浙江省慈溪中学2022届高考一模试卷（含解析）

2022年浙江省宁波市慈溪中学高考物理一模试卷一、选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的．选对得6分，选错得0分．）1．（6分）（2022•合肥三模）从同一高度同时以20m/s速度抛出两小球，一球竖直上抛，另一球竖直下抛，不计空气阻力，取重力加速度为10m/s2，则它们落地的时间差为（　　）　A．3sB．4sC．5sD．6s【考点】：竖直上抛运动．【专题】：直线运动规律专题．【分析】：两个小球抛出后，加速度都是g，两个球的位移相同，根据位移公式x=v0t+，求解它们落地的时间差．【解析】：解：设两球距离地面的高度为h，则对竖直上抛的小球，有﹣h=v0t﹣，对竖直下抛的小球，有h=v0t′+落地的时间差为△t=t′﹣t联立解得，△t=4s故选B【点评】：本题竖直上抛和竖直下抛都是匀变速直线运动，竖直上抛运动采用整体法研究，以竖直向上为正方向，加速度为﹣g．　2．（6分）（2022•宿州三模）如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中=30°，则A球、C球的质量之比为（　　）　A．1：2B．2：1C．1：D．：1【考点】：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】：共点力作用下物体平衡专题．【分析】：以B球为研究对象，分析受力情况，B球受到两细线的拉力分别与A、C两球的重力大小相等，根据平衡条件求解A球、C球的质量之比．【解析】：解：设A球、C球的质量分别mA、mC．由几何知识得知，两细线相互垂直．对A、C两球平衡得T1=mAg，T2=mCg．以B球为研究对象，分析受力情况：重力G、两细线的拉力T1、T2．由平衡条件得T1=T2tanθ得=tanθ=-14-则得==故选C【点评】：本题要根据几何知识确定出两细线是相互垂直的，分析B球的受力情况，由平衡条件就能求解AC的质量之比．　3．（6分）（2022•威海模拟）质量为1.0kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.20．对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动了3t0的时间．为使物体在3t0时间内发生的位移最大，力F随时间变化情况应该为下面四个图中的哪一个（　　）　A．B．C．D．【考点】：牛顿第二定律；滑动摩擦力．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：根据牛顿第二定律求出加速度，由位移公式求出各段时间内物体的位移，再确定哪种情况位移最大．【解析】：解：A、在0﹣1s内，F＜μmg，物体静止不动．在1﹣2s内，加速度a1==1m/s2，位移x1=-14-=0.5m，第2s末速度为v=a1t1=0.5m/s．在2﹣3s内，加速度a2==3m/s2，位移为x2=vt2=2m．C、在0﹣1s内，F＜μmg，物体静止不动．在1﹣2s内，加速度a1==3m/s2，位移x1==1.5m，第2s末速度为v=a1t1=1.5m/s．在2﹣3s内，加速度a2==1m/s2，位移为x2=vt2=2m．B、在0﹣1s内，加速度a1==3m/s2，第1s末速度为v1=a1t1=3m/s．在1﹣2s内，加速度a2==﹣0.5m/s2，位移x2=v1t2+=2.75m，第2s末速度为v2=v1+a2t2=2.5m/s．在2﹣3s内，加速度a3==1m/s2，位移为x3=v2t3+=3m．D、在0﹣1s内，加速度a1==3m/s2，第1s末速度为v1=a1t1=3m/s．在1﹣2s内，加速度a2==1m/s2，位移x2=v1t2+=3.5m，第2s末速度为v2=v1+a2t2=3.5m/s．在2﹣3s内，加速度a2==﹣0.5m/s2，位移为x3=v2t3=3.25m．故选D【点评】：本题也可以通过计算加速度和速度，作出速度﹣时间图象，根据“面积”表示位移，判断位移的大小．　4．（6分）（2022•江西校级一模）如图a、b是某类潮汐发电示意图．涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门（见图a）．当落潮时，开闸放水发电（见图b）．设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（　　）（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）-14-　A．2.6×104kWB．5.2×104kWC．2.6×105kWD．5.2×105kW【考点】：能源的开发和利用；电功、电功率．【分析】：要解答本题需掌握：潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，以及水的重力势能的求法：W水=G△h=mg△h=ρ水Vg△h=ρ水Shg△h=ρ水Sgh△h【解析】：解：利用潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，水能转化电能的效率是10%，一次涨潮，退潮后水坝内水的势能增加：W水=G△h=mg△h=ρ水Vg△h=ρ水Shg△h=ρ水Sgh△h，△h为水的重心下降的高度，即：△h=则水的势能可转变为电能：W电=W水×10%=ρ水Sgh△h×10%=1.0×103kg/m3×5.0×108m2×10N/kg×3m×（1.5m）×0.1J=2.25×1012J．每天2次涨潮，则该电站一天能发电4.5×1012J，所以每天的平均功率为P==5.2×104kW，故ACD错误，B正确．故选：B．【点评】：本题主要考查学生对：潮汐能和电能之间的转化实质是水的重力势能转化为电能的理解．　二、选择题（在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）5．