2020年浙江省舟山市市第二高级中学高三物理模拟试题含解析

2020年浙江省舟山市市第二高级中学高三物理模拟试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. （单选）有一个质量为4kg的质点在x—y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图1所示，下列说法正确的是
A.质点做匀变速直线运动
B.质点所受的合外力为22N
C. 2s时质点的速度为6 m/s
D. 0时刻质点的速度为5 m/s
参考答案：
D 解析：AD、由图可知质点在x轴方向上做匀加速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动，合力的方向沿x轴方向．在x轴方向上的初速度为3m/s，在y轴方向上的速度为4m/s．则初速度
v= =5m/s，初速度方向不沿x轴方向，所以质点做匀变速曲线运动，故A错误，D正确．B、质点在x轴方向上的加速度为ax=1.5m/s2，y轴方向上的加速度为零，则合加速度为
a=1.5m/s2，所以合力为F=ma=4×1.5N=6N．故B错误．C、2s末在x轴方向上的速度为vx=6m/s，在y
轴方向上的速度为vy= =4m/s，则合速度v=＞6m/s．故C错误．故选：D．
2. （多选）在灭火抢险的过程中，有时要借助消防车上的梯子进行救人或灭火作业，如图所示．已知消防车梯子的下端用摩擦很小的铰链固定在车上，上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上．消防车静止不动，被救者沿梯子匀速向下运动的过程中，下列说法中正确的是（）
解答：
解：A、B人在梯子上匀速运动时，将人和梯子看做一个整体，墙壁对梯子的作用力N水平向左，重力G竖直向下，根据三力汇交原理，铰链对梯子的作用力F斜向上，如图所示，当人匀速向下运动时，F与G的夹角减小，因为重力G不变，所以F、N减小．故A正确，B错误．
C、D将人、梯子、车看做一个整体，则地面对车的摩擦力等于墙壁对梯子的作用力N，地面
对车的弹力等于车、梯子和人的重力，则地面对车的摩擦力逐渐减小，地面对车的弹力不
变．故C错误，D正确．
故选AD
点评：本题涉及三个物体平衡问题，要灵活选择研究对象，合理运用三力汇交原理，分析三力平衡问
个点，S1S3是过圆心的水平线，S2S4 是过圆心的竖直线．现质点分别在S1、S2、S3、S4各点离开轨道后在空中运动一段时间落在水平地面上．若质点在空中运动时只受重力作用，则下列说法正确的是
A．质点在S1离开轨道后在空中运动的时间一定最短
B．质点在S2离开轨道后在空中运动的时间一定最短
C．质点在S3离开轨道后落到地面上的速度一定最大
D．质点在S4离开轨道后落到地面上的速度一定最大
参考答案：
D
4. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（）
A. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
C. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
D. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向
参考答案：
D
5. 同学在家中玩用手指支撑盘子的游戏，如图所示，设该盘子的质量为m，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦等于滑动摩擦，则下列说法中正确的是（）
A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手对盘子有水平向左的静摩擦力
B．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为mg
C．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为
D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则加速度最大为μg 参考答案：
D
【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
【分析】若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，盘子受重力和支持力而平衡；
若若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，盘子受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力等于合力，产生加速度，根据牛顿第二定律列式分析．
【解答】解：A、若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，合力为零，盘子受重力和支持力，不受静摩擦力，故A错误；
BCD、若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，盘子受重力、支持力和静摩擦力，其中重力和支持力平衡，静摩擦力等于合力，提供加速度，故加速度最大为a==μg；
手对盘子的作用力为支持力和静摩擦力的合力，由于f≤μmg，故手对盘子的作用力大小小于
；
故B错误，C错误，D正确；
故选：D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
15.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。

