河北省大名一中2020届高三12月物理模拟卷解析.doc

1、模拟单科卷模拟单科卷 一、选择题（本题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项 符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得1分， 有选错的得0分。 ） 1楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时， 下列说法正确的是（ ） A线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反 B线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同 C不管哪个磁极在下，只要磁铁向下插入线圈，线圈中就会产生如图 所示的感应电流 D只有N极在下插入线圈或S极在下拔出线圈时，线圈中才产生如图所示的感应电流 答案：D 解析：线圈中的感应电流

2、产生的磁场总是阻碍原磁场的变化，当原磁场减小时，感应电 流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，A、B 错误；根据楞次定律可知只有N极在下插入线圈或S极在下拔出线圈，线圈中才产生如图所 示的感应电流，C错误，D正确。 2. 质量均为 1kg 的两物体 A、B 在水平力 F1和 F2的作用下做加速运动，外力撤去后，二者 在水平面上逐渐停止运动，其运动图像如图中 ab 所示，g=10m/s2,则以下说法中正确的是( ) A. 物体与水平面的动摩擦因数为 0.2 B. 作用于 A 物体的外力 F1= 3 5 N C. 作用于 B 物体的外力 F2=2N D. A 物

3、体的总位移为 4.5m 答案：B 解析：由撤去后物体运动情况分析可知 2 /1sm t v a ，又ga则物体与水平面的动摩擦因数为 0.1，A 错；对 A、B 物体分 析mamgF， t v a 则外力NFA 3 8 ,NFB 3 5 ，B 对，C 错；图像与 t 轴所围 的面积可知 A 物体总位移为 5m，D 错。 3. 如图所示，质量为 M 的劈体 ABDC 放在水平地面上，表面 AB、AC 均光滑，且 AB CD，BDCD，AC 与水平面成角 ，质量为 m 的物体(上表面为半球形)以水平速度 v0冲 上 BA 后沿 AC 面下滑， 在整个运动的过程中， 劈体 M 始终不动， P 为固定

4、的弧形光滑挡板， 挡板与轨道间的宽度略大于半球形物体 m 的半径，不计转弯处的能量损失，则下列说法中 正确的是( ) A. 水平地面对劈体 M 的摩擦力始终为零 B水平地面对劈体 M 的摩擦力先为零后向右 C劈体 M 对水平地面的压力大小始终为(Mm)g D劈体 M 对水平地面的压力大小先等于(Mm)g，后小于(Mm)g 答案：D 解析：取物体 m 和劈体 M 为一整体，因物体 m 先在 BA 上匀速向左滑动，后沿 AC 面 匀加速下滑，而劈体 M 始终静止不动，故在物体 m 匀速运动阶段，水平地面对劈体 M 的摩 擦力为零，地面对劈体的支持力大小为(Mm)g，在物体 m 匀加速下滑阶段，整体

5、处于失重 状态，地面对劈体的支持力大小小于(Mm)g，因整体具有水平向左的加速度，故地面对劈 体 M 的摩擦力水平向左，综上所述，A、B、C 均错误，D 正确。 4. 如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压如下图乙所示，副线圈中装有单刀双掷开关 s，电流表、电压表均为理想电表，Rt为热敏电阻，S掷a时原副线圈匝数比 1 5 2 1 n n 则以下 分析正确的是（ ） AS 接在a端，电压表示数为 222V B S 接在a端，Rt温度升高时,电流表示数变大，电压表读数变小 CS 接在a端，Rt温度升高时，变压器原线圈输入功率变大 DS 由 a 端转换为 b 端时，电压表示数变大 答案：C 解析：

6、由 2 1 2 1 n n U U 可得 S 掷 a 时电压表示数为 22V，S 接在a端，Rt温度升高时,电阻变小， 副线圈电压不变，则 R U I 电流表读数变大，B 错，副线圈功率 R U P 2 变大，则原线圈 输入功率变大，C 对，S 由 a 端转换为 b 端时，副线圈接入匝数减小，电压降低，电压表示 数变小，D 错。 5如图是两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点 O 为圆心画出半圆，在半圆上有 a、 b、c 三点，b 点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是( ) Aa 点的电场强度大于 c 点 Bac 两点的电势相同 C正电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 D将正

