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

弹簧秤的示数等于弹簧的拉力．根据共点力平衡求出弹簧的拉力，从而得出弹簧秤的示数．
解决本题的关键知道弹簧秤的示数等于弹簧的拉力，会通过共点力平衡求解力．
4.【答案】C
【解析】解：由图可知L1和X1并联、L2和X2并联…然后他们再串连接在220V交流电源上，L2灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流都减小、由P=I2R可知，功率都减小，同理可知除X2和L2外各灯功率都减小，A、B均错；
由于I减小，各并联部分的电压都减小，交流电源电压不变，则X2上电压增大，根据P=U2
R
可知X2的功率变大，C对、D错．
故选C．
由电路图可知每个强光灯与指示灯并联后，再与其他灯串联；则根据灯丝烧断后，电路中电阻发生变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化；则可知各灯的功率变化．
本题虽然电路看起来较为复杂，但其实是简单的串并联电路，明确电路中电阻的变化，即可由欧姆定律的动态分析求解．
5.【答案】40.5 1.01
【解析】解：由P=I2R得，I=√P
R
，则电阻“100Ω、4W”“12.5Ω、8W”、“90Ω10W”的额定电流分别为：0.2A、0.8A、0.33A.当它们串联时，电流相同，则允许通过的最大电流为0.2A，允许加的最大总电压是U=I max(R1+R2+R3)=0.2×(100+12.5+90)V=40.5V；
由P=U2
R
得：U=√PR，则电阻“100Ω、4W”“12.5Ω、8W”、“90Ω、10W”的额定电压分别为：20V、
10V、30V.当它们并联使用，电压相同，则允许所加的最大电压为10V，允许通过的最大总电流是：I=(10
100
+
10 12.5+10
90
)A=1.01A。

故答案为：40.5 1.01
由功率公式求出三个电阻的额定电流，串联时电流相同，将它们串联使用，允许通过的最大电流等于最小的额定电流值。

将它们并联使用，允许所加的最大电压等于较小的额定电压值。

由欧姆定律求解并联时允许通过的最大电流。

本题关键在于抓住串并联电路的特点，通过串联电流相等，并联电压相等确定串联电流的最小值和并联电压的最小值。

6.【答案】变大等于1
【解析】解：滑动变阻器的滑片P自b向a端移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则电路的总电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的电流变大，故电流表示数变大；即电阻R1两端电压变大，电压表V1的示数变大，因为电源电压保持不变，则电压表V1和V2的示数之和不变，所以电压表V2示数减小，且电压表V2的减小量等于电压表V1的增大量。

故答案为：变大；等于1
先判断出电路中总电阻的变化，然后根据欧姆定律可以判断出电流表的变化，进而知道电压表的变化。

因为电源电压保持不变，所以两个电压表的示数之和为一定值。

则必然是电压表V1的增大量等于电压表V2的减小量。

7.【答案】45°
【解析】解：均匀矩形薄板的重心在其对角线AD、CE交点O处，如图所示，
根据二力平衡可知重力G与悬线拉力等大反向，且共线．过O作OF⊥AC，交AC于F，
由几何关系可知
tanα=OF
BF =OF
AB−AF
=5
35−30
=1，
则α=45°．
故答案为：45°．
矩形均匀薄板其重心在两对角线的交点处．平衡时，矩形均匀薄板所受的重力与悬线的拉力等大反向，且共线，作出重心位置，过重心作过O作OF⊥AC，交AC于F，由几何关系求解α．
本题关键运用几何知识解决物理问题，抓住均匀物体的重心与几何中心重合的特点，作图进行分析．
8.【答案】1050 45
【解析】解：因桶里的水与提升高度是线性关系，所以提这桶水的平均拉力F等于桶及水在深井中点(ℎ=H
2
= 5m)时的重力为：
F=桶重+中点时的水重=[2+(10−0.3×5)]×10N=105N
所求功为W F=FH=105×10J=1050J
上升到最高点时，绳子的拉力F′=20N+(10−0.3×10)×10N=90N
此时的功率最小为P=F′v=45W
故答案为：1050；45
由题意知，桶里的水与提升高度是线性关系，可得到绳子拉力的平均值，再用拉力平均值与位移的乘积求拉力做功，当到达最高点时，拉力最小求得拉力，根据P=Fv求得最小功率。

