浙江省义乌市高三3月份模拟考试新高考物理试题及答案解析

浙江省义乌市高三3月份模拟考试新高考物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统左右对称，结构简化图如图所示。假设钢柱与水平地面所夹锐角为，钢索上端与钢柱的夹角为，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为m，重力加速度为g。则钢柱对钢索拉力的大小为（）A．mg B．mg C．mg D．2mg2、如图所示，两条水平放置的间距为L，阻值可忽略的平行金属导轨CD、EF，在水平导轨的右端接有一电阻R，导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d。左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（）A．电阻R的最大电流为B．整个电路中产生的焦耳热为mghC．流过电阻R的电荷量为D．电阻R中产生的焦耳热为mgh3、北京时间2019年11月5日1时43分，我国成功发射了北斗系统的第49颗卫星。据介绍，北斗系统由中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星三种卫星组成，其中中圆地球轨道卫星距地高度大约24万千米，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星距地高度都是大约为3.6万千米。这三种卫星的轨道均为圆形。下列相关说法正确的是（）A．发射地球静止轨道卫星的速度应大于B．倾斜地球同步轨道卫星可以相对静止于某个城市的正上空C．根据题中信息和地球半径，可以估算出中圆地球轨道卫星的周期D．中圆地球轨道卫星的向心加速度小于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，正弦交流电源电压为U＝12V，电阻R1＝1Ω，R2＝2Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20Ω，滑片P处于中间位置，则A．R1与R2消耗的电功率相等 B．通过R1的电流为3AC．若向上移动P，电压表读数将变大 D．若向上移动P，电源输出功率将不变5、如图所示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期C．卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动6、高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离．某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知司机的反应时间为0.7s，刹车的加速度大小为5m/s2，则该ETC通道的长度约为（）A．4.2m B．6.0m C．7.8m D．9.6m二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、根据现行有效国际民航组织《危险物品安全航空运输技术细则》和《中国民用航空危险品运输管理规定》，严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝；严禁携带未标明额定能量同时也未能通过标注的其他参数，计算得出额定能量的充电宝。如图为国产某品牌一款充电宝的铭牌。则（）A．该充电宝的输入电压为交流5VB．该充电宝的输出电压为直流5.1VC．该充电宝可以给手机充电最短时间大约10hD．乘客可以携带该充电宝登机8、如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在(V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是()A．当R1=0时，电压表的读数为30VB．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡，灯泡能够正常发光C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2AD．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V9、图甲是工厂静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接直流高压电源后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的，图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。下列说法正确的是()A．金属丝与管壁间的电场为匀强电场B．粉尘在吸附了电子后动能会增加C．粉尘在吸附了电子后电势能会减少D．粉尘在吸附了电子后电势能会增加10、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k=_________，则验证了机械能守恒定律。12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．14．（16分）一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=8m/s的初速度由底端沿斜面上滑。小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.1．若斜面足够长，已知tan37°=，g取10m/s2，求：（1）小物块沿斜面上滑时的加速度大小；（2）小物块上滑的最大距离；（3）小物块返回斜面底端时的速度大小。15．（12分）如图所示，光滑的水平台高，在水平台上放置A、B两物体，质量分别为，一半径的光滑固定圆弧轨道竖直放置，与水平地面相切于C点，半径OD与竖直方向OC的夹角，现使物体A以的初速度水平向右运动，并与物体B发生正碰，物体B离开平台后恰能沿D点切线方向滑入圆弧轨道。已知重力加速度取，求：(1)碰撞后物体A的速度；(2)物体B经过圆弧轨道的C点时，轨道受到的压力大小。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

钢索、短钢棒及棚顶作为一个整体受到三个力：两端的拉力大小均为F（与水平方向的夹角为），竖直向下的重力，如图，由平衡条件得解得故ACD错误，B正确。故选B。2、C【解析】