7、电荷由 O 移到 b 静电力做正功 答案： C 解析：电场方向由 ac，故 ac，B 错误；由电场分布的对称性可知，a、 c 两点的电场强度相同，A 错误；因 ab，由 WabqUab 知，Wab0，故正电 荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能，C 正确；因 UOb0，故将正电荷由 O 移到 b 静电力不做功，D 错误 6如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场，一足够长的绝缘 木板静止在水平面上，木板左端放置滑块，已知木块与滑块质量均为 0.2kg，滑块所带电 荷量 q=+0.4C，滑块与绝缘木板、木板与地面之间的动摩擦因数均为 0.5，滑块受到的最 大静摩擦力可

8、认为等于滑动摩擦力。t=0 时对木板施加方向水平向左的力作用，使木板做 匀加速运动，已知力 F 的大小随时间变化关系如图所示，g 取 10m/s2。则下列说法不正确 的是 （ ） A木板的加速度为 2m/s2，滑块离开木板时速度为 16m/s Bt=3s 后滑块和木块有相对运动 C滑块开始做匀加速运动，后做加速度减小的变加速运动，最后做速度为 10m/s 的 匀速运动 D滑块离开木板时，力 F 的大小为 1.4N 答案：A 解析：根据题意可知木板始终做匀加速运动，且 t=0 时滑块不受洛伦兹力作用，则对整体 有： 22Fmgma 由图像可知此时拉力为 2.8N，代入可得：a=2m/s2，根据题

9、意可知，当滑块与 木板恰好发生相对运动时： ()mgqvBma ，解得：v=6m/s，由 v=at，可知 B 正确；此后速度 继续增加，摩擦力继续减小，则加速度减小，当二者分离时有：mg qvB ，解得 10v m/s，C 正 确，A 错误；由于木板一直做匀加速运动，故滑块离开木板后，对木板有：F mgma ，解得 1.4Fmgma N，D 正确。 7. 如右图所示，一质量为 m 的滑块以初速度 v0从固定于地面的斜面底端 A 开始冲上 斜面，到达某一高度后返回 A，斜面与滑块之间有摩擦下图中分别表示它在斜面上运动的 速度 v、加速度 a、势能 Ep和机械能 E 随时间的变化图象，可能正确的是

10、( ) 答案：C 解析：由牛顿第二定律可知，滑块上升阶段有；mgsin Ffma1，下滑阶段有；mgsin Ffma2，因此 a1a2，B 选项错误；且 v0 和 v0 时，速度图象的斜率不同，故 A 选项 错误；由于摩擦力始终做负功，机械能一直减小，故选项 D 错误；重力势能先增大后减小， 且上升阶段加速度大，势能变化快，下滑阶段加速度小，势能变化慢，故选项 C 正确 8目前美国宇航局和欧洲空间局正在推进 LISA 激光干 涉空间天线计划，欧洲航天局计划在 2034 年发射更先进的引 力波天文台， 进一步激发起世界各国探索宇宙的热情。 如图所 示为一恒星系统的示意图，A、B、C 为该星系的

11、3 颗行星， 在同一平面内环绕中央恒星 O 近似做圆周运动，其中 A、B 两行星的质量较大，离恒星较近，C 质量较小，离恒星较远。 天文学家观测得到 A、 B、 C 三行星运动的轨道半径分别为 1 r： 2 r： 3 r=1：4：16，其中 C 行星的公转周期为 T。并观测发现， 中心恒星实际也有周期性振动，天文学家认为形成这种现象的原因可能是 A、B 的万有引力 引起中心恒星的振动，则由此可推知恒星的振动周期可能为 A 56 T B 72 T C 104 T DT4 答案：AB O B A 解析：由开普勒第三定律 2 2 2 1 3 2 3 1 T T r r ，求得 64 T TA， 8

