1、高中物理学业水平考试模拟试卷(二)(时间:60分钟,分值:70分)选择题部分一、选择题(本题共18小题,每小题2分,共36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.下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是(D)A.物理学家安培经过多次实验,比较准确地测定了电子的电荷量B.卡文迪许通过扭秤实验测量了静电力常量,并验证了库仑定律C.kg,m,N,A都是国际单位制中的基本单位D.功的单位可以用kgm2/s2表示解析:密立根测量了电子的电荷量,A错误;卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量,并验证了万有引力定律,B错误;N是导出单位,C错误;功的单位是J,由W=
2、Fx知,1 J=1 Nm,根据F=ma,得1 N=1 kgm/s2,所以1 J=1 kgm2/s2,故D正确。2.关于以下各物理量的理解正确的是(A)A.重力势能是标量,-3 J比-5 J大B.位移是矢量,-3 m比-5 m大C.速度是矢量,-3 m/s比-5 m/s大D.功是标量,做功-3 J比-5 J多解析:重力势能是标量,符号表示大小,则-3 J比-5 J大,选项A正确;位移是矢量,符号表示方向,则-3 m比-5 m 小,选项B错误;速度是矢量,符号表示方向,则-3 m/s比-5 m/s小,选项C错误;功是标量,符号表示做功的性质,则做功-3 J比-5 J少,选项D错误。3.用国际单位制
3、的基本单位表示能量的单位,下列正确的是(A)A.kgm2/s2B.kgm/s2C.N/m D.Nm解析:物理公式既反映了各物理量间的数量关系,同时也确定了各物理量的单位关系。能量的单位可以从做功的角度考虑,功=力(N)位移(m),力的单位由牛顿第二定律 F=ma 可知,N可表示为kgm/s2,所以能量的单位可表示为kgm2/s2,故选A。4.对于给定的电容器,下图中描述其电荷量Q,电压U和电容C之间关系正确的是(A)解析:电容是电容器本身的属性,与是否带电、是否有电势差无关,故A正确,B错误;根据Q=CU可知,对于确定电容器,Q与U成正比,故C错误;根据题意,对于给定的电容器,电容是定值,故D
4、错误。5.人类在探索自然规律的过程中总结了许多科学方法,如控制变量法、比值定义法、极限法、理想化物理模型法等。在下列研究中,可以用极限法的是()A.研究瞬时速度 B.研究胡克定律C.探究加速度与力、质量的关系D.利用质点来替代实际的物体解析:根据平均速度的定义式=,当t0时平均速度可以代替t时刻的瞬时速度,是采用极限法,所以选项A正确;研究胡克定律,探究加速度与力、质量的关系采用的是控制变量法,选项B,C错误;质点是用来代替物体的有质量的点,实际并不存在,是理想化的物理模型,采用的是理想化物理模型法,选项D错误。6.一只甲虫沿着树枝缓慢地从A点爬到B点,此过程中树枝对甲虫作用力大小(C)A.变
5、大 B.变小C.保持不变D.无法判断解析:甲虫沿着树枝缓慢地从A点爬到B点,合力始终为零,所以树枝对甲虫的作用力始终和重力等大反向,所以作用力大小保持不变,故A,B,D错误,C正确。7.月球表面重力加速度为地球表面的,一位在地球表面最多能举起质量为120 kg的杠铃的运动员,在月球上最多能举起(B)A.120 kg的杠铃 B.720 kg的杠铃C.重力为600 N的杠铃D.重力为720 N的杠铃8.2018年3月30日我国成功发射第三十颗北斗导航卫星,这颗卫星属于中圆地球轨道卫星,在轨高度约为 21 500 km,该高度处重力加速度为g1,该卫星的线速度为v1,角速度为1,周期为T1。2017
6、年9月17日天舟一号在高度约400 km的圆轨道上开始独立运行,该高度处重力加速度为g2,天舟一号的线速度为v2,角速度为2,周期为T2,则(C)A.g1g2B.v1v2C.12 D.T1T2解析:根据题意,天舟一号轨道高度400 km,北斗卫星轨道高度21 500 km,根据G=m可知v=,半径越大,线速度越小,所以v1v2,同理=可知,1T2,选项D错误;由卫星的重力等于万有引力,恰好提供向心力,有向心加速度a=,所以g1rb,根据v=r可知ab,可以得到crc,根据a=2r可知aaac;由于va=vb,rarb,根据a=可知 aaab,可知b点的向心加速度最大,选项D正确。17.如图,一
