2020-2021学年山东文登高三第二次模拟考试物理卷(解析版).doc

2020-2021学年山东文登高三第二次模拟考试物理卷（解析版）
姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________
题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分
得分
1. （知识点：动能定理,匀变速直线运动基本公式应用,对单物体(质点)的应用）
（18分）
如图甲所示，倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长。

一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态。

当t=0时释放滑块。

在0~0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所
示。

已知弹簧的劲度系数N/m，当t=0.14s时，滑块的速度v1=2.0m/s。

g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

弹簧弹性势能的表达式为（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。

求：
（1）斜面对滑块摩擦力的大小f；
（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d；
（3）在0~0.44s时间内，摩擦力做的功W。

【答案】
（1）4.0N；（2）0.20m；（3）－1.64J。

【解析】
试题分析：（1）由题中的图乙可知，在t1=0.14s后这段过程中滑块加速度的大小a1=10m/s2。

根据牛顿第二定律有：（2分）
所以 f=4.0N （2分）
（2）当t1=0.14s时弹簧恰好恢复原长，在这段过程中，根据能的转化与守恒有
（2分）
评卷人得分
其中（1分）
（1分）
（1分）
联立可求得 d = 0.20 m （1分）
（3）设从t1=0.14s时开始，经时间滑块的速度减为零，则有s（1分）
这段时间内滑块运动的距离m（1分）
此时t2=0.14s+=0.34s（1分）
此后滑块将反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求得此时加速度的大小
m/s2（2分）
在0.34s~0.44s（s）时间内，滑块反向运动的距离m（1分）
所以在0~0.44s时间内，摩擦力f做的功J （2分）
考点：牛顿第二定律，功能原理。

（20分）如图所示，平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E，方向与x轴平行且沿x轴负方向的匀强电场，在第一、三、四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。

现将一挡板放在第二象限内，其与x,y轴的交点M、N到坐标原点的距离均为2L。

一质量为m，电荷量绝对值为q的带负电粒子在第二象限内从距x轴为L、距y轴为2L的A点由静止释放，当粒子第一次到达y轴上C点时电场突然消失。

若粒子重力不计，粒子与挡板相碰后电荷量及速度大小不变，碰撞前后，粒子的速度与挡板的夹角相等（类似于光反射时反射角与入射角的关系）。

求:
(1)C点的纵坐标。

(2)若要使粒子再次打到档板上，磁感应强度的最大值为多少?
(3)磁感应强度为多大时，粒子从A点出发与档板总共相碰两次后到达C点?这种情况下粒子从A点出发到第二次到达C点的时间多长?
【答案】
（1）3L；（2）；（3）；。

【解析】
试题分析：（1）设粒子到达挡板之前的速度为v0
有动能定理（1分）
粒子与挡板碰撞之后做类平抛运动
在x轴方向（1分）
在y轴方向（1分）
联立解得
C点的纵坐标为（1分）
（2）粒子到达C点时的沿x轴方向的速度为（1分）
沿y轴方向的速度为（1分）
此时粒子在C点的速度为（1分）
粒子的速度方向与x轴的夹角
（1分）
磁感应强度最大时，粒子运动的轨道半径为（2分）
根据牛顿第二定律（1分）
要是粒子再次打到挡板上，磁感应强度的最大值为（1分）
（3）当磁感应强度为B2时，粒子做半径为r2的圆周运动到达y轴上的O点，之后做直线运动打到板上，
（2分）
此时的磁感应强度为（1分）
此后粒子返回到O点，进入磁场后做匀速圆周运动，由对称性可知粒子将到达D点，接着做直线运动到达C 点
从A到板，有（1分）
在磁场中做圆周运动的时间（1分）
从O到板再返回O点作直线运动的时间（1分）
从x轴上D点做匀速直线运动到C点的时间为（1分）
总时间为（1分）
考点：带电粒子在磁场中的运动，牛顿第二定律，平抛运动。