12、T TB。分两种情况：如果行星 A、B 同方向旋转，有 2) 22 (t TT BA ，解得 56 T t ；如果行星 A、B 反方向旋转，有 2) 22 (t TT BA ，解得 72 T t ，A、B 正确。 9某同学将质量为 m 的一瓶矿泉水竖直向上抛出，水瓶以 5g/4 的加速度匀减速上升，上 升的最大高度为 H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则（ ） A上升过程中矿泉水的动能改变量为 mgH B上升过程中矿泉水的机械能减少了 mgH/4 C水瓶落回地面时动能大小为 3mgH/4 D水平上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 答案：BC 解析：上升过程合外力(mg+f)= 4 5

13、mg 做负功mgH 4 5 ，下落过程合外力（mg-f）= 4 3mg 做 正功mgH 4 3 ，由动能定理可知，上升过程矿泉水的动能减少量等于mgH 4 5 ，下落过程动 能增加量为mgH 4 3 ，落地时动能为mgH 4 3 ，上升过程机械能的增量等于除重力以外的力 （阻力）做功 4 mgH ，机械能减少 4 mgH ，矿泉水全程加速度竖直向下，始终处于失重状 态。故选项 BC 正确。 10如图，有一截面为矩形有界匀强磁场区域 ABCD，AB=3L，BC=2L 在边界 AB 的中点 上有一个粒子源， 沿与边界 AB 并指向 A 点方向发射各种不同速率的同 种正粒子，不计粒子重力，当粒子速率

14、为 v0时，粒子轨迹恰好与 AD 边 界相切，则 （ ） A 速率小于 v0的粒子全部从 CD 边界射出 B当粒子速度满足 0 0 3 2 vv v 时，从 CD 边界射出 C在 CD 边界上只有上半部分有粒子通过 D当粒子速度小于 3 2 0 v 时，粒子从 BC 边界射出 答案：BC 解析：如图，由几何知识可知，与 AD 边界相切的轨迹半径为 1.5L，与 CD 边界相切的轨迹半径为 L，由半径公式：R= qB mv 可知轨迹与 CD 边 界相切的粒子速度为 3 2 0 v ， 由此可知， 仅满足 0 0 3 2 vv v 的粒子从 CD 边界的 PD 间射出，速度小于 3 2 0 v 的

15、粒子不能打出磁场，故选项 BC 正确。 A B C D v A B C D v P 二、非选择题 11 （6 分）同学们通过实验探究发现：弹簧弹力与弹簧伸长量成正比， 比例系数称为劲度系数。 某实验小组进一步想探究弹簧的劲度系数与哪 些因素有关， 首先他们猜想可能与弹簧长度有关， 于是他们找到几根相 同的弹簧，分别测出一根弹簧、两根弹簧串联，三根弹簧串联情况 下弹簧的劲度系数， 并作出了弹簧进度系数 k 与弹簧长度的关系图像如 图， 于是他们猜想弹簧的劲度系数可能与弹簧长度成反比。 你认为要验 证该小组同学的猜想是否正确，应该做 的关系图像。你 认为弹簧的劲度系数与弹簧长度的关系为： 答案：k

16、- L 1 或 k 1 -L（3 分） ；弹簧的劲度系数与弹簧的长度成反比。 （3 分） 解析： 直线图像更容易分析数据的准确性， 若弹簧的劲度系数与弹簧长度成反比的结论成立， 则 k- L 1 或 k 1 -L 的图像是过原点的直线，因此应该做 k- L 1 或 k 1 -L 关系图像；因为弹簧均匀 伸长，受相同的力，弹簧长度加倍，伸长量加倍，由 x F k 可知：弹簧的劲度系数与弹簧 的长度成反比。 12 （9 分）某同学要测量电源的电动势 E 和内电阻 r（E 约为 5v，内阻约为 2） ，实验台 上现有器材为： 量程为 0.6A 内阻较小的电流表一只， 量程分别为 3v 和 15v 两

