浙江省杭州市2022年高考物理模拟命题比赛高三试卷18

浙江省杭州市2022年高考模拟命题比赛高三物理试卷18考试时间：60分钟满分：120分一、单项选择题（共4题，每题6分，共24分）14.来自太阳和其他星体的宇宙线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场(如图所示)的存在改变了宇宙线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。下面说法中正确的是()A.地磁场对宇宙线的阻挡作用与观测点的纬度及宇宙线的方向无关B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，赤道附近最强D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转15.（原创）如图，A、B为形状完全相同的金属小球，质量分别为m和2m，带正电，带电量均为q，将两小球用一劲度系数为k的绝缘弹簧相连，将该系统处于光滑水平无限大桌面上，桌面上方存在水平向右的匀强电场，场强大小为E，系统在桌面上稳定加速，忽略空气阻力以及两小球间的静电力，则此时弹簧处于何种状态？A.压缩B.压缩C.伸长C.伸长16.（原创）1820年,丹麦物理学家奥斯特意外地发现一条通有电流的导线附近存在磁场，小明所在学校的课外兴趣小组对此进行了定量的分析，如图所示，AB为通电直导线，C为导线外一点，该小组成员利用DIS传感器测量了不同空间位置的磁感应强度，并在此基础上处理数据，分析得到了一条定量公式，令C点与直导线的距离为r，、分别为、，你觉得分析得到的公式最有可能是下列哪一条？（其中k为常量）A.B.C.D.17.（原创）如图，BC为可调节倾角大小的粗糙斜面，AB为水平地面，刚开始时，斜面倾角为30，一可视为质点的小滑块从A点出发向左运动冲上斜面，初速度大小为，经过斜面上C点的速度为，此后逐渐减小斜面倾角，重复上述过程，初速均为，假设足够大可使得滑块总能冲上C点，已知物块与斜面的滑动摩擦因素，在倾角逐渐减小的过程中，相应的如何变化？（不计物块由水平面进入斜面瞬间的能量损失）-10-\nA.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、不定项选择题（共3题，每题6分，全部选对得六分，选对但不全得3分，错选得0分，共18分）18.（原创）竖直面内存在半圆形支架，开始时如图，AC点系在轻绳两端，两点等高，挂有重物的滑轮放置在轻绳上，开始时，绳上最低点B正好位于支架圆心处，AB、AC与水平面的夹角均为30，此后A点固定，C点缓缓上移至最高点，该过程中，AB和BC段的拉力、分别如何变化？A.一直减小B.一直增加C.先增加后减小D.先减小后增加19.（根据2022年全国卷17题改编）如图，在水平面内有四根均匀金属杆ab、ac、de以及df，其中ab、ac在a点固连，de、df在d点固连，分别构成两个“V”字型导轨。空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，用力使导轨edf匀速向右运动，从图示位置开始计时，运动过程中两导轨的角平分线始终重合，导轨间接触始终良好，下列物理量随时间的变化关系可能正确的是20.燃煤锅炉烟囱中的静电除尘原理示意图，A为与烟囱内壁金属管相连的一个电极、B为与金属丝E相连的另一个电极，C和D分别表示烟囱的两个气口。在A、B之间加上高电压，金属丝附近的强电场将空气分子电离为电子和正离子，电子在烟囱空腔的电场中运动时被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电后而被吸附到带正电的电极上，因此排出的烟就比较清洁了。有关这种静电除尘的装置，下列说法中正确的是()A.高压电源的正极接A，负极接BB.高压电源的负极接A，正极接BC.C为烟气的进气口，D为排气口D.D为烟气的进气口，C为排气口三、实验题（每题10分，共20分）-10-\n21.在“验证机械能守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示。（1）该实验中使用电火花计时器，它的工作电压是（填“交流220V”、“交流6V以下”或“直流6V以下”），纸带下端所挂重物应选图乙中的重物比较合适（填所选重物的字母）。（2）按照正确的操作得到如图丙所示的纸带。其中打O点时释放重物，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图丙中(单位cm)。已知打点计时器的电源频率为50Hz，重物质量为0.5kg，当地重力加速度g取9.80m/s2。现选取重物在OB段的运动进行数据处理，则打B点时重物的速度为m/s，OB段动能增加量为J，重力势能减少量为J（计算结果均保留三位有效数字）。22.（根据2022年山东卷23题改编）压敏电阻的阻值随所受压力的改变而改变，利用这种效应可以测量压力大小。若图1为某压敏电阻在室温下的电阻——压力特性曲线，其中RF、RO分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF。请按要求完成下列实验。(l）设计一个可以测量压力下该压敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.6—1.0N,不考虑压力对电路其它部分的影响）。要求误差较小。提供的器材如下：A．压敏电阻，无压力时阻值Ro=150ΩB．滑动变阻器R，全电阻约20ΩC．电流表④，量程2.5mA，内阻约30ΩD．电压表⑦，量程3v，内阻约3kΩE．直流电源E，电动势3v，内阻不计F．开关S，导线若干(2）正确接线后，将压敏电阻置人待测压力中．测量数据如下表：-10-\nl23456U(V)00.450.911.51.792.71I(mA)00.30.61.01.21.8根据上表可求出压敏电阻的测量值RF=＿＿＿＿＿＿Ω，结合图l可知待测压力的大小F=＿＿＿＿＿＿N。(3)试结合图l简要回答，压力F在0—0.2N和0.4—1.0N范围内压敏电阻阻值的变化规律有何不同？(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的压敏电阻在外力下的电阻—外力曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？