（8分）传统的打气筒的示意图如下图中的左图所示，圆柱形打气筒A高H，内部横截面积为S，底部有一单向阀门K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B 中。

用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气，为了解决这一问题，某研究性学习小
组的同学们经过思考之后，他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装（图中的右图所示）：该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环C（体积不计），调节C距气筒顶部的高度就可以控制容器B中的最终压强。

已知B的容积VB=3HS，向B中打气前A、B中气体初始压强均为P0= 1.0×l05 Pa，设气体温度不变。

①若C距气筒顶部的高度为h=，则第一次将活塞从打气筒口压到C处时，容器B中的压强是多少？
②要使容器B中的最终压强为3P0，则h与H之比应为多少？
【答案】
①1.2×105Pa；②2:3。

【解析】
试题分析：①A、B中气体为研究对象
（1分）（1分）
（1分）
解得容器B中的压强P2=1.2×105Pa（1分）
②以A内的气体为研究对象
（1分）
（H-h）S（1分）
（1分）
解得h:H=2:3（1分）
考点：理想气体状态方程。

（8分）某同学设计了如图所示的装置，来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。

给定的实验器材有米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等。

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。

实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m／s2。

①若利用上述实验器材和公式可以测量滑块在A、B间运动时的加速度。

请你在给定的方框中设计一个记录两个物理量数据的表格，记录次数为5次。

在表格中标明要测量的两个物理量。

②根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：
当上式中的（）保持不变时，a是m的一次函数。

该同学想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算。

为了保证实验中（）不变，在改变m时，应将从托盘中取出的砝码置于
_________________。

③实验得到a与m的关系如图所示，由此可知μ=_________________（取两位有效数字）
【答案】
①记录数据的表格如图所示。

②滑块；③0.21~0.25。

【解析】
试题分析：①这两个物理量分别是位移s和时间t，表格中记录的原始数据，故如表所示；②要使（）不变，应将砝码从砝码盘中取出放入滑块中；③在图线上找到两个点，一个是当a=0.35m/s2时，m=6.7kg，另一个是当a=0.15m/s2时，m=6.2kg，将两组数据代入到原公式中，并且将公式先变形一下为：（a+μg）[M+（m′+m）]=(1+μ)gm，代入后将两式相除，即可将[M+（m′+m）]与(1+μ)约掉，从而计算出μ=0.23。

考点：列表格，根据图像选数值计算摩擦因数。

（10分）某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V，额定电流0.5A，线圈绕阻小于1。

已知当电动机两端电压小于1V时，电动机不会发生转动。

为了研究其在一定电压范围内，输出功率与输入电压的关系。

请你帮助该小组完成该项工作。

已知学校实验室提供的器材有：
直流电源E，电压6V，内阻不计；
小直流电动机M；
电压表V1，量程0～0.6V，内阻约3k；
电压表V2，量程0～6V，内阻约15k；
电流表A1，量程0～0.6A，内阻约1；
电流表A2，量程0～3A，内阻约0.5；
滑动变阻器R，0～10，2A；
电键S一只，导线若干。

①首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻。

根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选_________________。

若电压表的示数为0.1V，电流表的示数为0.2A，则内阻，这个结果比真实值偏
_________________（选填“大”或“小”）。

②在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。

（标明所选器材的符号）
③当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是_________________W。

【答案】
① V1 ；0.5；小；②设计的电路如图所示。

③1.72。

【解析】
试题分析：①由于要控制电动机不转动，其两端电压小于1V，故电压表应选用V1，电动机的内阻r==0.5
Ω，由于电动机的电阻很小，故宜采用电流表外接法测量，那么电流表的测量值偏大，计算得出的内阻值偏小；②电动机正常工作时的两端电压为5V，故测其两端电压的电压表应该选用V2，其额定电流为0.5A，故电流表选用A1，电路图如图所示，电路设计为分压电路也可；③由于电压表的示数为4.5V时，电流表的示数为0.4A，故电动机消耗的电功率为4.5V×0.4A=1.8W，用于发热的电功率为（0.4A）2×0.5Ω=0.08W，故电动机的输出功率为P=1.8W－0.08W=0.72W。

