届安徽省合肥市高三调研性检测零模物理试题.docx
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届安徽省合肥市高三调研性检测零模物理试题
绝密★启用前
合肥市 2020 届高三调硏性检测
物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
第 I 卷(满分 40 分)
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。
1 一 7 题在每小题给出的四个选项中,只有一个选
项是正确的,8—10 题有多个选项是正确的,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0
分。
)
1.甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图像如图中两条曲线所示。
以下有关两车
在 t1~t2 时间内运动情况的说法正确的是
A. 两车的位移相同
B. 两车的平均速度相同
C. 两车的速度均逐渐增大
D. 两车的加速度均逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A. v-t 图象中图线与横轴围成的面积大小表示位移,可知在 t :
t 时间内,甲车的位移大于乙车
12
的位移,故 A 错误;
B. 根据 v = s
t
可知在 t1 :
t2 时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故 B 错误;
C. 由 v-t 图象可知两车的速度均逐渐增大,故 C 正确;
D. v-t 图象斜率的绝对值代表加速度的大小,在 t :
t 时间内,甲车的加速度大小逐渐减小,乙车的加速
12
度大小逐渐增大,故 D 错误。
2.电磁炉具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点。
关于电磁炉加热食物的过程,下列说法正确的
是
A. 电磁炉是通过面板发热来加热食物的
B. 电磁炉是通过锅底部产生的涡流发热来加热食物的
.
C. 只要是环保、绝缘材料做成的锅具均可以加热食物
D. 线圈中通入足够大的恒定电流也能加热食物
【答案】B
【解析】
【详解】电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电器烹饪器具;使用时,加热线圈中通入交变电流,线圈
周围便产生交变磁场,交变磁场的磁感线大部分通过金属锅底(铁锅),在锅底中产生大量的涡流,从而产
生烹饪所需的热,所以电磁炉发热部分需要用铁锅产生涡流来加热;
A. 与分析不符,故 A 错误;
B. 与分析相符,故 B 正确;
C 与分析不符,故 C 错误;
D. 与分析不符,故 D 错误。
3.在国产科幻片《流浪地球》中,人类带着地球流浪至木星附近时,上演了地球的生死存亡之战。
木星是
太阳系内体积最大、自转最快的行星,早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星,其中“木卫三”
离木星表面的高度约为 h,它绕木星做匀速圆周运动的周期约为 T。
已知木星的半径约为 R,引力常量为 G,
则由上述数据可以估算出
A. 木星的质量
B. “木卫三”的质量
C. “木卫三”的密度
D. “木卫三”向心力
【答案】A
【解析】
【详解】AB. “木卫三”绕木星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力有:
GMm4π 2m( R + h)
=
( R + h)2T 2
解得木星的质量:
M =
4π 2 ( R + h)
GT 2
可以估算出木星的质量,但无法估算出“木卫三”的质量,故 A 正确,B 错误;
C. 根据密度公式可估算出木星的密度,由于无法估算出“木卫三”的质量和不知道“木卫三”的半径,无
法估算出“木卫三”的密度,故 C 错误;
D. 由于无法估算出“木卫三”的质量,根据向心力公式可知,无法估算出“木卫三”的向心力,故 D 错误。
4.电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的杀伤武器。
下图是电磁炮的原理示意图,与电源的正、负
极相连的水平平行金属轨道位于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道所在平面向上,通电的导体滑块将在磁场
中向右加速,下列说法正确的是
A. a 为电源正极
B. 炮弹由于安培力的作用在磁场中一直加速
