浙江省2020年1月普通高校招生选考科目物理模拟试题A（Word版含解析）.doc

2020 年 1 月浙江省普通高中学业水平考试 物理仿真模拟试题 A 考生须知： 1．本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 2．考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上。 3．选择题的答案须用 2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡 皮擦净。 4．非选择题的答案须用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应区域内，作图时可先使用 2B 铅笔， 确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。 5．本卷中涉及数值计算的，重力加速度 g 均取 10 m/s2。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 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．下列各叙述中，正确的是 A．重心、合力和平均速度等概念的建立都体现了等效替代的思想 B．库仑提出了用电场线描述电场的方法 C．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 D．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如电场强度 ，电容 ，加 速度 都是采用比值法定义的 2．小明同学在学校举办的运动会 1 000 m 比赛中，在最后的冲刺中发力，到达终点前看到小华在相对自己 向前运动，而小强相对自己向后运动，最后小明以 3 分 45 秒 33 跑完全程。下列说法正确的是 A．小明的成绩 3 分 45 秒 33 是时间间隔 B．小明跑完全程的位移为 1 000 m C．小明看到小华向前运动，一定是以地面为参考系 D．在研究小强比赛中的总路程时，不能把小强看成质点 3．如图所示，质量为 M 的斜面体 A 置于水平地面上，质量为 m 的木块 B 置于 A 的斜面上，水平推力 F 作用在 A 上，A、B 均保持静止。则 FE q = QC U = Fa m =A．A 与 B 之间不存在摩擦力 B．A 与地面之间不存在摩擦力 C．B 对 A 的压力等于 mg D．地面对 A 的支持力等于（m+M）g 4．一静止的铀核放出一个 α 粒子衰变成钍核，衰变方程为 U→Th＋He，下列说法正确的是 A．衰变后钍核的动能等于 α 粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于 α 粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个 α 粒子所经历的时间 D．衰变后 α 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 5．四颗人造卫星 a、b、c、d 在地球大气层外的圆形轨道上运行，其中 a、c 的轨道半径相同，b、d 在同 步卫星轨道上，b、c 轨道在同一平面上。某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，则 A．卫星 a、c 的加速度大小相等，且小于 b 的加速度 B．因为卫星 c 在赤道上方，所以卫星 c 为同步卫星 C．卫星 b、d 的线速度大小相等，且大于月球的线速度 D．若卫星 c 变轨后在轨道半轻较小的轨道上做匀速圆周运动，则其周期变大 6．如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的电荷 （不计重力），以相同速度从 O 点射入磁场中，最终均从 x 轴离开磁场，关于正、负电荷在磁场中的 运动，下列说法正确的是 A．两电荷所受的洛伦兹力相同 B．在磁场中正电荷的运动时间等于负电荷的运动时间C．两电荷重新回到 x 轴时距 O 点的距离相同 D．两电荷重新回到 x 轴时速度大小相等，方向不同 7．如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口光滑。一根 细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球。当它们处于平衡状态时，质量为 m1 的小 球与 O 点的连线跟水平方向的夹角为 a=90°。质量为 m2 的小球位于水平地面上，设此时竖直的细线对 m2 的拉力大小为 T，质量为 m2 的小球对地面压力大小为 N，则 A． B． C． D．