本题涉及变力做功的求法，要根据变力的平均值求功，也可以作出F−x图象，根据图象的面积求变力的做功。

9.【答案】U12
U2P；U2(U−U1)
U1P
【解析】解：∵P=U2
R ，∴用电器电阻R=U2
P
；
开关闭合时，电压表与用电器并联，
用电器两端电压是U1，用电器实际功率：
P 实=
U
实
2
R
=U12
U2
P
=U12
U2
P；
用电器工作时，导线上损失的电压U损=U−U1，
用电器工作时，电路电流I=P
实
U1
=U1P
U2
，
导线电阻R线=U
损
I
=U−U1
U1P
U2
=U2(U−U1)
U1P
；
故答案为：U12
U2P，U2(U−U1)
U1P
．
由电功率公式P=U2
R
的变形公式可以求出用电器的电阻，已知用电器电阻与用电器电压，由电功率公式P=
U2
R
可以求出用电器的实际功率；
求出导线上损失的电压，由P=UI的变形公式求出导线电流，然后由欧姆定律可以求出导线电阻．
本题考查了求用电器实际功率、输电线电阻等问题，熟练应用电功率公式及其变形公式、欧姆定律，即可正确解题．
10.【答案】解：把AO的长度记为L，当人在O点左侧行走时，当板恰好要逆时针转动时，人走到O点向左最远处，设距A端距离为x，
根据力矩平衡条件得：G人(3−x)=G板L，L=3m，得到x=3m−G
板
L
G
人
=3m−200×3
600
m=2m，则距A端是
2m；
当人在O点右侧行走时，当绳拉力达到最大拉力时，人走到O点向右最远处，设离A端距离为y。

G 板L+G
人
(y−3)=F⋅OBsin30°，其中F=200N，OB=9m，L=3m，代入解得：y=3.5m；
答：人在距A端2m至3.5m的范围内是安全的。

【解析】当人在O点左侧行走时，当板恰好要逆时针转动时，人走到离O点向左最远处，此时绳子的拉力为零；当人在O点右侧行走时，当绳拉力达到最大值时，人走到离O点向右最远处。

根据力矩平衡求解人在板行走的安全距离。

本题是力矩平衡中的临界问题，关键是分析临界条件，准确分析物体除转轴外的受力情况。

11.【答案】解：设Pa段电阻为R，则Pb段的电流
I Pb=U
R Pb =3
7−R
，
通过灯泡的电流：I L=1.5
3
A=0.5A，
通过Pa段的电流：I Pa=9−3
R =6
R
，
因为I Pa=I L+I Pb，
解得R=4Ω。

Pa段电阻消耗的功率：
P1=36
4
W=9W
Pb段电阻消耗的功率：
P2=9
3
W=3W，
所以整个滑动变阻器消耗的电功率P=P1+P2=12W。

答：为使灯正常发光，滑动变阻器上部Pa段电阻的大小为4Ω，此时滑动变阻器消耗的电功率为12W。

【解析】灯泡与Pb段电阻并联，再与Pa段电阻串联，根据灯泡正常发光时的电压求出Pa段电阻的电压，根据灯泡的电流和Pb段电流之和等于通过Pa段的电流，根据欧姆定律求出Pa段的电阻。

滑动变阻器消耗的电功率等于两部分消耗的功率之和。

此题考查了闭合电路欧姆定律的相关计算，解决本题的关键知道串并联电路的特点，熟练运用欧姆定律。