考点：测电阻，测功率。

如图所示，横截面为直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F通过球心水平作用在光滑球B 上，系统处于静止状态。

当力F增大时，系统仍保持静止，则下列说法正确的是
A．斜劈A受到的力的个数不变
B．斜劈A受到的摩擦力一定增大
C．光滑球B对地面的的压力一定不变
D．光滑球B受到的合力不变
【答案】
D
【解析】
试题分析：当力F适当时，A与墙壁间的摩擦力可以为0，当力F再增大或减小时，A与墙壁间的摩擦力就会施加于A上，故斜劈A受到的力的个数会改变，选项A错误；当推力F较小时，A有一种向下的运动趋势，故墙壁对A产生的摩擦力向上，当推力F增大时，该摩擦力会减小，故选项B错误；将系统看成一个整体，由于竖直方向墙壁对A的摩擦力大小在改变，所以光滑球B对地面的的压力一定也会改变，选项C错误；由于球B处于静止状态，故它受到的力是平衡力，合力为0，故选项D正确。

考点：力的平衡。

一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙．下列四幅图像分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep（以斜面底端为参考平面）随时间变化的关系图像，其中正确的是
【答案】
D
【解析】
试题分析：因为滑块以一定的初速度滑上斜面，然后又滑下来，故滑块的速度是先减小后增大；由于A图中位移图像上某点的切线斜率为该点的速度大小，在上升的过程中，速度逐渐减小，而在下降的过程中，切线的斜率是先大后小，反映速度是先增大后减小，这是不正确的，故选项A错误；由于摩擦的存在，故滑块滑到底的速度应该小于滑上斜面的速度，所以选项B错误；滑块的动能应该刚开始的较大，到最上端为0，再到最下端又较大，故选项C错误；滑块的重力势能随高度的变化而变化，上升时速度逐渐减小，下降时速度逐渐增大，由于滑块上升时的加速度大于下降的加速度，故上升到端点的时间小，下降的时间长，所以选项D正确。

考点：位移、速度、动能与重力势能变化的图像。

如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，副线圈接有电压表、光敏电阻R(其阻值随光强增大而减小)、“12V、6W”的小灯泡D。

电流表、电压表均为理想电表。

原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是
A．电压u的频率为100 Hz
B．电压表的示数为22V
C．照射R的光变弱时，电流表的示数变大
D．调节照射R的光强度，可以使灯泡D正常发光
【答案】
BD
【解析】
试题分析：由图像可知，交流电的周期为T=2×10－2s，故其频率为f==50Hz，故选项A错误；由于原线
圈的电压有效值为220V，原、副线圈的匝数之比为10：1，故副线圈的电压有效值为22V，即电压表的示数为22V，选项B正确；照射光变弱时，光敏电阻变大，副线圈中的电流变小，引起原线圈中的电流也变小，故选项C错误；由于副线圈的电压为22V，小灯泡正常发光时的电压为12V，故通过调节光照强度，即调节光敏电阻的大小，可以让其正常发光，选项D正确。

考点：变压器，光敏电阻。

用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。

如图所示，在
ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率
（k<0），则
A．圆环具有扩张的趋势
B．圆环中产生逆时针方向的感应电流
C．圆环中感应电流的大小为krS/2ρ
D．图中a、b两点之间的电势差
【答案】
AD
【解析】
试题分析：由于k值小于0，即磁场是逐渐变小的，根据愣次定律可得，线圈产生的磁场要阻碍它的减小，故线圈有扩张的趋势，以减小穿过线圈磁场的减小，选项A正确；线圈中产生的磁场方向是民原磁场的方向相同，故由右手定则可知，线圈中的感应电流方向是顺时针方向，选项B错误；圆环产生的感应电动势
为E=k×πr2，圆环的电阻为R=ρ，故圆环中的感应电流为I==，选项C错误；故ab两点
间的电势差U=I×R=，故选项D正确。

