2023届高考物理二轮复习第二部分仿真模拟（二）

PAGEPAGE2仿真模拟(二)(分数：110分时间：90分钟)第一卷二、选择题(此题共8小题，每题6分，在每个小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)14．小强在加油站加油时，看到加油机上有如下图的图标．关于图标涉及的物理知识及其理解，以下说法正确的选项是()A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在平安隐患C．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系解析：据题意，梳头过程中梳子与头发摩擦会产生放电现象，选项D错误；非棉手套及衣服与身体摩擦更容易产生静电，应选项B正确，选项C错误；脱衣服过程因为摩擦会产生静电，这些图标都是防止静电引起火灾，应选项A错误．答案：B15．北京时间8月9日凌晨4时，2022里约奥运会跳水工程男子双人10米跳台落下帷幕，中国组合林跃和小将陈艾森凭借优异的表现，以总分496.98分为跳水梦之队再添一金，同时也实现了中国跳水队在该工程上的四连冠．假设以下图是陈艾森(可看作质点)参加跳台跳水比赛v-t图象，t＝0是其向上起跳离开跳台瞬间，那么()A.t1时刻开始进入水面B．t2时刻运发动到达最高点C．t3时刻处于水下的最深处D．0～t2时间内，运发动处于超重状态解析：由图象可知从开始到t2时刻，v﹣t图象为直线，说明整个过程中的加速度是相同的，加速度向下，处于失重状态，所以在0～t2时间内人在空中，先上升后下降，t1时刻到达最高点，t2之后速度减小，开始进入水中，所以A、B、D错误；t3时刻，人的速度减为零，此时人处于水下的最深处，故C正确．答案：C16．地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如下图的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切．以下说法正确的选项是()A．如果地球自转的角速度突然变为原来的eq\f(g＋a,a)倍，那么赤道上的物体将会“飘〞起来B．卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等C．卫星甲的周期最小D．三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度解析：物体在赤道上随地球自转时，eq\f(GMm,R2)－mg＝ma，当物体飘起来的时候，万有引力完全提供向心力，那么ma′＝eq\f(GMm,R2)＝mg＋ma，即此时的向心加速度a′＝g＋a，那么ω2为原来的eq\f(g＋a,a)倍，那么A错误；卫星在同一位置其加速度相同，那么B正确；根据开普勒第三定律知，椭圆半长轴越小，卫星的周期越小，卫星丙的半长轴最短，故周期最小，那么C错误；卫星在远地点做向心运动，其速度要小于第一宇宙速度，那么D错误．答案：B17．质量为m、长度为l的金属棒MN两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.开始时细线竖直，金属棒静止．当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，假设细线与竖直方向的最大夹角为60°，如下图，那么棒中电流()A．方向由M向N，大小为eq\f(\r(3)mg,3Bl)B．方向由N向M，大小为eq\f(\r(3)mg,Bl)C．方向由M向N，大小为eq\f(\r(3)mg,Bl)D．方向由N向M，大小为eq\f(\r(3)mg,3Bl)解析：选取细线竖直时为初始状态，细线与竖直方向夹角为60°时为末状态．根据动能定理可得W合＝ΔEk，初状态和末状态速度都为零，那么WG－W安＝mgL绳(1－cos60°)－BIlL绳sin60°＝0，解得电流I为eq\f(\r(3)mg,3Bl).因为安培力方向水平向右，所以根据左手定那么，电流方向为由N向M.故D选项正确．答案：D18．全国自由式滑雪冠军赛于2022年2月24至25日在沈阳白清寨滑雪场举行．如下图，某一运发动从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上．假设斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运发动飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，那么()A．如果v0不同，那么该运发动落到雪坡时的速度方向也就不同B．不管v0多大，该运发动落到雪坡时的速度方向都是相同的C．运发动落到雪坡时的速度大小是eq\f(v0,cosθ)D．运发动在空中经历的时间是eq\f(2v0cotθ,g)解析：设在空中飞行时间为t，运发动在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，运发动竖直位移与水平位移之比为eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)＝tanθ，那么有飞行的时间t＝eq\f(2v0tanθ,g)，运发动落到雪坡时竖直方向的速度大小为vy＝gt＝2v0tanθ，设此时运发动的速度与方向水平的夹角为α，那么tanα＝eq\f(vy,v0)＝2tanθ，可见α与初速度v0无关，初速度不同，但运发动落到雪坡时的速度方向相同，故A、D错误，B正确；运发动落回雪坡时的速度大小为v＝eq\f(v0,cosα)≠eq\f(v0,cosθ)，故C错误．答案：B19．如下图，质量分布均匀的光滑小球O，放在倾角均为θ的斜面体上，斜面体置于同一水平面上，且处于平衡，那么以下说法正确的选项是()A．甲图中斜面对球O弹力最大B．