2021届浙江省杭州市高考物理模拟试卷附答案详解.pdf

2021届浙江省杭州市高考物理模拟试卷一、单 选 题（本大题共13小题，共39.0分）1.以下物理量的单位是国际单位制基本单位的是（）A.质量的单位kg B.功率的单位WC.能量的单位/D.磁感应强度的单位T2.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述不符合史实的是（）A.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流C.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系D.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子环流假说3.关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A.自由落体加速度各处都相同B.是变加速直线运动C.物体仅受重力且无初速度D.物体下落高度正比于下落时间三次方4.质量分别为m=1kg和M=2kg的两物块叠放在光滑水平桌面上，两物块均处于静止状态，从某时刻（t=0）开始，对放在下面的质量为m的物块施一水平推力F,已知推力F随时间t变化的关系为F=6 3两物块之间的动摩擦因数为 =0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速M度g=10m/s2,下列结论正确的是（）F 一7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7/7 7 7 7 7 7 7.A.两物块刚发生相对运动时的速度为1 m/sB.从施加推力F到两物块刚发生相对运动所需的时间为2 53C.从施加推力产到两物块刚发生相对运动两物块的位移为0.5 mD.从施加推力F到两物块刚发生相对运动产的冲量为6N-s5.对于平抛运动，下列条件中可以确定飞行时间的是（g已知）（）A.已知水平位移 B.已知初速度C.已知下落高度 D.已知位移的大小6.2020年4月24日是第五个中国航天日，中国行星探测任务在这一天被命名为“天问系列”。己知地球的第一宇宙速度为攻，第二宇宙速度为无、第三宇宙速度为无,若要在地面发射行星探测器使其进入绕地球运动的椭圆轨道，探测器的发射速度 应满足（）A.V VB B.V0 V V0 C.VB V V g7.对一轻质弹簧施加拉力尸=ION,该弹簧的劲度系数k=100N/m,由此计算可知，这时弹簧（）A.压缩了Im B.伸长了0.1m C.长度为lm D.长度为0.1m8.某空间区域有竖直方向的电场（图甲中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从4点由静止开始沿电场线 竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x关系的图象如图乙所示，由此可以判断（）甲 乙 一 A.小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下B.小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上C.小球可能先做加速运动，后做匀速运动D.小球一定做加速运动，且加速度不断减小9.如图所示，光滑足够长导轨倾斜放置，下端连一灯泡，匀强磁场垂直 于导轨平面，当金属棒协沿导轨下滑到稳定状态时，灯泡的电功率为P，导轨及金属棒电阻不计，要使灯泡在棒稳定运动状态下的电功率为2 P,则应（）然A.将导轨间距变为原来的四倍B.换一电阻减半的灯泡C.换一质量为原来企倍的金属棒D.将磁场磁感应强度B加倍10.某同学将一枚大头针从一边长为6cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置.他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4cm时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为（）4|B.i C.|D.,11.在“振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（）A.电容器正在充电B.振荡电流正在增大C.线圈中的磁场正减弱D.磁场能正在向电场能转化12.随着现代科学的发展，大量的科学发展促进人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（）A.卢瑟福a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B.天然放射现象标明原子核内部有电子C.在a、8、y这三种射线中，y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.