N=m2g 8．甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高出 h。将甲、乙两球以 v1、v2 的速度沿同一水平 方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是 A．同时抛出，且 B．甲迟抛出，且 C．甲早抛出，且 D．甲早抛出，且 9．如图所示，一宽 40 cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为 20 cm 的正方形导线框位 于纸面内，以垂直于磁场边界的速度 v=20 cm/s 匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框有一边始终与 磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 t=0，正确反映感应电流随时间变化规律的图象是 1 2 2T m g= 2 1 2 2T m m g  = −    ( )2 1N m m g= − 1 2v v< 1 2v v> 1 2v v> 1 2v v 1 2v v> 1 2v v< 21 2h gt= 2ht g = 0x v t= 1 2v v< 1 1s= =Lt v BLvI R =，线框穿出磁场过程：时间 ，感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小 不变，故 C 正确。 10．从水平地面竖直向上抛出一物体，其动能 Ek 和重力势能 Ep 随它离开地面的高度 h 的变化如图所示。 以地面为参考平面，重力加速度取 10 m/s2。由图中数据可知 A．物体运动过程中机械能守恒 B．物体的质量为 2 kg C．物体受到的空气阻力恒为 5 N D．物体能上升的最大高度为 6 m 10．【答案】C 【解析】A．上升 4 m 的过程中，动能减少了 60 J。重力势能增加了 40 J，则总机械能较少 20 J，所 以物体在运动过程中机械能不守恒，A 错误；B．当 h=4 m 时，根据公式 可得物体的质量 为： ，B 错误；CD．根据图象可知，动能随高度的变化的关系式为： ，当动能为零时，物体上升到最高，其最大高度为： ，从开 始运动到最高点，根据动能定理有： ，代入数据解得：f=5N，故 C 正确，D 错 误。 二、选择题Ⅱ（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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 4 分，选对但不全的得 2 分，有错选的得 0 分） 11．如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部 ABC 为等腰直角三角形，∠A=90°，下半部是半径为 R 的半 圆，O 是圆心，P、Q 是半圆弧 BDC 上的两个点，AD 和 BC 垂直相交于 O 点。现有一束平行于 AD 方 向的平行光射到 AB 面上，从 A 点射入玻璃的光射到 P 点，已知圆弧 BQ 与 QD 的长度相等，圆弧 CP 长度是 DP 长度的 2 倍，光在真空中传播的速度为 c，若只考虑光从 AB 界面一次折射到圆弧界面，则 2 1sd Lt v −= = 3 1sLt v = = BLvI R = PE mgh= P 40 1kg40 Em gh = = = k 60 1004E h= − + 4100 6.67m60 = × =h k00mgh fh E− − = −A．此玻璃工件的折射率为 B．射到 Q 点的光一定发生全反射 C．能从圆弧界面射出的圆弧长度为 D．射到圆弧界面的最长时间为 11．【答案】ABC 【解析】A．如图所示： 过 A 点做 AB 面的法线，连接 AP，连接 OP，设从 A 点射入玻璃的光的入射角为 i，折射角为 r，则 i=45°，设 OP 与 OD 夹角为 θ1，由于圆弧 CP 长度是 DP 的 2 倍，则 ，设 AP 与 AD 夹 角为 θ2，由于△ABC 为等腰直角三角形，则 OA=OP=R，所以△AOP 是等腰三角形， ， r=∠OAC–θ2=30°，由折射定律有： ，解得： ，故 A 正确。B．设玻璃的临界角为 C， ，解得：C=45°，作出射到圆弧上 Q 点光线 FQ，连接 OQ，设 FQ 与 BC 的夹角为 θ3， FQ 与 OQ 的夹角 θ4，因为圆弧 BQ 与 QD 的长度相等，所以∠BOQ=45°，因为所有入射光平行，所 以所有折射光线平行，则 θ3=90°–θ2=75° ，θ4=180°–θ3–∠BOQ=60°，由于 θ4＞C，所以射到 Q 点的 光一定发生全反射。