仿真模拟卷(三)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.下列各选项中的负号表示方向的是( )A.“-5J”的功B.“-5m/s”的速度C.“-5℃”的温度D.“-5V”的电势2.如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( )A.2-3B.36C.33D.323.现在有一种观点,认为物理学是一门测量的科学。那么在高中物理中的自由落体运动规律、万有引力常量、电流的热效应、元电荷的数值分别是由不同的科学家测量或发现的,他们依次是( )A.伽利略、牛顿、安培、密立根B.牛顿、卡文迪许、奥斯特、库仑C.伽利略、卡文迪许、焦耳、密立根D.牛顿、开普勒、奥斯特、密立根4.鱼在水中沿直线水平向左减速游动过程中,水对鱼的作用力方向合理的是( )5.质量分别为m1、m2的甲、乙两球,在离地相同高度处,同时由静止开始下落,由于空气阻力的作用,两球到达地面前经t0时间分别到达稳定速度v1、v2,已知空气阻力大小Ff与小球的下落速率v成正比,即Ff=kv(k>0),且两球的比例常数k完全相同,两球下落的v-t关系如图所示,下列说法正确的是( )12\nA.m1<m2B.m1m2=v1v2C.释放瞬间甲球的加速度较大D.t0时间内两球下落的高度相等6.如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为( )A.tB.22tC.t2D.t47.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B.在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力C.摩天轮匀速转动,乘客受到的合力为零D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变8.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动,在P、Q间距增大过程中( )A.P、Q两板构成电容器的电容增大B.P板电荷量增大C.M点的电势比N点低D.M点的电势比N点高12\n9.工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度,通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,上下位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时,下列说法正确的是( )A.A、B平行板电容器的电容减小B.A、B两板间的电场强度增大C.A、B两板上的电荷量变小D.有电流从b向a流过灵敏电流计10.某同学自己制作了一个简易电动机,如图所示。其中矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并且作为线圈的转轴。现将线圈架在两个金属支架之间,此时线圈平面位于竖直面内,将永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将( )A.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉B.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉C.左转轴下侧的绝缘漆刮掉,右转轴上侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴上侧的绝缘漆刮掉11.2022年6月15日11时,中国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭,成功发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”,并在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区。已知“慧眼”在距离地面550km的圆轨道上运行,则其( )A.线速度大于第一宇宙速度B.运行周期大于地球自转周期C.角速度小于同步卫星的角速度D.向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度12.如图所示,在一大小为E的水平匀强电场中,A、B两点的电势分别为φA、φB,A、B两点的直线距离为l,垂直电场方向的距离为d。一电荷量为q的带正电粒子从A点沿图中虚线移动到B点。则该过程中电场力做功为( )A.q(φA-φB)B.0C.qElD.qEd13.(2022浙江选考10月,13)如图所示是具有登高平台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m12\n到达灭火位置。