升高或者降低放射性物质的温度均可改变其半衰期13.两个等量异种的点电荷+Q和-Q,相距2 r,在它们连线的中点。处 一？,一?放置另一点电荷q，如图所示，则q所受的电场力的大小等于（）A.0 B.学 C.缪 D.当二、多 选 题（本大题共3小题，共6.0分）14.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图），下列说法正确的是（）光 源 海 光 片 单 缝 双 缝 遮光筒 屏I A .A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距dx=C.测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐D.将滤光片放在单缝与双缝之间将改变实验结果15.如图甲为产生光电效应的电路图，所有元件均完好，图乙为氢原子的能级图。已知氢原子从n=2能级跃迁到7 1 =1能级时，辐射出的光子恰能使图甲中的光电管产生光电效应，则以下判断正确的是（）A.若某次实验中灵敏电流计没有电流通过，经检查电路连接没有问题，一定是光照时间太短B.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光也能打出光电子，且具有更大的最大初动能C.使n=4能级的氢原子电离至少要0.85 eU的能量D.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中有3种光能使图甲中光电管产生光电效应1 6.某简谐横波在介质中沿x轴传播，图甲为t=0.25s时的波形，质点P、L、M、N所在位置的横坐标分别为4=1.5m、xL=2.0m、xM=3.0zn、xN=4.0m,图乙为P点的振动图象。下列说法正确的是（）甲 乙A.该波沿x轴正向传播，速度为2m/sB.质点L与质点N的运动方向总相同C.t=0.75s时，质点M处于平衡位置，并正在向y轴正方向运动D.在0.25s1.25s时间内，质点M向右运动了2nl三、实 验 题（本大题共2小题，共14.0分）17.小 鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，通过学习猜想空气阻力与速度可能存在下列关系（尸=kv.F=kv2,F=k 等），小鲁约爸爸在一个无风的周末开汽车来到一段人车稀少的平直公路上。小鲁打开汽车天窗，将如图甲所示装置固定在汽车车顶。爸爸依次以5zn/s、10m/s,15m/s,2（hn/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。I aTT I I I I I I I I I!I IIIT宏1 td z上心/6牛V 1中?ll II 山 l l lplix乙甲汽车速度u(m/s)51 01 520弹簧测力计示数F/N0.200.803.20(1)如图乙所示，为小鲁同学在车速稳定在1 5m/s 时用手机拍下的测力计照片，此时测力计示数为 N；(2)实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小 对实验结果的影响。(3)分析上表中的实验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在5.0 N 时，车速为 m/s。(计算结果保留2位 有 效 数 字)你 认 为 小 鲁 的 猜 想 最 有 可 能 的 是(F =kv,F=kv2,F=k/”等)1 8.某电压表匕量程3V,内阻约为2k 0,为了检测其表盘读数是否准确，并测定其内阻的准确阻值，实验室提供的器材如下：A、标准电压表匕，量程6 V,内阻约为7.0 k OB、标准电压表彩，量程31/,内阻约为3.5W 2C、定值电阻=5kn。、滑动变阻器/?2,最大阻值1 0 0。，额定电流1.5AE、电源E、电动势6 U,内阻0.50F、开关S,导线若干.若要检测V表盘读数是否准确，请在甲图中选择所需要的器材连接成实验所需要的电路；某电压表的读数如乙图所示，则 其 测 得 的 电 压 为 V；若U表表盘读数准确，现要测定其内阻的准确阻值，请将内图连接成实验所需要的电路；如果测得电压表U的读数为U,电压表匕的读数为U 1，则被测电压表厂内阻的表达式为R =四、计算题(本大题共4小题，共41.0分)1 9.如图所示，水平方向的圆形磁场区域与竖直边界M N相切于C点，磁场半径为R,C点与磁场圆心。等高.边界P Q,荧光屏G H均与M N平行，且M N与P Q之间间距为4 R,P Q与G H之间的间距为R.在P Q、G H间存在竖直向下的匀强电场，电 场 强 度.现 从。点正下方的A点同时垂直磁场方向射入两个相同的带电粒子1和2,它们的质量为m,电量为+q,速度大小均为北；粒子1的速度方向指向。点，粒子2的速度方向与4。成30。夹角斜向右上方.粒子1恰能从C点射出磁场.粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力、重力，忽略边缘效应.