C. 仅将磁场反向,导体滑块仍向右加速
D. 仅减小弹体质量,其速度变化率增大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB. 若电源 a 、 b 分别为负极、正极,根据左手定则可知,受到的安培力向右,则导体滑块可在
磁场中向右加速;若电源 a 、 b 分别为正极、负极,根据左手定则可知,受到的安培力向左,则导体滑块
可在磁场中向左加速;导体滑块在磁场中受到的安培力作用下加速运动,故A 错误,B 正确;
C. 仅将磁场反向,导体滑块所受安培力方向改变,导体滑块向左加速,故C 错误;
D. 仅减小弹体质量,根据牛顿第二定律可知导体滑块可在磁场中向右加速的加速度增大,所以导体滑块速
度变化率增大,故 D 正确。
5.如图所示为甲、乙两辆汽车在水平和倾斜路面上转弯时的情景。
关于两辆汽车的受力情况,下列说法正
确的是
A. 两车均需要平行路面的向心力
B. 两车均受竖直向上的支持力
C. 甲车一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力
D. 乙车一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A. 向心力是效果力,受力分析时,不能分析向心力,故 A 错误;
B. 倾斜路面上汽车受到的支持力与斜面垂直,不是竖直向上的方向,故B 错误;
C. 甲车转弯时,由静摩擦力提供圆周运动向心力,故甲车一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力,故C
正确;
D. 令斜面的夹角为θ ,当汽车速度满足:
v 2
m= mgtanθ
r
即 v =
gvtanθ 时,汽车不受摩擦力作用,故 D 错误。
6.图示电路中所有元件完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计示数为0,其原因可能是
A. 光照时间较短
B. 电源电动势较大
C. 入射光强度较小
D. 入射光波长较长
【答案】D
【解析】
【详解】根据电路图可知,光电管所加的是正向电压,所以灵敏电流计示数为零的原因是金属未能发生光
电效应,根据光电效应的条件可知,当光照频率小于金属的极限频率时,不会有电子逸出,则入射光的波
长较长;
A. 与分析不符,故 A 错误;
B. 与分析不符,故 B 错误;
C. 与分析不符,故 C 错误;
D. 与分析相符,故 D 正确。
7.如图所示,理想变压器的原线圈输入电压不变的交变电流,将滑动变阻器的滑片向下移动时,下列说法
正确的是
A. 原线圈中的电流减小
B. 副线圈两端电压增大
C. 小灯泡两端电压增大
D. 滑动变阻器消耗功率一定减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB. 输出电压由输入电压和匝数比决定,原线圈输入电压不变,匝数不变,则副线圈两端电压不
变,滑片 P 向下移动时,电阻增大,流过灯泡的电流减小,则原线圈电流减小,故 A 正确,故 B 错误;
C. 流过灯泡的电流减小,根据欧姆定律可知灯泡两端电压减小,故C 错误;
D. 副线圈电压不变,电流减小,则输出功率减小,灯泡消耗的功率减小,但滑动变阻器消耗的功率不一定
减小,故 D 错误。
8.图示是某同学练习背越式跳高的过程。
关于该过程,下列说法正确的是
A. 该同学越过横杆前处于超重状态
B. 该同学刚越过横杆时处于失重状态
C. 该同学起跳时,地面的支持力对其做了功
D. 海绵垫的作用是延长作用时间,从而减小其作用力
【答案】BD
【解析】
【详解】AB. 该同学从离开地面到落地前,加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,故 A 错误,B 正
确;
C. 该同学起跳时,地面对他的支持力方向竖直向上,但该同学的位移为零,所以地面的支持力对其不做功,
故 C 错误;
D. 根据动量定理,海绵垫的作用是延长作用时间,从而减小其作用力,故D 正确。
9.如图所示,一根水平横杆上套有 A、B 两个轻环,拴柱水杯的等长细绳系在两环上,整个装置处于静止状
态,现缓慢增大两环距离,则下列说法正确的是
A. 杆对 A 环的支持力逐渐增大
B. 杆对 A 环的摩擦力保持不变
C. 杆对 B 环的支持力保持不变
D. 细绳对 B 环的拉力逐渐增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AC. 设水杯的质量为 M ,以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象,竖直方向受到重力和水平