每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。

该行星与地球的公转半径之比为 ___________ 。

参考答案：
()
7. 静电场是___________周围空间存在的一种物质；通常用___________来描述电场的能的性质。

参考答案：
静止电荷；电势
8. 某一单摆在小角度自由摆动时的振动图像如图所示。

根据数据估算出它的摆长为△△ m，摆动的最大偏角正弦值约为。

参考答案：
1 0.04
9. 要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M ，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A 、B 两点处放置有光电门(图中未画出)．实验中，重力加速度g 取10 m/s2.
图甲
图乙
(1) 用游标卡尺测量窄片K 的宽度d ，如图乙所示，则d ＝__________mm ，用米尺测量轨道上A 、B 两点间的距离x ，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A 、B 两处光电门的挡光时间分别为tA 、tB ，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a ＝____________；
(2) 该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：
7
0.400
2.38
图丙
请根据表中数据在图丙中作出am 图象．从数据或图象可知，a 是m 的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施________．
A. 每次实验的M ＋m′都相等
B. 每次实验都保证M ＋m′远大于m
C. 每次实验都保证M ＋m′远小于m
D. 每次实验的m′＋m 都相等 (3) 根据am 图象，可知μ＝________(请保留两位有效数字)． 参考答案：
(1) 2.20或2.25(2分) (2分)
(2) 注意：应为直线，标度的选取要合适(2分) D(2分)
(3) 0.16(2分)
10. 质置为m 的物体，在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑，经过时间t ，在这段时间内，支持力的冲量大小为 mgcos θt ，合外力对物体的冲量大小为 mgsin θt ．
参考答案：
解：物体在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑，受重力和支持力，故： N=mgcosθ 合力： F=mgsinθ 故支持力冲量： IN=Nt=mgcosθt 合力的冲量： I=Ft=mgsinθt
故答案为：mgcosθt，mgsinθt．
11. (6分)某同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场方向的关系。

已知电流从接线柱流入电流表时，电流表指针左偏。

实验的磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况部分已记录在下表中。

请依据电磁感应规律填定空出的部分。

向下，插入，左偏
12. （6分）如果乘客在地铁列车中能忍受的最大加速度是1.4m/s2，两相邻车站相距560m，则地铁列车在这两站行驶时间最少为_________s，这种情况下最大行驶速度为
_________m/s。

参考答案：
40s，28m/s
13. 如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A
球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_______；碰撞过程中，B对A
做功为。

参考答案：
4.5m ； 3mv02/8
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图．
A．电压表V(15V,10kΩ)
B．电流表G(量程3.0mA，内阻Rg为10Ω)
C．电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20Ω，10A)
E．滑动变阻器R2(0～100Ω，1A)
F．定值电阻R3＝990ΩG．开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电压表是因为________；
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联，实际上是进行了电表的改装，则他改装的电压表对应的量程是________V；
(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号)；
(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如上图所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，干电池的内阻r＝________Ω(保留2位有效数字).
参考答案：
（1）量程太大…………（2分）
（2）0－3V…………（2分）
（3）D…………（2分）
（4）1.47（1.46－1.49）…………（2分）
0.82（0.80－0.90）…………（2分）
15. （14分）实验1：使实验中不同灯泡内气体压强均为0.1atm，钨丝长度相同但横截而积不同，通电后，维持2400K的恒温，则实验得到的维持这一温度所需电流以及灯丝的平均使用寿命如下表所示：
灯丝粗细／
25
实验2：在灯丝粗细均为25的相同灯泡内加入质量不同的惰性气体，从而改变灯泡内部的压强，且使钨丝的温度保持在2400K，则当灯泡内气体的压强从0.1atm增大到0.5atm 时，灯泡的平均使用寿命从800h延长到6000h，超过0.5atm后，灯泡平均使用寿命递减。

根据上述实验回答下列问题：
（1）在相同的灯丝温度下，下列灯泡中钨丝平均使用寿命最长的是
A．50粗细的灯丝并充有2.5atm的惰性气体
B．100粗细的灯丝并充有0.4atm的惰性气体
C．150粗细的灯丝并充有0.1arm的惰性气体
D．150粗细的灯丝并充有0.4atm的惰性气体
（2）实验1中，若灯丝粗细为75，并且灯丝的发热电阻为500，要保证该灯泡的平均使用寿命为2400h ，则加在该灯泡两端的电压不能超过 V 。

参考答案：
（1）D ；（2）225
解析：（1）由实验1可知：灯泡的平均使用寿命与灯丝的直径成正比；由实验2可知：灯泡内部压强小于0.5atm时，压强越大，寿命越长，而灯泡内部压强大于0.5atm时，压强越大，寿命越短。