（6分）（2022•普陀区二模）某家用桶装纯净水手压式饮水器如图，在手连续稳定的按压下，出水速度为v，供水系统的效率为η，现测量出桶底到出水管之间的高度差H，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）　A．出水口单位时间内的出水体积Q=vS-14-　B．出水口所出水落地时的速度　C．出水后，手连续稳定按压的功率为+　D．手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和【考点】：功率、平均功率和瞬时功率；功能关系．【分析】：出水口的体积V=Sl，再除以时间即为位时间内的出水体积，水从出水平流出后做平抛运动，根据高度求出落地时竖直方向的速度，再根据几何关系求出出水口所出水落地时的速度，在时间t内，流过出水口的水的质量m=ρSvt，手连续稳定按压使水具有初动能和重力势能，根据势能和动能的表达式及供水系统的效率求出手连续稳定按压做的功，再根据求解功率即可．【解析】：解：A、出水口的体积V=Sl，则单位时间内的出水体积Q=，故A正确；B、水从出水平流出后做平抛运动，则落地时速度方向速度，所以出水口所出水落地时的速度v==，故B错误；C、手连续稳定按压使水具有初动能和重力势能，在时间t内，流过出水口的水的质量m=ρSvt，则出水口的水具有的机械能E=，而供水系统的效率为η，所以手连续稳定按压做的功为W=，则功率P=，故C正确；D、手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和除以供水系统的效率η，故D错误；故选：AC【点评】：解答本题要知道水从出水平流出后做平抛运动，根据平抛运动的基本规律求解，注意手连续稳定按压时做水做的功没有全部转化为水的机械能，注意供水系统的效率，难度适中．　6．（6分）（2022•慈溪市校级一模）如图所示，倾角为θ的绝缘斜面固定在水平面上，当质量为m、带电荷量为+q的滑块沿斜面下滑时，在此空间突然加上竖直方向的匀强电场，已知滑块受到的电场力小于滑块的重力．则下列说法不正确的是（　　）-14-　A．若滑块匀速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块将减速下滑　B．若滑块匀速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍匀速下滑　C．若滑块匀减速下滑，加上竖直向上的电场后，滑块仍减速下滑，但加速度变大　D．若滑块匀加速下滑，加上竖直向下的电场后，滑块仍以原加速度加速下滑【考点】：匀强电场中电势差和电场强度的关系．【专题】：电场力与电势的性质专题．【分析】：若滑块匀速下滑，受力平衡，沿斜面方向列出力平衡方程．加上竖直方向的匀强电场后，竖直方向加上电场力，再分析物体受力能否平衡，判断物体能否匀速运动．【解析】：解：A、若滑块匀速下滑时，则有mgsinθ=μmgcosθ．当加上竖直向上的电场后，在沿斜面方向，（mg﹣F）sinθ=μ（mg﹣F）cosθ，受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑．故A错误；B、若滑块匀速下滑，有mgsinθ=μmgcosθ．加上竖直向下的电场后，在沿斜面方向，（mg+F）sinθ=μ（mg+F）cosθ，受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑．故B正确；C、若滑块匀减速下滑，根据牛顿第二定律，有：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma，解得a=g（μcosθ﹣sinθ）；加上竖直向上的电场后，根据牛顿第二定律，有：μ（mg﹣F）cosθ﹣（mg﹣F）sinθ=ma′，解得a′=g（μcosθ﹣sinθ）（1﹣）；故a＜a′，即加速度减小，故C错误；D、若滑块匀加速下滑，根据牛顿第二定律，有：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得a=g（sinθ﹣μcosθ）；加上竖直向下的电场后，根据牛顿第二定律，有：（F+mg）sinθ﹣μ（F+mg）cosθ=ma′，解得a′=g（sinθ﹣μcosθ）（1+）；故a＜a′，即加速度变大，故D错误；本题下列说法不正确的，故选：ACD．【点评】：判断物体运动的状态，关键是分析受力情况，确定合力是否为零或合力与速度方向的关系．　7．（6分）（2022•慈溪市校级一模）在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度，称之为收尾速度．一小铁球质量为m，用手将它完全放入水中后静止释放，最后铁球的收尾速度为v，若铁球在水中所受浮力保持不变恒为F，重力加速度为g，关于小铁球，下列说法正确的是（　　）　A．若测得小铁球从释放至达到收尾速度所用时间为t，则小铁球下落的位移为　B．若测得小铁球下落h时的加速度为a，则小铁球此时的速度为　C．若测得某时小铁球的加速度大小为a，则小铁球此时受到的水的阻力为m（a+g）﹣F　D．若测得小铁球下落t时间，通过的位移为y，则该过程的平均速度一定为【考点】：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：-14-小球在运动的过程中，做加速度逐渐减小的加速运动，达到收尾速度后做匀速直线运动，不能运用匀变速直线运动的运动学公式和推论进行求解，根据牛顿第二定律求出小铁球下落时受到水的阻力大小．【解析】：解：A、小球释放到达收尾速度过程中，阻力增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，不能通过匀变速直线运动的运动学公式和推论进行求解．故A错误．B、因为该过程中的加速度在变化，不能通过v2=2ah求解小球的速度．故B错误．C、根据牛顿第二定律得，mg﹣F﹣f=ma，解得小铁球受到水的阻力f=mg﹣F﹣ma．故C错误．D、根据平均速度的定义式，位移为y，时间为t，则平均速度为．故D正确．故选：D．【点评】：解决本题的关键知道铁球在下落过程中的运动规律，注意小球所做的运动不是匀变速运动．　二、非选择题8．