丙图中斜面对球O弹力最小C．乙图中挡板MN对球O弹力最小D．丙图中挡板MN对球O弹力最小解析：将甲、乙、丙、丁四种情况小球的受力图作在一幅图上，如图，根据平衡条件知，丁图中斜面对小球的弹力为零，挡板对小球的弹力等于其重力G.斜面对小球的弹力和挡板对小球的弹力的合力与重力大小相等、方向相反，即得到三种情况下此合力相等，根据平行四边形定那么知，丙图中挡板MN对球O弹力FMN最小，甲图中斜面对球O弹力F斜最大．故B、C错误，A、D正确．答案：AD20．磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如下图．把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流．设该气流的导电率(电阻率的倒数)为σ，那么()A．该磁流体发电机模型的内阻为r＝eq\f(L,σab)B．产生的感应电动势为E＝BavC．流过外电阻R的电流强度I＝eq\f(BLv,R＋\f(L,σab))D．该磁流体发电机模型的路端电压为eq\f(BLvR,R＋σ\f(L,ab))解析：根据左手定那么知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，最终电荷处于平衡有qvB＝qeq\f(E,L)，解得电动势为E＝BLv，内电阻为r＝ρeq\f(L,S)＝eq\f(L,σS)＝eq\f(L,σab)，根据闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,R＋\f(L,σab))＝eq\f(BLv,R＋\f(L,σab))，那么路端电压为U＝IR＝eq\f(BLvR,R＋\f(L,σab)).综上所述，故A、C正确，B、D错误．答案：AC21．在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计，那么()A．物块c的质量是2msinθB．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是eq\f(mgsinθ,BL)解析：b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡；a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡；c匀速下降，那么c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小F安＝mgsinθ，由a平衡可知F绳＝F安＋mgsinθ＝2mgsinθ，由c平衡可知F绳＝mcg因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ＝mcg，即物块c的质量为2msinθ，故A正确；b放上导轨之前，根据能量守恒知c减小的重力势能还包含a增加的重力势能，故B错误；a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知C错误；根据b棒的平衡可知F安＝mgsinθ，又因为F安＝BIL，得I＝eq\f(mgsinθ,BL)，故D正确．答案：AD第二卷三、非选择题：包括必考题和选考题两局部．第22～25题为必考题，每个考题都必须作答，第33～34为选考题，按要求作答．(一)必考题(共47分)22．(6分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如下图，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为________；(2)某次实验测得倾角为θ，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，假设ΔEk＝ΔEp那么可认为系统的机械能守恒．解析：(1)因为极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，可知滑块通过B点的瞬时速度为vB＝eq\f(b,t).(2)滑块从A到B过程中，m和M组成的系统动能增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\f(b2,t2).系统重力势能的减小量为ΔEp＝mgd－Mgdsinθ.答案：(1)eq\f(b,t)(2)eq\f(1,2)(M＋m)eq\f(b2,t2)mgd－Mgdsinθ23．(9分)纯洁水的质量关乎每一名饮用者的身体健康．纯洁水质量是否合格的一项重要指标是它的电导率λ是否超标(电导率λ即为电阻率ρ的倒数)．(1)某监测者选用一根粗细均匀且绝缘性能良好的圆柱形塑料直管装满纯洁水样品(直管两端用薄金属圆片电极密封)来测定样品的电导率(不考虑温度对电阻的影响)：实验中，该监测者分别用刻度尺和游标为20分度的游标卡尺测定塑料管的长度和内径，刻度尺和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示，那么可读出塑料管的长度L＝________m，内径d＝________mm.(2)该监测者用以下器材测定样品的电阻：a．电压表V(量程0～3V，内阻约为5kΩ；量程0～15V，内阻约为25kΩ)；b．电流表A(量程0～10mA，内阻约为2Ω；量程0～50mA，内阻约为0.4Ω)；c．滑动变阻器R(0～20Ω，2A)；d．学生电源E(电动势4.5V，内阻很小)；e．开关S及导线假设干．该监测者先用多用电表粗测管内水样品的电阻值约为500Ω，要求用尽量精确的方法测出其电阻值，请在图丙中连接实验电路图(图中有六根导线已经接好)．(3)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从最左端向右端滑动，随滑片P移动距离x的增加，被测水样品两端的电压U也随之增加，那么在图丁反映U﹣x关系的示意图中正确的选项是图线________(选填“a〞“b〞“c〞或“d〞)．