此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,则用于( )A.水炮工作的发动机输出功率约为1×104WB.水炮工作的发动机输出功率约为4×104WC.水炮工作的发动机输出功率约为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W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.【加试题】以下关于天然放射现象,叙述正确的是( )A.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D.玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念15.【加试题】如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sinπtV的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )A.原线圈的输入功率为2202WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为1102VD.副线圈输出交变电流的周期为50s16.【加试题】如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波,下列说法正确的是( )A.频率为1.5HzB.波速为6m/sC.t=2s时,x=2m处的质点经过平衡位置D.t=1s时,x=1m处的质点处于波峰三、非选择题(本题共7小题,共55分)17.(5分)某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50Hz。(1)为了消除运动过程中所受摩擦的影响,调整时应将木板 (选填“左”或“右”)端适当垫高以平衡摩擦力。 (2)实验中,某同学打出一段纸带如图乙所示,相邻两计时点距离依次为:AB=3.50cm、BC=3.80cm、CD=DE=EF=FG=GH=4.00cm,则匀速运动的速度v=m/s。 (3)根据多次测量的数据,画出橡皮筋对小车做功W与小车匀速运动速度v的草图如图丙所示,根据图线形状猜想,W与v的关系可能为 。 A.W∝vB.W∝v-1C.W∝v-2D.W∝v212\n18.(5分)某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡在不同电压下的实际功率,实验电路如图甲所示:(1)实验闭合开关前,滑动变阻器的划片应在 (选填“a”或“b”)端。 (2)实验中闭合开关,把滑动片向一端移动过程中,发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变,则电路中出现故障的元件可能是 (选填“A”或“B”)。 A.小灯泡B.滑动变阻器(3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示,可判定在图乙中小灯泡的功率与加在两端电压的平方U2的图象正确的是 (选填“1”“2”或“3”)。 19.(9分)陕西汉中天坑群是全球较大的天坑群地质遗迹,镇巴三元圈子崖天坑,最大深度300m,在某次勘察中,一质量为60kg的探险队员利用竖直方向的探险绳从坑沿滑到坑底。若队员先从静止开始做匀加速直线运动,下滑20s时速度达到5m/s,然后以此速度匀速运动45s,最后匀减速直线运动到达坑底速度恰好为零。整个下行过程中探险绳始终处于竖直,探险队员视为质点。求:(1)匀加速阶段的加速度大小a1及匀加速下降的高度h1;(2)匀减速下降时探险绳对探险队员的摩擦力大小;(3)探险队员整个下落过程的平均速度大小。20.(12分)如图所示,在光滑的水平平台上有一质量m=0.1kg的小球压缩轻质弹簧(小球与弹簧不拴连)使其具有Ep=0.2J的弹性势能,平台的B端连接两个半径都为R且内壁都光滑的四分之一细圆管BC及细圆管CD,圆管内径略大于小球直径,B点和D点都与水平面相切。在地面的E处有一小圆弧(图中未画出,小球在经过E处时的动能不损失)且安装了一个可改变倾角的长斜面EF,已知地面DE长度为0.3m且与小球间的动摩擦因数μ1=0.5,小球与可动斜面EF间的动摩擦因数μ2=33。现释放小球,小球弹出后进入细圆管,运动到B点时对上管壁有FN=1N的弹力。g取10m/s2,求:12\n(1)细圆管的半径R;(2)小球经过D点时对管壁的压力大小;(3)当斜面EF与地面的倾角θ(在0~90°范围内)为何值时,小球沿斜面上滑的长度最短?并求出最短长度。21.(4分)【加试题】根据单摆周期公式T=2πlg,可以通过实验测量出当地的重力加速度。如图所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为 mm。 (2)(多选)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有 。 A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,时间间隔Δt即为单摆周期TE.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球摆动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间Δt,则单摆周期T=Δt5022.(10分)【加试题】在某生产车间的流水线中,有一装有货物的小车从倾角为θ12\n的光滑斜坡上下滑,撞击挡板后停下,货物被工人取走(如图1)。为了减少小车对挡板的冲击,某同学设想了一个电磁缓冲装置,在小车的底部固定与小车前端平齐、匝数为n、边长为L、总电阻为R的正方形闭合线框;在斜坡的下端加上宽度同为L的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜坡向下,如图2所示(小车未画出)。若小车和货物的总质量为m1,线框的质量为m2,小车在线框的下边离底部挡板距离为d时静止释放,线圈进入磁场后,小车立即做减速运动,已知小车在撞击挡板前已经匀速运动。求:(1)线框刚进入磁场时的速度v大小和小车匀速运动的速度v2大小;(2)若采用适当粗些的导线绕制线框,保持匝数、边长、形状不变,能否减小小车匀速运动的速度,从而增大缓冲的效果?请说明理由。(3)小车运动过程中线框产生的焦耳热。23.(10分)【加试题】如图甲所示,y轴右侧空间有垂直xOy平面向里随时间变化的磁场,同时还有沿y轴负方向的匀强电场(图中电场未画出),磁感应强度随时间变化规律如图乙所示(图中B0已知,其余量均为未知)。t=0时刻,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入电场和磁场区域,t0时刻粒子到达坐标为(x0,y0)的点A(x0>y0),速度大小为v,方向沿x轴正方向,此时撤去电场,t2时刻粒子经过x轴上x=x0点,速度沿x轴正方向,不计粒子重力,求:(1)0~t0时间内O、A两点间电势差UOA;12\n(2)粒子在t=0时刻的加速度大小a;(3)B1的最小值和B2的最小值的表达式。12\n普通高校招生选考(物理)仿真模拟卷(三)一、选择题Ⅰ1.B 解析功、温度、电势都为标量,其负号表示大小,而速度为矢量,其负号表示方向,B正确。2.C 解析F水平时,有F=μmg;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角时,则Fcos60°=μ(mg-Fsin60°),联立解得μ=33,故选C。3.C 解析伽利略最早利用斜面实验研究了自由落体运动规律;卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量;焦耳发现了电流的热效应;密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值。所以选C。4.C 解析鱼在水中沿直线水平向左减速游动,加速度方向水平向右,鱼受到的合力方向水平向右,即重力G与F的合力水平向右,如图所示,因此选C。5.B 解析由题图知甲、乙两球匀速运动的速度关系有v1>v2,由受力平衡得mg=kv,联立得m1>m2,且m1m2=v1v2,故B正确,A错误;释放瞬间两球的速度均为零,阻力为零,故加速度均为g,选项C错误;图线与时间轴围成的面积等于物体的位移,由题图可知t0时间内甲下落的高度较大,故选项D错误。6.C 解析设第一次抛出时A球的速度为v1,B球的速度为v2,则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t,第二次两球的速度为第一次的2倍,但两球间的水平距离不变,则x=2(v1+v2)T,联立得T=t2,所以C正确,A、B、D错误。7.B 解析机械能等于动能和重力势能之和,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能时刻发生变化,则机械能在变化,故A错误;在最高点对乘客受力分析,根据牛顿第二定律有mg-FN=mv2r,座椅对他的支持力FN=mg-mv2r<mg,故B正确;乘客随座舱做匀速圆周运动,需要有合外力提供给他做向心力,所以乘客所受合力不能为零,故C错误;乘客重力的瞬时功率P=mgv·cosθ,其中θ为线速度和竖直方向的夹角,摩天轮转动过程中,乘客的重力和线速度的大小不变,但θ在变化,所以乘客重力的瞬时功率在不断变化,故D错误。8.D 解析电容式话筒与电源串联,其电压保持不变。