（10分）（2022•慈溪市校级一模）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种．质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（g取9.8m/s2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．松开手释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．（1）其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，请将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．答：　B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带　（2）实验中得到如图乙所示的纸带，根据纸带可计算得知，重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于　0.271　J，动能增加量等于　0.264　J．（结果保留三位有效数字）-14-（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是　实验过程中存在摩擦阻力　．【考点】：验证机械能守恒定律．【专题】：实验题；机械能守恒定律应用专题．【分析】：（1）对于实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．（3）重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源．【解析】：解：（1）打点计时器使用的是交流电源，故B中将打点计时器接到电源的“直流输出”上错误，应该使用交流电源；C、实验时，应先接通打点计时器电源后释放重物，由于重物运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．（2）重力势能减小量等于：△Ep=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271J．在匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：-14-EkB=mvB2，EkD=mvD2△Ek=EkD﹣EkB=J=0.264J；（2）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤A中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，导致摩擦力太大，应该是导致误差太大的主要原因．故答案为：（1）B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带；（2）0.271J，0.264；（3）实验过程中存在摩擦阻力．【点评】：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，熟练应用匀变速直线运动规律解决实验问题；重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．　9．（10分）（2022•慈溪市校级一模）用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．（1）实验时先　不挂　（填“挂”或“不挂”）钩码，　安装　（填“安装”或“不安装”）纸带．反复调整垫木的左右位置，直到　轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布　，这样做的目的是　平衡小车运动中所受的摩擦阻力　．（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=　1.0　m/s2．（结果保留两位有效数字）【考点】：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】：实验题；牛顿运动定律综合专题．【分析】：探究物体加速度与力的关系实验中，我们认为小车受到的拉力等于钩码的重力，在实验前应平衡摩擦力；根据纸带数据，由△x=at2可求小车的加速度．【解析】：解：（1）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．所以实验时先不挂钩码，安装纸带．反复调整垫木的左右位置，直到轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布，这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力．（2）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，根据纸带数据，由△x=at2可得-14-小车的加速度a===1.0m/s2．故答案为：（1）不挂，安装，轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布，平衡小车运动中所受的摩擦阻力．（2）1.0【点评】：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．　10．（16分）（2022•慈溪市校级一模）如图所示（1），在粗糙的水平地面上，放有一块质量为m=1kg，初速度为v0的木块，现在加水平恒力F，方向与初速度的方向在同一条直线上，通过实验发现不同的F，物块在地面运动的时间t不同，且当﹣2N≤F＜2N时，与F的关系如图（2）所示（设v0的方向为正、滑动摩擦力等于最大静摩擦力），则（1）物块的初速度为多少？（2）物块与地面间的动摩擦因素为多少？（3）物块运动的时间t可能等于0.4s吗？说明原因．