横梁对铁环的支持力 FN ,力图如图所示,根据平衡条件得:
2 F = Mg
N
可得:
F = 1 Mg
N2
可见,水平横梁对铁环的支持力 FN 不变,故 A 错误、C 正确;
B. 以 A 环为研究对象,竖直方向:
F = Fsinα
N
水平方向:
F = Fcos α
f
联立解得:
F =FN
f
α 减小时, F 变大,故 B 错误;
f
D. 设与 B 环相连的细绳对水杯的拉力为T ,根据竖直方向的平衡条件可得:
2Tcosθ = mg
由于绳子与竖直方向的夹角θ 增大,则 cos θ 变小,绳子拉力变大,故 D 正确。
10.如图所示,竖直线上有 A、B、C 三点,AB 与 BC 间距相等,O、C 两点等高,在 O 点固定一点电荷。
已知
B 点电势高于 A 点电势,若一带正电小球在外力作用下,沿直线由 A 经 B 匀速运动到 C,则下列说法正确的
是
A. 点电荷一定带正电
B. 外力方向始终指向 O 点
C. 小球的机械能逐渐减小
D. 电场力在 AB 和 BC 段做的功一定相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A. 已知 B 点电势高于 A 点电势,根据距正电荷越近电势越高分析,B 距离 O 点的距离小于 A 距
离 O 点的距离,因此可以判断点电荷为正电荷,故 A 正确;
B. 因为场源电荷带正电,小球也带正电,因此小球受到的电场力是排斥力,带正电小球在外力作用下,沿
直线由经 A 匀速运动到 C ,说明小球受到重力以及电场力和外力三力平衡,因此得出外力方向斜向左上方,
故 B 错误;
C. 根据分析可知,除重力外的合力的方向竖直向上,与速度方向成180 ,因此除重力外的合力做负功,
所以机械能减小,故 C 正确;
D. 因为 AB 段和 BC 段所受的电场力是变力,电场力在增大,但电场力的方向与运动方向的夹角增大,根
据做功公式可知 AB 段和 BC 段电场力做的功不一定相等,故 D 错误。
第 II 卷(满分 60 分)
二、实验题(本题共 2 小题,共 20 分)
11.关于“验证机械能守恒定律”的实验,请完成以下问题:
(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带、打点计时器、电源、重锤等器材。
为完成此实验,除了所给
的器材,下图中还必须选取的实验器材有__________;
(2)实验操作完成后,某同学测量纸带上计时点的距离如下图,已知打点计时器每隔0. 02s 打一个点,则
B 点对应的速度 vB=__________m/s;(保留三位有效数字)
若重锤下落的高度为 hBH,H 点对应的速度为 vH,当地重力加速度为 g,为得出实验结论,需要比较ghBH 与
__________的大小关系(用题中字母表示),若操作无误,则计算结果一定是前者比后者的值__________
(填“偏大”或“偏小”);
(3)写出一条减小实验误差的措施___________________________。
【答案】
(1). A
(2). 1. 35(3).
1 1
v2 - v2
2 H 2 B
(4). 偏大 (5). 选用体积小、密
度大的重锤
【解析】
【详解】
(1)[1]打点计时器的工作电源是交流电源,在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而
可知道重锤下降的距离,以及通过纸带上两点的距离,求出平均速度,从而可知瞬时速度。
纸带上相邻两
计时点的时间间隔已知,所以不需要秒表。
必须选取的实验器材其名称是学生电源、电磁打点计时器、毫
米刻度尺。
重锤的质量可以测量也可以不测量,可选择的实验器材其名称天平,同时也不需要弹簧秤;
A. 与分析相符,故 A 正确;
B. 与分析不符,故 B 错误;
C. 与分析不符,故 C 错误;
D. 与分析不符,故 D 错误;
(2)[2]根据刻度尺的指示可知:
AC 之间的距离为:
x
AC
= 5.90 - 0.50cm = 5.40cm
根据匀变速直线运动中时间中的速度等于该过程中的平均速度,可以求出B 点瞬时速度的大小为:
v =
B
x
AC = 1.35m/s
2T
2 2
[3]根据机械能守恒定律可得:
11
mgh =mv2 -mv2
0
1
220
[4]若操作无误,因存在阻力的影响,则导致减小的重力势能大于增加的动能,即前者比后者的值偏大。
电压表(0~3V,内阻约 3 kΩ );
(3)[5]依据实验原理,结合实验操作,可将纸带保持竖直,从而减小打点计时器对纸带的阻力,或选用体
积小、密度大的重锤从而减小空气阻力.