17、量程内阻足够 大的电压表电压表一只，0-20变阻器，固定电阻 R1=15、R2=50、R3=100，该同学 为了准确测出此电源的电动势和内阻，采用了如图 1 所示电路。 （1）电路中的固定电阻 R 应选用 。 （2）请将该同学未联成的实物图连接完整。 （3）该同学利用测出的多组数据描出的伏安特性曲线如图 3，则此电源的电动势为 v， 内阻为 。 答案： （1）R1（2 分） ； （2）如图（3 分） （3）5.1 （2 分） ，2.0（2 分） 解析： （1）由于电压表的两个量程不合适，3v 太小，15v 太大， 故需要与电源串联一电阻分得部分电压， 使用电压表 3v 量程测量 更准确，当变阻

18、器取最大阻值 20时电压表示数最大，由串联电 路电压分配与电阻成正比，可知 R UEU vv 20 ，解得：R=40/3， 故选用电阻 R1。 L k A V R R/ 图 1 I/A U/v 0 0.2 0.4 1.5 3.0 4.5 6.0 图 2 图 3 （2）连线如图，电压表选用 3v 量程 （3）由图 3 读得，纵轴截距 5.1v，故电源电动势 5.1v，横轴截距为 0.30A，则电源内阻 5.1 15 0.3 2.0r 13 （12分）如图所示，静止在光滑水平面上的长木板B，质量M =2kg，长l1 =4. 5 m。与B等 高的固定平台CD长l2 =3 m，平台右侧有一竖直放置且半

19、径R=1m的光滑半圆轨道DEF。质量 m=1kg的小滑块A以初速度v0 =6 m/ s从B的左端水平滑上B，随后A、B向右运动，长木板B与 平台CD碰撞前的瞬间，小滑块A的速度大小为vA =4 m/ s，此时A、B还未达到共同速度。设 长木板B与平台碰撞后立即被锁定，小滑块A可视为质点，小滑块A与平台B之间的动摩擦因 数1 =0. 2，小滑块A与平台CD之间的动摩擦因数2=0.1，s=0. 5 m，g =10 m/ s2。求： （1）长木板B与平台碰撞前的瞬间，B的速度大小是多少? （2）小滑块A最终停在离木板B左端多远处? 24 （1）1 m/ s （2）3.5m 解析： （1）B与挡板碰撞

20、时，A、B还未达到共同速度。设B与挡板碰撞前瞬间速度大小为vB， 由动能定理有：1mgs= 2 1 M 2 B v （2分） 解得：vB =1 m/ s。（1分） （2）B与平台碰撞前A相对于B发生的位移为x，根据能量守恒有： 1mgx= 2 1 m 2 0 v- 2 1 m 2 A v- 2 1 M 2 B v（2分） 解得：x =4. 5 m 即B与平台碰撞时，A恰好到达平台右端。（1分） 设A在半圆形轨道上能达到的最大高度为h，则由动能定理有： -mgh-2mgl2=0- 2 1 m 2 A v （1分） 解得h =0. 5 m。（1分） m到达最高点后沿半圆形轨道返回。 设A到达C点时

21、速度为vC，有：mgh-2mg l2= 2 1 m 2 C v（1分） 解得：vC =2 m/ s（1分） A过C之后在B上做匀减速运动前进距离为l，有-1mgl=0- 2 1 m 2 C v（1分） 解得：l=1m，即A最终停在离木板左端3.5m处。（1分） 14 （13 分）如图所示在水平地面上固定一个半径为 R 的半圆形轨道，其中圆弧部分光 滑，水平段长为 L，一质量为 m 的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端， 小物块与水平轨道间的动摩擦因数为 ，现突然释放小物块，小物块被弹出，恰好能够到达 圆弧轨道的最高点 A，取 g10 m/s2，且弹簧长度忽略不计，求： (1)小物

22、块的落点距 O的距离； (2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能 答案：(1)2R (2)5 2mgRmgL 解析：设小物块被弹簧弹出时的速度大小为 v1，到达圆弧轨道的最低点时速度大小为 v2，到达圆弧轨道的最高点时速度大小为 v3. (1)因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点，故向心力刚好由重力提供，有mv 2 3 R mg （1 分） 小物块由 A 射出后做平抛运动，由平抛运动的规律有 xv3t（1 分） 2R1 2gt 2（1 分） 联立解得：x2R，即小物块的落点距 O的距离为 2R. （2 分） (2)小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得 1 2mv 2