7、段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab,bc和cd的长度均为L,且abc=bcd=135。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(A)A.方向沿纸面向上,大小为(+1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为(-1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为(+1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为(-1)ILB解析:在磁场中的有效长度L=L+2Lcos 45=(+1)L,则导线所受合力F=(+1)ILB,由左手定则可知合力方向沿纸面垂直bc向上,选项A正确。18.如图是某品牌手机电池的铭牌,根据你所学的物理知识进行
8、判断,下列说法正确的是(B)A.“3 000 mAh”表示该电池储存的电能最多为10 800 JB.“11.55 Wh”表示该电池储存的电能最多为41 580 JC.一个标注为“3 V4 000 F”的超级电容器容纳的电荷量肯定比该电池能释放的电荷量多D.用匹配的充电器给电池充电,若把电池从电量为10%充电到40%花了30分钟,则充电器消耗的平均电功率为6.93 W解析:3 000 mAh指的是电池储存的电荷量,所以选项A错误;11.55 Wh指的是电池储存的能量,即W=11.553 600 J=41 580 J,选项B正确;3 000 mAh相当于10 800 C,而电容器储存的电荷量Q=C
9、U=12 000 C,所以当电容器储存满电荷之后,释放出来的电荷量比该电池要多,但该电容器也有可能没有储存电荷,所以选项C错误;该过程的功率P= W=7.92 W,因此选项D错误。非选择题部分二、非选择题(本题共5小题,共34分)19.(6分)(1)在探究“加速度与力、质量的关系”实验中:需要用到的方法是(选填“控制变量法”或“理想实验法”)。实验过程中,为了平衡小车运动中受到的阻力。在不挂砝码盘的情况下,应该采用下面所述的(选填“A”“B”或“C”)方法。A.逐步调节木板的倾斜程度,使静止的小车开始运动B.逐步调节木板的倾斜程度,使小车在木板上保持静止C.逐步调节木板的倾斜程度,使夹在小车后
10、面的纸带上所打的点间隔均匀(2)“探究求合力的方法”的下列几种说法,能够正确指出操作不当之处的是。解析:(1)在探究“加速度与力、质量的关系”实验中,需要控制变量法来研究加速度与力、质量之间的关系。在平衡摩擦力的时候,需要把纸带装好,通过逐步调节木板的倾斜程度,使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀,选项C正确,A,B错误。(2)“探究求合力的方法”的下列几种操作中,选项A中一个弹簧测力计与绳子不在一条直线上,选项A正确;选项B中弹簧测力计与绳套的固定方式有误,绳套应该钩在弹簧测力计的挂钩上,选项B正确;在记录力的方向时,铅笔触碰到绳子会改变力的方向,选项C正确;选项D中由于没有用力的图示法画
11、图,因此不是一个平行四边形,选项D错误。答案:(1)控制变量法C(2)ABC20.(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验室提供的器材如下:A.小灯泡规格为“2.5 V,0.5 A”;B.双量程电压表(中间接线柱3 V,右边接线柱15 V);C.双量程电流表(中间接线柱0.6 A,右边接线柱3 A);D.滑动变阻器R1(阻值010 ,额定电流2 A);E.滑动变阻器R2(阻值02 k,额定电流0.5 A);F.电池组的电动势约为3 V(内阻未知),开关一个,导线若干。(1)实验中滑动变阻器应选用(填字母编号)。(2)甲同学选择合适的器材,连好实物图如图,乙同学检查时发现了3处错误,请
12、指出其中的2处:;。答案:(1)D(2)滑动变阻器应采用分压式连接方式电流表应采用外接法接入电路电压表量程应选择3 V挡(只要答对其中两处即可)21.(6分)滑雪是冬季很受欢迎的娱乐活动。如图所示,AB为长度x1=80 m倾角为的雪面,BC为长度x2=15 m的水平雪面,质量m=50 kg的游客从A点由静止开始加速直线下滑,通过滑板与雪杖可以改变加速度的大小,滑到BC水平雪面之后匀减速直线滑行,为了安全,整个赛道限速16 m/s,且滑到雪道终点C的速度必须不大于1 m/s。设游客经过B点时,没有机械能损失,游客可看做质点,已知g=10 m/s2。(1)若游客以最大安全速度通过B点,游客在BC段