故 B 正确。C．由上可知对应的圆心角是 60°，可得圆能从圆弧界面射出的圆弧长 度为 。故 C 正确。D．当光线沿 AP 射出时，所用时间最长，根据几何关系可得： 2 π 3 R 2 sin15° R c 1 1 306 θ π= =  2 1 1 152 θ θ= =  sin sin in γ= 2n = 1sinC n = 3 Rπ，速度为： ，传播的时间为： ，故 D 错误。 12．如图所示，质量为 M、长度为 l 的小车静止在光滑水平面上，质量为 m 的小物块放在小车的最左端。 现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使它从静止开始运动，物块和小车之间摩擦力的大小为 Ff，当小 车运动的位移为 x 时，物块刚好滑到小车的最右端。若小物块可视为质点，则 A．物块受到的摩擦力对物块做的功与小车受到的摩擦力对小车做功的代数和为零 B．整个过程物块和小车间摩擦产生的热量为 Ffl C．小车的末动能为 Ffx D．整个过程物块和小车增加的机械能为 F（x＋l） 12．【答案】BC 【解析】物块受到的摩擦力对物块做的功 ，小车受到的摩擦力对小车做功 ， 显然二者的代数和不为零，故 A 错误；B．由功能关系可得整个过程物块和小车间摩擦产生的热量为 ，故 B 正确；C．取小车为研究对象，由动能定理可得 ，小车的末动 能为 Ff x，故 C 正确；D．由功能关系可得整个过程物块和小车增加的机械能为 ，故 D 错误。 13．如图甲所示为一简谐波在 t=0 时刻的图象，图乙所示为 x=4 m 处的质点 P 的振动图象，则下列判断正 确的是 A．这列波的波速是 2 m/s B．这列波的传播方向沿 x 正方向 C．t=3.5 s 时 P 点的位移为 0.2 m D．从 t=0 到 t=3.5 s P 点振动的路程为 2.8 m 13．【答案】AC 【解析】A．由图象可以知道波长 ，周期 ，则波速为 ，故 A 正 2 cos15s R=  2 = cv 2 2 cos15= = s Rt v c 1 ( )= − +fW F x l 2 = fW F x ( )1 2 = − + = fQ W W F l k =fF x E ( )+ − fF x l F l 4mλ = 2sT = 4 m/s 2m/s2v T λ= = =确；B． 时刻 P 点向–y 方向振动，有波动和振动的关系可判断波向 x 负方向传播，故 B 错误； C．由质点 P 的振动图象知， ，此时 P 点位于波峰位置，故 C 正确；D．由质点 P 的 振动图象知， ，所以运动走过的路程为 7A=1.4 m，故 D 错误。 14．如图所示，长为 L、倾角为 θ=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为 q，质 量为 m 的小球（可视为质点），以初速度 v0 恰能沿斜面匀速上滑，sin37=0.6，cos37=0.8，则下列说 法中正确的是 A．该小球带正电 B．水平匀强电场的电场强度大小为 C．小球在 B 点的电势能小于在 A 点的电势能 D．A、B 两点间的电势差为 14．【答案】ACD 【解析】A．小球匀速上滑，可知电场力水平向右，则小球带正电，选项 A 正确；B．带电小球从 A 点到 B 点，动能不变，则重力做功与电场力做功之和为零。即 qELcosθ=mgLsinθ，则 ，选项 B 错误；C．从 A 到 B 电场力做正功，电势能减小，则小球在 B 点的电势 能小于在 A 点的电势能，选项 C 正确；D．A、B 两点间的电势差为 ，选项 D 正确。 非选择题部分 三、实验题（本题共 2 小题，共 17 分） 15．（7 分）用如图 1 所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成的系统的“功能关系”实验中，小车碰到 制动挡板时，钩码尚未到达地面。 0t = 33.5s 14 = =t T 33.5s 14 = =t T 3 5 mg q 3 5 mgL q 3 4 mgtan mgE q q θ= = 3cos37 5AB mgLU EL q = =（1）平衡摩擦力时，______（填“要”或“不要”）挂上钩码。 （2）如图 2 是某次实验中打出纸带的一部分。O、A、B、C 为 4 个相邻的计数点，相邻的两个计数 点之间还有 4 个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为 50 Hz。通过测量，可知打点计时器 打 B 点时小车的速度大小为______m/s。 （3）某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为 O，再依次在纸带上取等时间间隔的 1、2、3、4、5、6 等多个计数点，可获得各计数点到 O 的 距离 s 及打下各计数点时小车的瞬时速度 v。