23、2mg 2R1 2mv 2 3（2 分） 小物块被弹簧弹出到运动到圆弧轨道的最低点的过程由功能关系得： 1 2mv 2 11 2mv 2 2mgL（2 分） 小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能，故有 Ep1 2mv 2 1（2 分） 由联立解得： Ep5 2mgRmgL. （2 分） 15 （14 分）如图 1 所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够 长且间距 L=0.5m 左端接有阻值为 R=4的电 阻， 一质量为 m=1kg 长度也为 L 的金属棒 MN 放置在导轨上，金属棒的电阻 r=1，整个装 置置于方向竖直向上的匀强磁场中， 金属棒在 水

24、平向右的外力 F 作用下由静止开始运动， 拉 力 F 与导体棒速率倒数关系如图 2。求： （1）v=5m/s 时拉力的功率； （2）匀强磁场的磁感应强度； （3）若经时间 t=4s 导体棒达到最大速度，在这段时间内电阻 R 产生的热量为多大？ 答案： （1）20w； （2）2.0T； （3）24J 解析：（1） 由图 2 可知， F 与 v 成反比， 又 P=Fv， 拉力功率不变， 当 v=10m/s 时， 拉力 F=2.0N， （3 分）解得：P=20w（1 分） )/( 1 ms v F/N 0.1 2.0 M N R F B 0 图 1 图 2 （2） 由图 2 可知， 导体棒的最大速度

25、为 vm=10m/s， （1 分） 此时， E=BLvm， （1 分） I= rR E （1 分） ，F安=BIL=F， （1 分）P=Fvm （1 分）解得：B=2.0T （1 分） (3)由功能关系：Pt=Q总+ 2 2 1 m mv（2 分） QR= 总 Q rR R （1 分）解得：QR=24J（1 分） 16 （16 分）如图矩形区域 abcd 为有界匀强电场、匀强磁场的边界，bd 对角线为电场和磁 场的分界线，且与 bc 边夹角为 600，bc=5m，电场强度为 E=6.0104N/C。在 bc 边界上 P 点有一放射源在纸面所在平面内向磁场中的个方向发射质量为 m=1.010-2

26、0kg、电荷量为 q=1.010-12C 的正电粒子，bP=m 3 34 。已知射入电场的粒 子在磁场中运动的最长时间为s 6 10。求： （1）匀强磁场的磁感应强度及粒子的速度大小； （2）射入电场的粒子在磁场中运动的最短时间及此粒子射出 电场的位置 答案： （1）1.010-2T，2.0106m/s； （2）s 6 10 3 ，粒子 射出电场的位置在 ab 边界上距 b 点 1.25m 处。 解析： （1）由题意可知沿 Pc 方向射入磁场的粒子，在磁场中运动时间最长，且运动时间为 半个周期， （2 分） 由 qvB=mv2/R （1 分） T=2R/v （1 分） tm=T/2 R= 2

27、60tan 0 bP =2m （2 分）R+bPbc 解得：B=1.010-2T（1 分） v=2.0106m/s（1 分） (2)运动时间最短的粒子轨迹弧最短，弦长最短，设在 N 点进 入电场，则 PN 垂直 bd，如图， （2 分） PN=bPsin600=2m=R， （1 分） 所以粒子偏转了 600圆心角，t=T/6=s 6 10 3 （1 分） 三角形 OPN 为等边三角形， O 为轨迹圆心， 由几何知识可知， 过 N 点 的 速 度 垂 直 电 场 方 向 ， 粒 子 做 类 平 抛 运 动 bP-PNsin600=vt2 （1 分） 设粒子从 A 点射出电场，则有：PNcos600-bA= 2 2 2 1 at （1 分） m qE a （1 分） 解得：bA=1.25m 粒子射出电场的位置在 ab 边界上距 b 点 1.25m 处。 （1 分） a b c d P E B a b c d P E B N O