(1)求圆形磁场的磁感应强度B；(2)求两粒子2从进入磁场到荧光屏所用时间t；2 0.如图，与水平面夹角9 =3 7。的斜面和半径R =1.0m 的光滑圆轨道相切于B 点，且固定于竖直平面内。质量m=0.5 k g 的滑块从斜面上的4 点由静止释放，经B 点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为滑块重力的5.4 倍。已知4、B 两点间的高度差h=6.0m。(g =1 0m/s2,sin370=0.6,cos37=0.8)求：(1)滑块在C 点的速度大小处；(2)滑块在4 B 两点间克服摩擦力做功必。2 1.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内的4、4之间来回滑动.4、4点与0 点连线与竖直方向之间夹角相等且都为。，均小于5。，图乙表示滑块对器壁的压力尸随时间t 变化的曲线，且图中t =0为滑块从4 点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息，求：图甲(1)小滑块的质量.2 3图乙(2)容器的半径.(g取lOm/s?)2 2.光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m=60 g、电阻R=1。、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度8=0.5 7,当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成0=53。角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，(导轨电阻不计，导体棒切割磁感线产生的感应电动势可忽略，sin 53。=0.8,g=10 m/s2)(1)判断磁场的方向，并求出导体棒在摆动过程中所受安培力大小;(2)求电源电动势E；(3)已知导体棒摆到最高点的时间为0.0 5 s,求导体棒在摆动过程中电源提供的电能。参考答案及解析1 .答案：A解析：解：4、质量的单位kg是国际单位制中的基本单位，故 A 正确；B、功率单位小是国际单位制中的导出单位，故 B 错误；C、能量的单位/是国际单位制中的导出单位，故 C错误；力、磁感应强度的单位T是国际单位制中的导出单位，故。错误。故选：Ao国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量；它们的在国际单位制中的单位称为基本单位；根据基本单位与物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。本题考查了国际单位制中的基本单位，掌握基础知识是解题的前提与关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。2.答案：B解析：解：4、楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.故A 正确.2、奥斯特在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流.故B 错误.C、1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，符合 史 实.故 C正确.。、安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，符合史实.故。正确.本题选不符合史实的，故选：B根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一.3.答案：C解析：解：力、地球上的同一地点，重力加速度相同，随纬度的升高，重力加速度增大，随高度的升高，重力加速度减小，但相差不大。故 4错误。2、物体做自由落体运动的加速度等于重力加速度，所以自由落体运动是匀变速直线运动。故 8错误；C、自由落体运动的初速度为零，且仅受重力的运动。故 C正确；D、自由落体运动的初速度为零加速度等于重力加速度的运动，所以下落的高度：h=gt2,物体下落高度正比于下落时间二次方。故。错误。故选：C o物体做自由落体运动的加速度等于重力加速度，加速度反映速度变化快慢的物理量.地球同一点，物体重力加速度相同.重力加速度随纬度的升高，重力加速度增大，随高度的升高，重力加速度减小.解决本题的关键知道物体做自由落体运动的加速度等于重力加速度，加速度反映速度变化快慢的物理量.轻重物体重力加速度相同.4.答案：A解析：对m分析由最大静摩擦力可求得沉的最大加速度；再对整体受力分析可求得产值；对全程由动量定理可求得1 s时的速度及冲量。本题中采用了力的平均值求冲量的方法，但是求功时不能应用平均力来求。A8.