如图 3 是根据这些实验数据绘出的 v2–s 图象。已知 此次实验中钩码的总质量为 0.015 kg，小车中砝码的总质量为 0.100 kg，取重力加速度 g=9.8 m/s2，根据功能关系由图象可知小车的质量为______kg。（结果保留两位有效数字） （4）研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是______。 A．钩码的重力大于细线的拉力 B．在接通电源的同时释放了小车 C．未完全平衡摩擦力 D．交流电源的实际频率大于 50 Hz 15．（7 分） 【答案】（1）不要（1 分） （2）0.36（2 分） （3）0.18（2 分） （4）CD（2 分） 【解析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小 车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力时，不挂钩 码，但要连接纸带。 （2）相邻的两个计数点之间还有 4 个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s， 打 B 点的速度为：vB= = =0.36m/s。 （3）对系统，由动能定理得：mgx= （M+m+m′）v2 整理得：v2= x，v2–x 图象的斜率： k= = =1，解得：M=0.18 kg。 （4）A．钩码的重力大于拉力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功，故 A 错误；B．接通电源的同 2 ACx T 210.06 1.86 102 0.1 −− ×× 1 2 2 ' mgx m m M+ + 2 ' mg m m M+ + 0.20 0.20时释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，故 B 错误；C．长木板的右端垫起的高度过低，未 完全平衡摩擦力时，则摩擦力做负功，会减小系统的机械能，故 C 正确；D．交流电源的实际频率大 于 50 Hz，所用的时间为 0.02 s，比真实的时间间隔大，则代入速度公式中求出来的速度偏小，则动 能偏小，故 D 正确。 16．（10 分）某学习小组欲探究小灯泡（“3 V 1.5 W”）的伏安特性，可提供的实验器材如下： A．电池组：电动势约 4.5 V，内阻可不计 B．双量程的电压表：V1：量程为 0~3 V，内阻约为 3 kΩ；V2：量程为 0~15 V，内阻约为 15 kΩ C．双量程的电流表：A1：量程为 0~0.6 A，内阻约为 1 Ω；A2：量程为 0~3 A，内阻约为 0.1 Ω D．滑动变阻器：R1（阻值范围 0~10 Ω、允许通过最大电流为 2 A）、R2（阻值范围 0~100 Ω、允许 通过最大电流为 1 A） E．开关 S，导线若干 在尽量提高测量精度的情况下，请回答下列问题： （1）电压表应选择__________量程，电流表应选择_________量程，滑动变阻器选_________。 （2）电流表应接成_________（“内接”或“外接”），滑动变阻器应接成______（“限流式”或“分 压式”）。 （3）请在方框内画出实验电路图，并用笔画线代替导线将实物图连接成完整电路。 （4）闭合开关前，滑动变阻器的滑动片应移到________端（选填“A”或“B”）。 （5）调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在坐标纸上画出小灯泡的 U–I 图线。（6）根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为________Ω（结果保留 2 位有效数字）。 16．（10 分） 【答案】（1）V1（1 分） A1（1 分） R1（1 分） （2）外接（1 分） 分压式（1 分） （3） （1 分） （1 分）（4）A（1 分） （5） （1 分） （6）2.8（1 分） 【解析】（1）小灯泡（“3 V 1.5 W”）的额定电压 3V，电压表应选择 V1 量程；根据 P=UI，额定 电流： ，故电流表应选择 A1 量程；探究小灯泡的伏安特性，要求电压从零开 始变化，应采用分压电路，为调节方便，滑动变阻器应采用总阻值较小的 R1； （2）根据小灯泡的功率 ，小灯泡的电阻： ，远小于电压表 V1 的内阻， 所以应采用电流表外接法；由于要求电压从零开始变化，滑动变阻器应接成分压式电路； （3）电路图、实物连线分别如图所示： 1.5W 0.5A3V PI U = = = 2UP = R 2 23 61.5 UR P = = Ω = Ω（4）为了小灯泡安全，开关闭合前，滑动变阻器的滑动片应移到 A 端； （5）根据表中电压、电流数据，小灯泡的 U–I 图线如图所示： （6）小灯泡在常温下的电阻等于 U–I 图线电流较小时直线段的斜率，则： 。 