【考点】：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：通过图象可知物体做匀减速运动，利用牛顿第二定律求的加速度，再有速度时间公式求的与F之间的关系，即可求的初速度；有图象截距即可求的摩擦因数；根据图象即可判断时间【解析】：解：（1）物块做匀减速运动至静止μmg﹣F=ma①0=v0﹣at②由①②得：③由③式和图线斜率可得：又因m=1kg则v0=2m/s（2）由③式和图线截距可得：则μ=0.2（3）当﹣2N≤F＜2N时，由图线可知运动时间大于等于0.5s；而当F的大小超过2N时，物体就不可能静止，所以运动时间为无穷．不可能；-14-答：（1）物块的初速度为2m/s（2）物块与地面间的动摩擦因素为0.2（3）物块运动的时间t不可能等于0.4s；当﹣2N≤F＜2N时，由图线可知运动时间大于等于0.5s；而当F的大小超过2N时，物体就不可能静止，所以运动时间为无穷．【点评】：本题主要考查了图象问题，关键是通过图象找出与F之间的关系即可　11．（20分）（2022•绍兴一模）一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上，如图所示，AB段水平，BD段是半径为R的半圆弧，有电荷量为Q（Q＞0）的点电荷固定在圆心O点．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小环套在光滑绝缘杆上，在水平外力作用下从C点由静此开始运动，到B点时撤去外力，小环继续运动，发现刚好能到绝缘杆的最高点D．已知CB间距为．（提示：根据电磁学有关知识，在某一空间放一电荷量为Q的点电荷，则距离点电荷为r的某点的电势为，其中k为静电力常量，设无穷远处电势为零．）（1）求小环从C运动到B过程中，水平外力做的功；（2）若水平外力为恒力，要使小环能运动到D点，求水平外力的最小值F0；（3）若水平外力为恒力，大小为F（F大于（2）问中的F0），求小环运动到D点时，绝缘杆对环的弹力大小和方向．【考点】：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力；电势能．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）小环从C运动到B过程中，有电场力和外力做功，根据动能定理可以求得水平外力做的功；（2）要是小环能够到达D点，则到达D点时的速度必须大于或等于零，在此过程中外力和电场力做功，根据动能定理可以求得最小的外力；（3）到达D点时，做的是圆周运动，弹力、重力、电场力的合力做为圆周运动的向心力，由此可以求得绝缘杆对环的弹力大小和方向．【解析】：解：（1）小球从C运动到B，带电小环要克服电场力做功，克服电场做的功W电等于电势能的增加，则W电=q﹣，所以W电=，小球从C运动到B，设到B得速度为VB，水平外力做的功为W，-14-则W﹣W电=m小球从B到D过程中，带电小环在等势面上运动电场力不做功，设到D点的速度为VD则﹣2mgR=m﹣m又刚好到D点，则D点速度为VD=0，所以W=2mgR+，（2）小球要能运动到D点，则VD≥0由C运动到D点，F′•R﹣W电﹣2mgR=m由此可以解得F′≥mg+所以水平外力的最小值为F0=mg+．（3）由C运动到D点，设D点速度为VD，F•R﹣2mgR﹣=m小环运动到D点时，设绝缘杆对小环的弹力大小为FN，方向指向圆心，=FN+mg﹣由此可得FN=F+﹣5mg讨论：（a）若F+＞5mg，则弹力大小为F+﹣5mg，方向指向圆心．（b）若F+=5mg，则弹力为零．（c）若F+＜5mg，则弹力大小为5mg﹣（F+），方向背向圆心．【点评】：对小环的运动的过程进行分析，根据动能定理求解小环的速度的大小，在应用动能定理的时候一定要分析清楚，运动过程中力的做功的情况，在求解绝缘杆对环的弹力的时候要注意分析对环的作用力的方向是向上的还是向下的．　-14-12．（22分）（2022•慈溪市校级一模）有人设想用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米颗粒．颗粒在电离室中电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后，颗粒缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I（加速距离极短，忽略此过程中重力的影响），再通过小孔O2射入匀强电场区域II，区域II中极板长度为l，极板间距为d．收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上且到上下极板的距离相等．半径为r0的颗粒，其质量为m0、电量为q0，刚好能沿O1O3直线射入收集室．（V球=πr3，S球=4πr2）（1）图中区域II的电场强度；（2）半径为r的颗粒通过O2时的速率；（3）落到区域II中的下极板上的颗粒半径．【考点】：带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】：带电粒子在电场中的运动专题．【分析】：（1）带电粒子在电场中被加速，当进入区域II内做匀速直线运动，因而根据动能定理可求出被加速的速度大小，再由洛伦兹力等于电场力，从而确定电场强度的大小与方向；（2）根据密度相同，可确定质量与半径立方关系；根据题意，可知电量与半径平方关系．从而由动能定理可算出粒子通过O2时的速率；（3）由半径的不同，导致速度大小不一，从而出现洛伦兹力与电场力不等现象，根据其力大小确定向哪个极板偏转．【解析】：解：（1）半径为r0的粒子匀速通过电场，Eq0=m0g…①由①式得：E=，电场强度方向竖直向上（2）设半径为r的粒子加速度后的速度为v，…②又因m=q=…③由②③式得：v=（3）落到下极析则：mg﹣Eq=ma…④由①③④式得：半径大，则越容易落到下极板上，设刚好落到下极板的右边颗粒为rm…⑤-14-…⑥…⑦由⑤⑥⑦式得：rm=答：（1）图中区域II的电场强度；（2）半径为r的颗粒通过O2时的速率（3）落到区域II中的下极板上的颗粒半径为【点评】：本题考查运用动能定理求带电粒子在电场中加速后的速度大小，再洛伦兹力与电场力关系来确定偏向何处．同时注意紧扣题意密度相同及电量与表面积成正比等隐含条件．-14-