比较四种情况，灯丝最粗，内部压强最接近0.5atm的情况，钨丝平均使用寿命最长，选D。

（2）由实验1可知：灯泡内气体压强维持2400K恒温时，灯泡的平均使用寿命与灯丝的直径成正比，即，电流与灯丝直径的平方成正比，即，当时，要保证该灯泡的平均使用寿命为2400h，应保持温度为2400K，对应电流
，电压。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 在标准状总值下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A，水的摩尔质量为M A，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A，求：
（1）说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；（2）它们中各有多少水分子？
（3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
参考答案：
解：（1）温度是分子热运动平均动能的标志，温度相同，故分子热运动的平均动能相等；
（2）体积为V的水，质量为M=ρV ①
分子个数为②
解得①、②得③
对体积为V的水蒸气，分子个数为④
（3）设相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个水分子的体积为
⑤
解③、⑤得：⑥
设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离的d′，将水分子点的空间视为正方体．⑦
解④、⑦得⑧
答：（1）标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；
（2）水中含分子数为，水蒸气中含分子数为；
（3）水中相邻两个水分子之间的平均距离为；水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离
为．
【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】（1）温度是分子热运动平均动能的标志；
（2）先求解水的质量，然后求解摩尔数，最后求解分子数；对于气体，标准状况下1mol任何气体的体积均为22.4L，求解出摩尔数，再求解分子数；
（3）求解出每个分子占据空间体积，然后运用球模型或者立方体模型求解．
17. 如图所示，两根相距为d的足够长的、光滑的平行金属导轨位于水平的xoy平面内，左端接有阻值为R的电阻，其他部分的电阻均可忽略不计。

在x>0的一侧存在方向竖直向下的磁场，磁感应强
度大小按B=kx变化（式中k＞0，且为常数）。

质量为m的金属杆与金属导轨垂直架在导轨上，两者接触良好。

在x＜0的某位置，金属杆受到一瞬时冲量，获得速度大小为v0，方向沿x轴正方向。

求：
（1）在金属杆运动过程中，电阻R上产生的总热量；
（2）若从金属杆进入磁场的时刻开始计时，始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆上，使金属杆的加速度大小恒为a，方向一直沿x轴负方向。

求：
a．闭合回路中感应电流持续的时间；
b．金属杆在磁场中运动过程中，外力F与时间t关系的表达式？
参考答案：
（1）金属杆向右运动切割磁感线产生感应电流，同时金属杆受安培力，做减速运动，直到停下。

在此过程中，金属杆的动能转化为电能再转化成电阻R的焦耳热。

根据能量转化与守恒，电阻R上产
生的热（4分）
（2）a．金属杆在磁场中做切割磁感线的运动，产生感应电流，金属杆受安培力和变力F的作用做匀变速直线运动，加速度为a方向向左（沿-x方向）。

它先向右运动，速度由v0减到0；然后向左运动，速度再由0增大到v0，金属杆回到x=0处，之后金属杆离开磁场。

金属杆向右或向左运动时，都切割磁感线，回路中都有感应电流。

感应电流持续的时间为。

（4分）b．设金属杆的速度和它的坐标分别为v和x，由运动学公式有
金属杆切割磁感线产生感应电动势
(3分)
由于在x<O区域不存在磁场，故只有在时间t < T=范围内，上述关系式才成立。

由欧姆定律可得回路中的电流为
(3分)
金属杆所受的安培力为
（向左为正方向）(2分)金属杆受安培力和变力F做匀变速运动，以向左方向为正方向，由牛顿第二定律有
可得(2分)
18. 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，已知某高速公路的最高限速为120 km/h, 假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况,经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t＝0．50s，刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0．40倍, 该高速公路上汽车间的距离至少应为多少？取重力加速度g＝10m/s2
参考答案：
解：在反应时间内，汽车作匀速运动，运动的距离 S1=Vt ①
设刹车时汽车的加速度的大小为a，汽车的质量为m，有 f=ma ②
自刹车到停下，汽车运动的距离③
所求距离 s=s1+s2 ④由以上各式得 s=1．6×102m
①、②、③、④式各3分，结果正确再给2分（结果为1．5 x 102m的，同样给分）。