三、计算题（本题共 3 小题，共 37 分） 17．（10 分）如图，质量为 M=0.2 kg 的长木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量为 m=0.2 kg 的滑 块（可视为质点）以 v0=1.2 m/s 的速度滑上长木板的左端，小滑块与长木板间的动摩擦因数 μ=0.4， 小滑块刚好没有滑离长木板，求：（g 取 10 m/s2） （1）小滑块的最终速度大小； （2）在整个过程中，系统产生的热量； （3）木板的长度? 17．（10 分） 【答案】（1）0.6 m/s（4 分） （2）0.072 J（3 分） （3）0.09 m（3 分） 【解析】（1）小滑块与长木板系统动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得： 0.28V 2.8Ω0.10A UR I ∆= = =∆（2 分） 解得最终速度为： （2 分） （2）由能量守恒定律得： （2 分） 代入数据解得热量为：Q=0.072J（1 分） （3）由能量关系可知： （2 分） 解得 L=0.09m（1 分） 18．（12 分）如图所示，两平行金属板间距为 d，电势差为 U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有 一匀强磁场。带电量为+q、质量为 m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，进入 磁场后经历半个圆周，从 P 点射出磁场。已知 O、P 两点间的距离为 l，忽略重力的影响，求： （1）匀强电场场强 E 的大小； （2）粒子从电场射出时速度 v 的大小； （3）匀强磁场磁感应强度 B 的大小。 18．（12 分） 【答案】（1） （2 分） （2） （4 分） （3） （6 分） 【解析】（1）根据匀强电场的性质可知电场强度为： （2 分） （2）根据动能定理有 （2 分） 所以 （2 分） （3）由题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动时，其轨道半径 （2 分） 又根据牛顿第二定律有 （2 分） 所以 （2 分） 0mv m M v= +（ ） 0 0.2 1.2 m/s 0.6m/s0.2 0.2 mvv M m ×= + +＝ ＝ 2 2 0 1 1 2 2mv m M v Q= + +（ ） =Q mgLµ UE d = 2qUv m = 2 2mUB l q = UE d = 21 02qU m= −v 2qUv m = 2 lR = 2vqvB m R = 2 8 2 2mU mUB ql l q = =19．（15 分）如图所示，光滑平行金属轨道的倾角为 θ，宽度为 L。在此空间存在着垂直于轨道平面的匀 强磁场，磁感应强度为 B。在轨道上端连接阻值为 R 的电阻。质量为 m 电阻为 R 的金属棒搁在轨道 上，由静止释放，在下滑过程中，始终与轨道垂直，且接触良好.轨道的电阻不计。当金属棒下滑高度 达 h 时，其速度恰好达最大。试求： （1）金属棒下滑过程中的最大加速度； （2）金属棒下滑过程中的最大速度； （3）金属棒从开始下滑到速度达最大的过程中，电阻 R 所产生的热量。 19．（15 分） 【答案】（1）gsinθ（3 分） （2） （8 分） （3） （4 分） 【解析】（1）以金属棒为研究对象，当安培力为零时，金属棒的加速度最大， 由牛顿第二定律得 mgsinθ=mam（2 分），am=gsinθ（1 分） （2）金属棒切割磁场线产生的感应电动势 E=BLv，（1 分） 感应电流 （2 分） 金属棒在轨道上做加速度减小的加速运动， 当所受合外力为零时，速度达最大：mgsinθ=BIL（2 分） 即：mgsinθ= （2 分），最大速度 （1 分） （3）从开始运动到金属下滑速度达最大的过程中，由能量守恒可得 （2 分） 电阻 R 所产生的热量 （2 分） 1 2 2 2 3 sin 2m mgRv B L θ= 3 2 2 2 4 4 2 3 sin 3 4 m g Rmgh B L θ− 2 3 E BLvI R r R = =+ 2 2 m2 3 B L v R m 2 2 3 sin 2 mgRv B L θ= 2 m 1 2mgh mv Q= + 3 2 2 2 1 4 4 2 2 3 sin 3 3 4 m g RQ Q mgh B L θ= = −