在P、Q间距增大的过程中,根据电容决定式C=εS4πkd,可知电容减小;又根据电容定义式C=QU得知电容器所带电荷量减小,P极板上电荷量减小,电容器放电,放电电流通过R的方向由M到N,则M点电势高于N点电势,故A、B、C错误,D正确。点睛:本题关键掌握电容的决定式C=εS4πkd、电容的定义式C=QU,要熟悉各个物理量之间的关系,抓住不变量进行分析。9.D 解析两极板和电源相连,故两极板间的电势差恒定,根据公式C=εS4πkd可知,当产品厚度增大而导致ε增大时,电容器的电容C增大,再根据Q=CU可知极板带电量Q增加,有充电电流从b向a流过,故A、C错误,D正确;因两板之间的电势差不变,板间距不变,所以两板间电场强度E=Ud不变,B错误。10.D 解析若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,则当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动,选项A错误。左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,电路不能接通,故不能转起来;同理C也不能转动,所以选项B、C错误。若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受安培力水平而转动,转过半周后电路不导通,转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动,选项D正确。11.D 解析第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动最大的运行速度,即近地卫星的线速度,可知,该卫星的线速度小于第一宇宙速度,A错误;地球同步卫星的周期等于地球自转周期,而该卫星的运行周期比地球同步卫星的周期小,所以该卫星的运行周期小于地球自转周期,B错误;该卫星的轨道半径比地球同步卫星的小,知该卫星的角速度比同步卫星的角速度大,C错误;根据a=GMr212\n知,该卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度。由a=ω2r知,地球同步卫星的向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度,因此,该卫星的向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度,D正确。12.A 解析粒子从A运动到B,电势差为φA-φB,故电场力做功W=q(φA-φB),A正确;粒子在电场方向运动距离为l2-d2,故电场力做功W=qEl2-d2,故B、C、D错误。13.B 解析人连同平台克服重力的功率为P台=m台ght=400×10×605×60W=800W,因伸缩臂具有一定的质量,所以伸缩臂抬升登高平台的发动机的输出功率要大于800W,选项D错误。在一秒钟内,喷出去水的质量为m=ρV=103×120kg=50kg,喷出去水的重力势能为WG=mgh=50×10×60J=3×104J,水的动能为12mv2=1×104J,所以1秒钟内水增加的能量为4×104J,所以水炮工作的发动机输出功率为4×104W,选项B正确,A、C错误。二、选择题Ⅱ14.ABD 解析卢瑟福通过对α粒子散射实验结果分析,提出了原子的核式结构模型,选项A正确;太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应,选项B正确;光电子的最大初动能与紫外线的频率有关,与紫外线的照射强度无关,当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的数量增多,光电流增大,选项C错误;玻尔在研究原子结构中引进了量子化的概念,提出了轨道量子化和能级等,选项D正确。15.B 解析电表的读数均为有效值,原线圈两端电压有效值为220V,由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比,可知副线圈两端电压有效值为110V,C错误;流过电阻R的电流为2A,可知负载消耗的功率为220W,根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为220W,A错误;由P=UI可知,电流表的读数为1A,B正确,由交流电压瞬时值表达式可知,ω=100πrad/s,周期T=0.02s,D错误。16.ABC 解析由波形图可知,波长为4m;实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5s时的波形图,波沿x轴正方向传播,又该波的周期大于0.5s,则0~0.5s时间内波传播的距离Δx=34λ,34T=0.5s,故周期T=23s,频率为1.5Hz,A正确。波速v=λf=6m/s,B正确。由2s=3T,t=0时,x=2m处的质点在平衡位置,t=2s时,该质点同样经过平衡位置,C正确。