当M达到最大静摩擦力时，M相对m 发生相对滑动；则此时M的加速度为：a =4 g=0.2 x 10=2 m/s2；则对整体受力分析可知，F =(7 n +M)a =3 x 2=6 N =6 t,则可知发生相对运动的时间为Is,F 是均匀增加的，故1s内其平均作用力R =|N =3 N；对整体由动量定理可得，F t =+m)v,解得：v=lm/s；故 A 正确，B 错误；C.若物体做匀加速直线运动，则1s内的位移x =：=0.5 m；而物体做的是变加速直线运动，故位移不是0.5 m；故 C 错误；D 由动量定理可知，/=(M +m)v =3N-s；故。错误。故选A。5.答案：CY解析：解：4、B、根据水平位移x =%3 t=-,所以可知只知道水平位移或初速度，无法求出运动的时间。故A、B错误。C、根据/i =：g t 2,知道下落的高度，可求出运动的时间。故C正确。、已知位移的大小，不能判断出下落的高度，所以不能求出时间。故。错误。故选：Co平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据分运动和合运动具有等时性确定运动的时间。解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及知道分运动和合运动具有等时性，运用运动学公式解题。6.答案：B解析：解：第一宇宙速度，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度7.9 km/s,若7.9 k m/s Wu11.2 k m/s,物体绕地球做椭圆运行；第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度11.2/c m/s,若11.2/c m/s v 16.7 km/s,物体绕太阳运行（脱离速度）；第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度16.7 0n/s,若u N 1 6.7 k m/s,物体将脱离太阳系在宇宙空间运行（逃逸速度）。若要在地面发射行星探测器使其进入绕地球运动的椭圆轨道，探测器的发射速度 应满足：%v 1释放的光子的情况有：7 1 =4-1、7 1 =3 1、7 1 =2 1共三种，所以结合光电效应的条件可知，共有3种频率的光能使金属发生光电效应，故。正确。故选：CD.本题考查了波尔原子理论：从高轨道向低轨道跃迁时减少的能量以光子的形式辐射出去；所有的激发态都是不稳定的，都会继续向基态跃迁，故辐射光子的种类喋；只有入射光子的能量大于金属的逸出功才会发生光电效应；判断是否电离，看处于激发态的氢原子吸收能量后的总能量是否大于等于0,一旦大于等于0,说明发生电离。解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即E m -En=hv,同时考查了光电效应发生条件。1 6.答案：AC解析：解：4由图象可知：波的波长为4 =4 6，周期为T =2 s,根据公式可知波的传播速度为。=彳=:=2 m/s,根据图乙知t =0.2 5 s时，P点的振动方向向上，根据同侧法可知，波沿%轴的正方向传播，故A正确；8.质点L和质点N的平衡位置距离等于半个波长，所以L和N的运动方向总是相反，故2错误；C.由0.2 5 s到0.7 5 s所用时间为:T,质点M由波谷振动到平衡位置并向y轴正方向运动，故C正确；。.根据波的特征知，质点并不会随着波在久轴上运动，只在y轴方向振动，故。错误；故选：ACo(1)根据图象找到波长和周期，根据=2求波速；(2)平衡位置相差半个波长的奇数倍的两质点的振动状态相反；(3)根据所给时间与周期的关系判断质点的振动状态；(4)质点不会随着波移动，只会在平衡位置附近做机械振动；会根据图象找到相关的信息，熟记波速的计算公式，知道振动方向和波的传播方向的判断方法：1 7.答案：1.8 0摩 擦 力2 5 f=kv2解析：解：Q)根据图乙刻度可知，止匕时测力计的示数为1.8 0N；(2)由实验原理可知，研究风速大小与弹簧测力计示数大小关系，因此要减小其它阻力的影响，比如：木板对其的摩擦力，(3)小车所受空气阻力等于弹簧测力计的示数，由表格中的数据可知，阻力/=上卢，当弹簧测力计读数为5.0N时，力变为5 z n/s时的2 5倍，则速度变为原来的5倍，此时车速0=5 x 5 m/s =2 5 m/s。故答案为：(1)1.8 0；(2)摩擦力；(3)2 5,f=kv2.(1)依据弹簧秤示数，即可读出，并加估计值：(2)根据摩擦力大小因素即可分析；(3)根据表格中速度值与弹簧测力计示数，即可确定求解。解决本题的关键知道实验的原理，能够从表格中的数据归纳出力和速度的关系是关键。18.