考点：电磁感应定律，欧姆定律，愣次定律。

物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系．如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和Ω（欧）的乘积等效．现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧）和T（特），由它们组合成的单位都与电压单位V（伏）等效的是
A．J/C和N/C B．C/F和T•m2/s C．W/A和C•T•m/s D．•和T•A•m
【答案】
B
【解析】
试题分析：物体量单位间的关系我们一下子搞不清楚，可以将其转换为物理量，因为物理公式相对来说更熟悉些；A中的J/C其实就是电功与电量之比，正好等于电压，所以该单位组合正确，而N/C就是力与电量之比，而电场强度E与电量之比才等于电压，故该单位组合错误，选项A错误；C/F是电量与电容的比值，它是电压的单位，T•m2/s是磁场强度、长度与速度的乘积，由电磁感应的公式可知，它也是电压的单位，选项B正确；W/A是电功率与电流的比值，是电压的单位，而C•T•m/s是电容、磁场强度与速度的乘积，不
是电压的单位，故选项C错误；•是电压的单位，但T•A•m是力的单位，故选项D错误。

考点：单位间的组合。

图中虚线是某电场中的一簇等势线。

两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。

若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是
A．a、b两点的电场强度大小关系
B．a、b两点的电势关系
C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大
D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大
【答案】
AD
【解析】
试题分析：由虚线的等势线可以看出，这是一个点电荷形成的电场，a处离点电荷较远，b处离点电荷较近，故这现两点的电场强度的关系为，a点的电场强度小于b点，选项A正确；由于不确定点电荷的性质，电场线的方向也就不明确，故无法判断a、b两点的电势关系，选项B错误；由于粒子仅在电场力的作用下运动的，故电场力对粒子都做正功，两种粒子的电势能都减小，动能增大，选项C错误，D正确。

考点：等势面，电场力做功，电势能的变化。

由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月 19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二。

若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体。

“蛟龙”下潜深度为d，天宫一号轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天官一号”所在处的加速度之比为
A．B．
C．D．
【答案】
D
【解析】
试题分析：由于天宫一号离地心的距离为R+h，根据万有引力定律及牛顿第二定律可得，天宫一号处的加速度为g天=；又因为蛟龙号距离地心R－d，该处的加速度相当于半径为R－d的球体对物体的万有引力产生的加速度，设半径为R－d的球体的质量为M′，则，故蛟龙号所在位置的加速度为g龙=，所以蛟龙号与天宫号的加速度之比为g龙：g天=：
=，选项D正确。

考点：万有引力，牛顿第二定律。

（12分）[物理—物理3-3]
（1）（4分）下列说法正确的是 _________________（双选，填正确的答案符号）
A．扩散现象和布朗运动都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动都是分子的热运动
B．气体的温度升高，气体分子的平均动能一定增大
C．两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大，后变小，再变大
D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
E．一定质量的理想气体体积增大时，压强一定减小
【答案】
BC
【解析】
试题分析：扩散现象是分子的热运动，而布郎运动是不是分子的热运动，但是它能说明分子是运动的，故选项A错误；气体的温度升高，气体分子的平均动能一定增大，故选项B正确；两分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，无限远处合力为0，然后靠近到一定程度时，会先有引力，此时引力大于斥力，故合力先变大，再靠近时，到引力等于斥力时，分子间相互作用的合力又为0，再靠近时，斥力又会大于引力，故合力再次变大，所以选项C正确；第二类永动机不可能制造不是因为它违反了能量守恒定律，而是违反了热力学第一定律，故选项D错误；一定质量的气体在温度不变时，体积增大，压强一定减小，故选项E错误。

考点：分子动理论，热力学第一定律。