三、计算题23.（原创）（16分）《割绳子》是一款风靡世界的休闲游戏。玩家需要通过剪断绳索，让绑着的糖果掉入怪兽嘴里。如图是其中的某个关卡，开始时，一端连有糖果的绳索处于水平状态，另一端固定在O点上，绳索长度为R，图中的怪兽A相对O点水平和竖直位移分别为R和2R，怪兽B位于O点正上方R处，C处为喷气装置，可为糖果提供水平向右的动力或者阻力，该装置相对O点的竖直位移为R，已知糖果质量为m，重力加速度为g，糖果由水平位置开始静止释放，回答下列问题：1.糖果运动到最低点时，其对绳子的拉力为多少？2.试通过分析说明，糖果运动至最低点时，剪短绳索，能否被怪兽A吃到。若能，请说明理由；若不能，则计算说明怪兽A在同一高度的什么位置才能吃到糖果。3.显然，喷气装置提供额外的能量之后，糖果才有可能被怪兽B吃到，问这部分能量最少为多少？-10-\n24.（根据第26届物理竞赛预赛试卷13题改编）（20分）a、b、c、d为四根半径都为R的圆柱体的横截面，彼此靠得很近，形成四个宽度极窄的狭缝1、2、3、4，在这些狭缝和四个圆柱所包围的空间（设为真空）存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面指向纸里．一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，初速为0，经电压为U的加速电场加速后，沿与a、b都相切的方向由缝1射入磁场内，设粒子与圆柱表面只发生一次碰撞，碰撞是弹性的，碰撞时间极短，且碰撞不改变粒子的电荷量，也不受摩擦力作用．该粒子恰好能从缝2处且沿与b、c都相切的方向射出．由以上信息回答下列问题：1.带电粒子经加速电压加速之后，进入磁场的速度为多少？2.带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多少？3.匀强磁场的磁感应强度大小为多少？25.（原创）-10-\n（22分）如图所示，ab、cd为平行无限长直导轨，导轨间距为L，导轨与水平面存在倾角，导轨ef以上部分光滑，ef以下部分粗糙，ac之间连有阻值为R的定值电阻，ef以下区域存在垂直斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现有一阻值为r的金属杆水平放置在导轨光滑段上，金属杆与ef高度差为h，将金属杆从上述位置静止释放，已知金属杆与导轨粗糙部分之间的滑动摩擦因数，不计导轨电阻，结合以上信息回答下列问题：1.金属杆进入粗糙部分导轨瞬间的加速度为多少？2.证明金属杆通过ef以后速度随位移均匀减小，并给出速度与位移的函数关系式，令ef所在位置为初始位置，取沿斜面向下为正方向。3.金属杆在进入导轨粗糙部分后经过位移为，求可能的数值以及该过程内定值电阻R上的发热量。2022年高考模拟试卷物理参考答案及评分标准　-10-\n14151617181920CADAAABCAC21.交流220V，（2分）C（2分）1.57（2分）0.616（2分）0.627（2分）22.（1）如下图所示（电流内接1分，分压1分，其他1分共3分）(2)15000.90（2分）(3）在0—0.2N范围内，压敏电阻的阻值随压力非线性变化（或不均匀变化）；在0.4—1.0N范围内，压敏电阻的阻值随压力线性变化（或均匀变化）（3分）(4）由压力变为等大反向的拉力之后．压敏电阻的阻值不变。（2分）23.（1）（1）…………………………（1分）（2）……………………（1分）得到………………………………（2分）由牛顿第三定律得，糖果对绳子拉力…………（1分）（2）剪断绳索之后，糖果做平抛运动，竖直下落距离为R时满足（3）…………………………………………（1分）（4）………………………………………………（1分）由（1）（3）（4）得到（1分）故糖果无法被怪兽A吃到，且在水平位移是2R处可以吃到糖果………………（3分）（3）糖果到达怪兽B处的最小速度满足（5）…………………………………………（1分）考虑物体从开始至最高点的动能定理（6）…………………………（2分）-10-\n得到（7）……………………………（2分）故喷气装置所提供的最小能量为………………（1分）24.（1）由动能定理（1）……………………（2分）得到（2）……………………（2分）（2）在图中纸面内取Oxy坐标（如图），原点在狭缝l处，x轴过缝1和缝3．粒子从缝1进人磁场，在洛仑兹力作用下作圆周运动，圆轨道在原点与x轴相切，故其圆心必在y轴上．若以r表示此圆的半径，则圆方程为（3）………………（3分）根据题的要求和对称性可知，粒子在磁场中作圆周运动时应与d的柱面相碰于缝3、4间的圆弧中点处，碰撞处的坐标为（4）……………………（2分）（5）……………………（2分）由（3）、（4）、（5）式得（6）……………………（3分）（3）由洛仑兹力和牛顿定律有（7）……………………（2分）由（2）（6）（9）式得（8）………………………（4分）（采用其他解法的，参照以上评分标准酌情给分）25.（1）由动能定理得到（1）…………………………（1分）受力分析结合牛顿定律得到（2）……………………（1分）由电磁感应定律以及安培力公式得到（3）………………………………………………（1分）（4）……………………………………………（1分）已知（5）-10-\n由（1）—（5）得到…………………………………………（2分）（2）由（2）（5）两式得到（6）结合（3）（4）（6）得到（7）……………………………………（1分）又因为（8）（9）由（7）（8）（9）三式得到（10）………………………………（1分）令，显然k为常量，故速度随位移均匀变化又因为在x=0处，（11）结合数学知识可知在位移为x处（12）由（10）（11）（12）得（13）………………………………（2分）（3）当（14）时，金属杆运动至最远处由（13）（14）解得（15）………………………………（2分）L的可能取值为…………………………………………（1分）在下滑的过程中，结合动能定理（16）…………（2分）结合得到-10-\n（17）结合功能原理及电路串并联知识得到（18）…………………………（1分）（19）…………………………（1分）结合（1）（13）（17）（18）（19）得到………………（5分）-10-