答案：2.80；U U解析:解:由题意可知,电压表U量程为3 V,只需将匕与之并联，即可得出其示数是否准确；故实物图如右图；量程为3 V,则最小分度为0.1 V,故读数为2.80K；为了能测量电流，根据题意可知，已知条件中没有电流表，故要借助定值电阻；只需将电压表V与定值电阻串联，再与1/2并联，即可由串并联电路规律求出V表的示数；同时因&阻值太小，无法起到有效的保护作用，只能采用分压接法；原理图如下；并联部分总电压为U 1,则R1两端电压为则电流为：/=等；电压表内阻为：Rv=y =故答案为：如下图；2.80；如下图；黑；为了检测V表是否准确，应将准确电表与之并联；由最大量程可得出电压表的最小分度，则可得出电压表读数；电压表本身能显示电压值，故只需设计电路能测出电流值即可求得内阻；根据电路图及串并联电路的规律可求得电压表的示数.本题考查伏安法测电阻的应用，注意分析题意，明确实验原理，才能找到正确合理的实验电路及数据处理方法.19.答案：解：（1）粒子1从A射入从C点射出，由几何关系得到粒子1在磁场区域做匀速圆周运动的半径：q =R对粒子1在磁场中有:qu0B联立得：B=翳.(2)粒子2 以4。成3 0。入射，也做半径为七=R 的匀速圆周运动，根据相交圆的性质知：粒子2 转过6 0。从。点射出，在磁场里所用时间为：1 TTRt l =6r=3 由于粒子2 开始与竖直方向成3 0。入射，又转过6 0。，则离开磁场时速度方向恰与MN 垂直。那么在M P之间做匀速直线运动的时间为：M P +R 7?c o s 3 0 Rt2=-=一%v0进入电场后做类平抛运动，时间为R=一%所以总时间为t =匕+t 2 +分=噤 RJ%答：(1)圆形磁场的磁感应强度为翳.(2)粒子2 从进入磁场到荧光屏所用时间为誉R解析：粒子在圆形磁场区域内做匀速圆周运动，涉及两圆相交的几何知识，最能考察数学应用能力.(1)根据粒子1 从4 点沿4 0 射入，从C点射出，可以知道粒子的轨道半径为R,从而求得磁感应强度.(2)粒子2 只是入射方向不同，根据半径相同的两圆相交的性质得到：粒子2 出射方向恰与MN 垂直.出射点与MN 的水平距离为R-Rcos30,所以水平匀速直线运动的位移除以速度得到第二阶段的时间.水平进入电场后又做类平抛运动，根据水平位移求出时间.本题的难点在于粒子2进入磁场区域的出射点问题，涉及到相交圆的性质定理，易错点在于离开磁场后水平匀速直线运动运动的位移，这又考察到几何知识.至于在电场中的运动，根据水平位移就可求出时间.20.答案：解：（1）在C点，根据牛顿第二定律可得：m g +FN C=m-解得c=8zn/s（2）从4 到 C,根据动能定理可得：m g（h-R-Rcos37）-Wf=-0解得：W f=5J答：（1）滑块在C点的速度大小攻;为8m/s；（2）滑块在4、B两点间克服摩擦力做功必为5/。解析：（1）在C点，根据牛顿第二定律求得滑块在C点的速度；（2）从4到C的过程中，根据动能定理求得在AB段克服摩擦力做功。本题是向心力和动能定理的综合应用，关键要明确向心力来源，利用牛顿第二定律求C点的速度，要知道动能定理是求功常用的方法。21.答案：解：（1）在最高点4 有小讥=mgcos。=0.495N在最低点B,有Fmax=m三+mg=0.510N从A到B,滑块机械能守恒，有-cos。）=|m v2.解得：m =0.05kg.（2）完成一次全振动的时间为一个周期，由图乙得小滑块做简谐振动的周期：T=1 s根据T-27rg解得：R-0.1m答：（1）小滑块的质量为0.05 kg；（2）容器的半径为0.1m解析：（1）滑块在最高点，对器壁的压力最小，为FmE=agcos。，在最低点速度最大，沿半径方向上的合力提供向心力，此时压力最大，有尸max=+rng,最高点到最低点，机械能守恒，有mgR（l-cos。）=加 卢.联立三个式子求出滑块的质量.（2）0很小，小滑块在44之间做简谐运动（单摆运动），根据图乙得出单摆的周期，再根据7=2兀 求出容器的半径.解决本题的关键知道滑块所做的运动是单摆运动，知道单摆运动的周期公式，以及知道在什么位置压力最大，什么位置压力最小，运用机械能守恒进行求解.22.答案：(1)由F=B/L得导体棒在摆动过程中所受安培力F=0.3 N(2)磁场方向竖直向下；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知B/L-Lsin 6 mgL(l cos 0)=0,代入数值得导体棒中的电流为/=3 4由E=/R得电源电动势E=3.0 V(3)由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量AE的和，即勿=后+4七，而AE=mgL(l cos 0)=0.048 JW=0.498/解析：(1)由F=8得导体棒在摆动过程中所受安培力F=0.3 N(2)磁场方向竖直向下；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知IB/L-Lsin 6 mgL(l cos 6)=0,代入数值得导体棒中的电流为/=3 4由E=/R得电源电动势E=3.0 V(3)由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ZE的和，即勿=后+4后，而AE=mgL(l cos 0)-0.048 JW=0.4987