12.某兴趣小组欲测定一阻值约 5 Ω 的未知电阻 Rx的阻值,现有如下实验器材:
。
电流表(0~0. 6A,内阻约 0. 5 Ω );
滑动变阻器(0~20 Ω );
电源(电动势 3V,内阻不计);
开关和导线若干
(1)将完成以下电路图__________;
(2)在正确连接电路后,闭合开关。
当滑动变阻器滑片移至某位置时,电压表和电流表的示数分别如图甲
和乙所示。
由图可知,电压表读数为_________V,电流表读数为_________A,可得待测电阻的阻值为
的
_________ Ω (结果保留 2 位小数),用该方案测得的电阻值_________其真实值(选填“大于” 等于”或
“小于”)。
【答案】
(1).
(2). 2. 20 (3). 0.48 (4). 4.58 (5). 小于
【解析】
【详解】
(1)[1]根据题意可以发现:
R
V >
R
x
R
x
R
A
所以测量电路应采用电流表的外接法,为使调压范围大,滑动变阻器采用分压接法,电路如图所示
(2)[2]根据电表的量程为 3V 和最小分度值为 0.1V,估读到 0.01V,电压表示数U = 2.20V ;
[3]电流表的最小刻度为 0.02A,估读在同一位,示数为:
I
= 0.44A ;
[4]根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为:
2.2
=Ω = 5.0Ω
xI0.44
[5]由于电压表的分流作用,测量电流的值大于真实值,所以待测电阻的测量值偏小.
三、计算题(本题共4 小题,共 40 分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最
)
后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩耍。
如图所示,有一只企鹅在水平冰面上,靠爪抓冰面,先沿直线以 0.5m/s2
的加速度由静止开始“奔跑"4s,接着突然卧倒,以肚皮贴着冰面向前滑行,若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因
数μ=0.025,空气阻力不计,g=10m/s2.求:
(1)企鹅加速“奔跑"阶段的最大速度;
(2)企鹅从开始“奔跑"起 10s 内通过的路程。
【答案】
(1)2m/s
(2)11.5m
【解析】
【详解】
(1)由速度公式 v = v0 + at 可得:
企鹅加速“奔跑"阶段的最大速度
v = at = 0.5 ⨯ 4m / s = 2m / s
m
(2)企鹅以肚皮贴着冰面向前滑行时的加速度为:
a =
企鹅以肚皮贴着冰面向前滑行的时间为
f μmg
= = μ g = 0.25m / s2
m m
(10 - 4)s = 6s
企鹅以肚皮贴着冰面向前滑行 6s 后的速度为
v = v - a't = (2 - 0.25 ⨯ 6)m / s = 0.5m / s
m
减速位移
x =
2
v + v 2 + 0.5
m t = ⨯ 6m = 7.5m
2 2
加速位移
x =
1
企鹅从开始“奔跑”起 10s 内通过的路程为
0 + 2
2
⨯ 4m = 4m
x=x1+x2=11.5m
14.如图所示,粒子源释放出速度不计的某粒子,经电压为U 的电场加速后水平向右运动,由磁场边界的A
点沿径向垂直射入圆形匀强磁场区域,在磁场中偏转60°,从边界上 C 点射出。
已知磁场方向垂直于纸面
向里,圆形区域的半径为 R,O 为圆心,AB 为圆的直径,粒子比荷为 k,不计粒子重力。
求:
(1)粒子的电性及其进入磁场时的速度大小;
(2)磁感应强度 B 的大小。
【答案】
(1)带负电, v =
2kU
(2) B = 1
R
2U
3k
【解析】
【详解】
(1)根据左手定则可判断出粒子带负电;
粒子在电场中加速时,根据动能定理可得:
qU =
解得:
1
2
mv 2