由1s=32T,t=0时,x=1m处的质点在波峰位置,t=1时,该质点在波谷位置,D错误。三、非选择题17.答案(1)左 (2)2 (3)D解析(1)平衡摩擦力时,将左端垫高形成斜面,使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡;(2)由题给条件可知,小车自C点开始匀速运动,则匀速运动的速度v=xCDT=4.00×10-20.02m/s=2m/s;(3)根据题图结合数学知识可知,该图象形式和y=xn(n=2,3,4…),形式相符合,故选D。18.答案(1)a (2)B (3)3解析(1)此电路是分压电路,滑动变阻器的aP部分与小灯泡并联,开始时应使小灯泡两端电压最小,故滑片应置于a端。(2)电流表与电压表均有明显读数,说明灯泡所在电路正常,滑动中示数几乎不变,说明滑动变阻器没有起到应有的作用,故可能存在故障的滑动变阻器,故填B。(3)由P=U2R,随着小灯泡两端电压的增大,灯丝温度升高,电阻增大,P随U2的变化变缓,即图线为3。19.答案(1)0.25m/s2 50m (2)630N (3)4m/s解析(1)由加速度定义式可得a1=vt1,解得a1=0.25m/s2;由位移时间关系可得:h1=12a1t12,解得h1=50m;(2)匀速运动的位移为:h2=vt2,解得h2=225m减速下降的位移为h3=h-h1-h2,解得h3=25m根据位移速度关系可得减速的加速度大小为:a2=v22h3,解得a2=0.5m/s2根据牛顿第二定律可得:Ff-mg=ma2,解得Ff=630N;(3)减速下落的时间为:t3=va3=10s;下落过程中的总时间为:t=t1+t2+t3=75s;12\n平均速度为:v=ht,解得v=4m/s。20.答案(1)0.2m (2)7N (3)60° 0.39m解析(1)EP=12mvB2 得vB=2m/sFN+mg=mvB2R 得R=0.2m(2)mg·2R=12mvD2-12mvB2FD-mg=mvD2R 得FD=7N根据牛顿第三定律知小球过D点时对管壁的压力大小为7N(3)从B开始,到运动至斜面上最高处,利用动能定理可得mg·2R-μ1mgLDE-mgssinθ-μ2mgscosθ=0-12mvB2得s=1.353sinθ+3cosθ=1.3523sin(θ+30°)所以当θ=60°时,有最小值sm=9340m≈0.39m21.答案(1)18.6 (2)ABE解析(1)十分度游标尺的第6个刻度线与主尺刻度线对齐,所以读数为18.6mm。(2)对于单摆,摆线质量可忽略且不可伸长,所以应选伸缩性小的细线,摆球应选密度较大、体积小的钢球;为使摆的周期大一些,由T=2πlg知,摆线应长些,所以选项A、B正确;摆角应小于5°,要减小周期测量的误差,计时起点应选在摆球的平衡位置,且测量多次(N)全振动的总时间(Δt),然后再算出周期T=ΔtN,选项E正确。22.答案(1)2g(d-L)sinθ (m1+m2)gRsinθn2B2L2(2)能,理由见解析(3)(m1+m2)gdsinθ-(m1+m2)3g2R2sin 2θ2n4B4L4。解析(1)小车下滑d-L距离的过程,由机械能守恒定律得(m1+m2)g(d-L)sinθ=12(m1+m2)v2可得v=2g(d-L)sinθ小车匀速运动时,所受的安培力大小为F=nBIL=nBnBLv2RL=n2B2L2v2R由平衡条件得(m1+m2)gsinθ=F联立解得v2=(m1+m2)gRsinθn2B2L2(2)由v2=(m1+m2)gRsinθn2B2L2得v2=(m1+ρ密·n4LS)g·ρ电·n4LSsinθn2B2L2=4(m1S+4nρ密L)gρ电sinθnB2L则知,保持匝数、边长、形状不变,导线加粗时,截面积S增大,由上式知能减小小车匀速运动的速度v2,从而增大缓冲的效果。(3)根据能量守恒定律,小车运动过程中线框产生的焦耳热为Q=(m1+m2)gLsinθ+12(m1+m2)v2-12(m1+m2)v22联立解得Q=(m1+m2)gdsinθ-(m1+m2)3g2R2sin 2θ2n4B4L423.答案(1)mv2-mv022q (2)qv0B0m+v02-v22y0 (3)B1=2mvq(2x0-y0),B2=mvqx0解析(1)带电粒子由O点到A点运动过程中,由动能定理得qUOA=12mv2-12mv02解得UOA=mv2-mv022q(2)设电场强度大小为E,则12\n-UOA=UAO=Ey0t=0时刻,由牛顿第二定律得qv0B0-qE=ma解得a=qv0B0m-v02-v22y0(3)如右图所示,t0~t1时间内,粒子在小的虚线圆上运动,相应小圆最大半径为R,对应的磁感应强度最小值为B1,则R=2x0-y02又qvB1=mv2R解得B1的最小值B1=2mvq(2x0-y0)t1时刻粒子从C点切入大圆,大圆最大半径为x0,对应的磁感应强度的最小值为B2,则qvB2=mv2x0B2=mvqx012