金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由E=BLv求出感应电动势，然后求出感应电流；由可以求出流过电阻R的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到电路中产生的焦耳热．【详解】金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，金属棒到达水平面时的速度v=，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E=BLv，最大的感应电流为，故A错误；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0，则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd，所以整个电路中产生的焦耳热为Q=WB=mgh-μmgd，故B错误；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：QR=Q=（mgh-μmgd），故D错误。流过电阻R的电荷量，故C正确；故选C。【点睛】题关键要熟练推导出感应电荷量的表达式，这是一个经验公式，经常用到，要在理解的基础上记住，涉及到能量时优先考虑动能定理或能量守恒定律．3、C【解析】

A．11.2m/s是发射挣脱地球引力控制的航天器的最小速度，而地球静止轨道卫星仍然是围绕地球做匀速圆周运动，所以地球静止轨道卫星的发射速度定小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；B．倾斜地球同步轨道卫星只是绕地球做匀速圆周运动的周期为24小时，不可以相对静止于某个城市的正上空，故B错误；C．已知地球静止轨道卫星离地高度和地球半径，可得出地球静止轨道卫星的运动半径，其运动周期天，已知中圆地球轨道卫星距地面的高度和地球半径，可得出中圆地球轨道卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律有代入可以得出中圆地球轨卫星的周期，故C正确；D．由于中圆地球轨道卫星距离地面高度小于倾斜地球同步轨道卫星距离地面高度，即中圆地球轨道卫星的运动半径较小，根据万有引力提供向心力有可知，中圆地球轨道卫星的向心加速度大于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度，D错误。故选C。4、B【解析】

理想变压器原副线圈匝数之比为1：2，可知原副线圈的电流之比为2：1，根据P=I2R可知R1与R2消耗的电功率之比为2：1，故A错误；设通过R1的电流为I，则副线圈电流为0.5I，初级电压：U-IR1=12-I；根据匝数比可知次级电压为2（12-I），则，解得I=3A，故B正确；若向上移动P，则R3电阻减小，次级电流变大，初级电流也变大，根据P=IU可知电源输出功率将变大，电阻R1的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，故CD错误；故选B。5、C【解析】

A．由公式得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小当轨道半径r减小时，a增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A错误；BC．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B错误，C正确；D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D错误。故选C。6、D【解析】

汽车的速度21.6km/h＝6m/s，汽车在前0.3s+0.7s内做匀速直线运动，位移为：x1＝v0（t1+t2）＝6×（0.3+0.7）＝6m，随后汽车做减速运动，位移为：3.6m，所以该ETC通道的长度为：L＝x1+x2＝6+3.6＝9.6m，故ABC错误，D正确【点睛】本题的关键是明确汽车的两段运动的特点，然后合理选择公式．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．由图可知，该充电宝的输入电压为直流5V，故A错误；B．由图可知，该充电宝的输出电压为直流5.1V，故B正确；C．由图可知，该充电宝的输出电流为2.1A，则该充电宝可以给手机充电最短时间故C错误；D．由图可知，该充电宝额定能量为37.44Wh，则乘客可以携带该充电宝登机，故D正确。故选BD。8、BC【解析】

输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V，5W”的灯泡，灯泡电阻为，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压：，则次级电压为，则，解得I=1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；9、BC【解析】

A．由图乙可知金属丝与管壁间的电场是非匀强电场，A错误；B．粉尘在吸附了电子后会加速向带正电的金属管壁运动，因此动能会增加，B正确；CD．此时电场力对吸附了电子后的粉尘做正功，因此粉尘在吸附了电子后电势能会减少，C正确，D错误。故选BC。10、AD【解析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、P的质量M，Q的质量m（M-m）gh=【解析】

（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：；（2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m；（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：则验证机械能守恒的表达式为：；（4）[4]将验证表达式变形为：若在误差允许的范围内，系统满足机械能守恒定律，图像将是一条过原点的倾斜直线，其斜率为：。12、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计