13、受到的阻力至少多大;(2)若游客从静止开始以a1=3 m/s2做匀加速直线运动,运动24 m之后,游客担心会超过安全速度,立即采取措施改变加速度,接着以加速度a2做匀变速直线运动,游客通过B点刚好不超速,求a2的大小;(3)若游客在AB雪面上运动最大加速度a3=2 m/s2,求游客从A到B的最短时间。解析:(1)由题意可知,vB=16 m/s,由运动学规律可得-2ax2=-,解得a=8.5 m/s2,故游客在BC段受到的阻力至少为f=ma=425 N。(2)游客通过B点刚好不超速,说明vB=16 m/s。以a1加速过程中,有=2a1x1,以a2加速过程中,有-=2a2(x1-x1)将相关数据代
14、入解得a2=1 m/s2。(3)游客在AB雪面上加速到最大速度所用的时间t1=8 s,此时经过的位移x=vmt1=64 m,之后在AB雪面上做匀速运动,匀速运动所用时间t2=1 s,故tmin=t1+t2=9 s。答案:见解析22.(7分)低空跳伞大赛受到各国运动员的喜爱。如图所示为某次跳伞大赛运动员在一座高为H=263 m的悬崖边跳伞时的情景。运动员离开悬崖时先做自由落体运动,一段时间后,展开降落伞,以a=9 m/s2的加速度匀减速下降,已知运动员和伞包的总质量为80 kg,为了运动员的安全,运动员落地时的速度不能超过4 m/s,g=10 m/s2。求:(1)运动员做自由落体运动的最大位移大
15、小;(2)运动员(含伞包)展开降落伞时所受的空气阻力Ff;(3)如果以下落时间的长短决定比赛的胜负,为了赢得比赛的胜利,运动员在空中运动的最短时间约是多大。解析:(1)设运动员做自由落体运动的最大位移为x,此时速度为v0,则=2gx,又v2-=-2a(H-x),联立解得x=125 m,v0=50 m/s。(2)展开降落伞时,对运动员(含伞包),由牛顿第二定律知,Ff-Mg=Ma,得Ff=1 520 N,方向竖直向上。(3)设运动员在空中的最短时间为t,则有v0=gt1,得t1= s=5 s,t2= s5.1 s,故最短时间t=t1+t2=5 s+5.1 s=10.1 s。答案:(1)125 m
16、(2)1 520 N,方向竖直向上(3)10.1 s23.(9分)某次电动小汽车表演如图所示,质量为2 kg的小汽车从平台A处出发,以v0=5 m/s经过B处飞越斜坡,恰落在斜坡底端的C点,着地之后瞬间车速变为 4 m/s,之后沿平直轨道CD运动,到达D点时关闭发动机,进入半径为 1.8 m 圆轨道,运动一周后又进入水平轨道向右运动,直到停车线F时刚好停下。已知小汽车与水平面的摩擦阻力恒为重力的0.1倍,AC段运动过程中风力较大,可简化为受0.8 N的水平向右的作用力,竖直方向的空气作用力忽略不计,过了C点后无风,不计空气作用力。圆轨道可视为光滑。已知AB段长度x0=3 m,AB平台高1.25
17、 m,CD段长度x2=2 m,DF段长度x3=50 m。小汽车的自身长度可忽略,g取 10 m/s2,求:(1)斜坡倾角的正切值tan 。(2)要使小汽车完成上述运动,CD段电动机至少提供多少能量?(3)若DF阶段启用动力回收系统,回收效率为30%,则此段小汽车能滑行多远?解析:(1)飞跃斜坡过程,竖直的分运动为自由落体运动,水平方向的分运动为匀加速直线运动,水平加速度ax=,风力F0=0.8 N,得ax=0.4 m/s2。竖直方向有h=g,水平位移x1=v0t1+ax,得x1=2.55 m,tan =。(2)小汽车与水平轨道的摩擦阻力f=0.1mg=2 N,设小汽车通过D点、E点的速度分别为
18、v2,v3,如果小汽车恰能做完整的圆周运动,在E点应满足mg=m,从D到E的过程,运用动能定理有-mg2R=m-m,得v2=3 m/s,根据机械能守恒,运动一周回到D点的速度仍为v2=3 m/s,设之后小汽车匀减速运动发生的位移为L,-fL=0-m,得L=45 m。Lx3=50 m,故小汽车到不了终点线。若要到达终点线,小汽车的速度至少为v4,-fx3=0-m,得v4=10 m/s,C到D阶段,电动机提供的能量至少为E,有E-fx2=m-m,vC=4 m/s,得E=88 J。(3)若在DF阶段开启动力回收系统,回收效率30%,即有70%的能量用于克服摩擦力做功-fx4=0-m70%,得x4=35 m。答案:(1)(2)88 J(3)35 m