v =2kU
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示,
根据牛顿第二定律可得:
qvB =
mv 2
r
由几何关系知粒子在磁场中的偏转半径:
r = 3R
解得:
B = 1
R
2U
3k
15.如图所示,将下端开有小口、半径为 a 的导体圆环竖直固定放置,长为 2a 的直导体杆从图中实线位置
(恰与圆环相切)静止释放,杆沿圆环始终平行于水平直径 PQ 向下一直加速运动,某时刻恰好到达图中
MN 位置,且速度大小为 v,MN 与 OM 的夹角θ = 60︒ 。
已知圆环内部区域分布着方向垂直环面向里的匀强
磁场,磁感应强度大小为 B,导体环和杆单位长度电阻均为 R0,杆的质量为 m,杆与圆环始终接触良好,
重力加速度为 g,求:
(1)杆在 MN 位置的加速度大小;
(2)该过程回路中产生的焦耳热。
3B2av
【答案】
(1)g -
(2)
(5π + 3)mR
0
⎛ 3 ⎫ 1
⎭
【解析】
【详解】
(1)由几何知识可得,杆在 MN 位置时有效长度:
l = 2a cos60︒ = a
根据法拉第电磁感应定律得:
E = Blv = Bav
此时回路中有效电阻:
R =
5π + 3
3
aR
0
根据闭合电路欧姆定律得:
I =
E 3Bav 3Bv
= =
R (5π + 3)aR (5π + 3)R
0 0
由牛顿第二定律得:
mg - IlB = ma'
解得:
a' = g -
3B2av
(5π + 3)mR
0
(2)根据能量守恒定律得:
mga(1+ sin 60︒) =
1
2
mv 2 + Q
该过程回路中产生的焦耳热:
Q = (31 mv 2
22
16.如图所示,半径为 R 的光滑竖直四分之一圆弧导轨 MN,在最低点 N 与水平地面平滑对接,水平地面上 N、
P 两点分别放有小物块 a 和 b,P 点右侧有一竖直墙壁,N 与 P、P 与墙之间均相距 R。
现将一小物块 c 由圆
弧轨道 M 点正上方某处静止释放,c 与 a 碰撞后粘为一体,接着继续向右滑行一段时间,又与 b 发生弹性
碰撞,碰后 b 最终没有与墙碰撞。
已知 a、b、c 完全相同,它们与地面间的动摩擦因数均为 μ ,重力加速
度为 g,空气阻力不计。
求物块 c 刚开始释放的位置距 M 点的高度 h 的取值范围。
⎛ 25μ⎫
⎝ 4⎭
【解析】
【详解】设三个物块质量均为 m , c 开始释放位置距 M 点的高度为 h ,到达 N 点速度为 v1,由释放处
至 N 点过程,根据机械能守恒定律有:
1 ①
的
mg (h + R) =
1
2
mv 2
c 与 a 碰撞过程动量守恒,设撞后的速度为 v ,碰撞过程根据动量守恒有:
2
mv = 2mv
1
2 ②
由①②解得:
v =2 g (h + R)
22
若要物块 a 、 c 整体与 b 能够发生碰撞,应有:
③
1
2
⨯ 2mv2 > μ ⨯ 2mgR ④
2
由③④解得:
h > (4 μ - 1)R⑤
设 a 、 c 整体与 b 发生弹性碰撞前的瞬间,整体的速度大小为v3 。
由动能定理可得:
11
-μ ⨯ 2mgR =⨯ 2mv 2 -⨯ 2mv 2
3
''
设 a 、 c 整体与 b 碰后的瞬间,其速度大小分别为 v1 、 v2 ,由动量守恒和能量守恒有:
2mv = 2mv' + mv'
312
⑦
2 2 2
111
⨯ 2mv 2 =⨯ 2mv'2 +mv'2
312
⑧
联立⑦⑧式解得:
v' =
2
4
v
3 3
⑨
由题意, b 没有与墙发生碰撞,由功能关系可知:
1
2
mv'2 ≤ μ mgR
2
⑩
联立③⑥⑨⑩式,可得:
⎛ 25μ⎫
⎝ 4⎭
联立⑤式, h 的取值范围是:
(4 μ - 1)R < h ≤ ( 25μ - 1)R
4
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