解析：(1)刻度尺读数为(0.2050－0.1000)m＝0.1050m；游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺读数为0.05×4mm＝0.20mm，所以最终读数为11.20mm；(2)因电源的电压为4.5V，因此电压表选择3V量程；由于Rx的阻值约为500Ω，根据欧姆定律可知，电流的最大值为9mA，从精确角度来说，电流表应选择量程0～10mA；根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知，待测电阻的阻值偏大，因此选择电流表内接法，连接实物图时，注意电表的正负极，并分几个回路来连接．(3)根据闭合电路欧姆定律与电阻定律得，U＝IRx＝eq\f(E,ρ\f(L－x,S)＋Rx)Rx，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，那么U﹣x图象如图d所示．答案：(1)0.105011.20(2)如下图(3)d24．(14分)如下图的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t1＝2s至t2＝4s内工作．P1、P2的质量都为m＝1kg，P与AC间的动摩擦因数μ＝0.1，AB段长L＝4m，g取10m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞．(1)假设v1＝6m/s，求P1、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能ΔE；(2)假设P与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B点，求v1的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E.解析：(1)P1、P2碰撞，由动量守恒定律得mv1＝2mv①代入数据得v＝3m/s②损失的动能ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)·2mv2③代入数据得ΔE＝9J④(2)根据牛顿第二定律，P做匀减速运动，加速度a＝－eq\f(μ·2mg,2m)⑤设P1、P2碰撞后的共同速度为vA，那么根据①得vA＝eq\f(v1,2)⑥把P与挡板碰撞前后运动过程当作整体运动过程处理，经过时间t1，P运动的路程为s1，那么s1＝vAt1＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)⑦经过时间t2，P运动的路程为s2，那么s2＝vAt2＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)⑧如果P能在探测器工作时间内通过B点，必须满足s1≤3L≤s2联立⑤⑥⑦⑧⑨得10m/s≤v1≤14m/s⑩v1的最大值为14m/s，此时vA＝7m/s，根据动能定理得－μ·2mg·4L＝E－eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,A)⑪代入数据得E＝17J⑫答案：(1)3m/s9J(2)10m/s≤v1≤14m/s17J25．(18分)如下图，L1、L2为两平行的直线，间距为d.L1下方和L2上方的空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度均为B.现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子，以速度v从L1上的M点射入两线之间的真空区域，速度方向与L1成θ＝30°角．不计粒子所受的重力．(1)粒子从M点出发后，经过多长时间第一次回到直线L1上？(2)假设在直线L1、L2之间的平面内，存在与图示速度方向垂直斜向上场强为E的匀强电场，那么粒子经过多长时间第一次到达直线L2?(3)假设直线L1、L2之间无电场，v满足什么条件时，粒子恰好能回到M点？解析：(1)粒子在两磁场间的真空区域做匀速直线运动，粒子在L2上方磁场中做匀速圆周运动，粒子运动轨迹如下图：粒子从L1到L2的时间：t1＝eq\f(d,vsin30°)＝eq\f(2d,v)粒子在磁场中做圆周运动的周期：T＝eq\f(2πm,qB)粒子在磁场中转过的圆心角：α＝300°粒子在磁场中的运动时间：t2＝eq\f(α,360°)T＝eq\f(5πm,3qB)粒子从M点出发后第一次回到直线L1上需要的时间：t＝2t1＋t2＝eq\f(4d,v)＋eq\f(5πm,3qB)(2)粒子在电场中做类平抛运动，粒子沿初速度方向做匀速直线运动，粒子第一次到达直线L2需要的时间：t＝eq\f(d,vsin30°)＝eq\f(2d,v)(3)在(1)中图中，由几何关系知，无论速度多大，均有ΔMPN是等腰三角形，其中∠PMN＝∠PNM＝30°，粒子第二次经过L1时离M点的距离为MN＝2dcot30°.粒子在真空区域做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，粒子运动轨迹如下图：由几何关系可知，粒子在磁场中的轨道半径正好等于弦长．要使粒子在L2上方的磁场中经过n次偏转能回到M点，粒子在磁场中的轨道半径必须满足：R＝n·2dcot30°(n＝1,2,3，…)①粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动向心力，由牛顿第二定律得qvB＝meq\f(v2,R)②由①②解得v＝eq\f(2\r(3)nqBd,m)(n＝1,2,3，…)答：(1)eq\f(4d,v)＋eq\f(5πm,3qB)(2)eq\f(2d,v)(3)eq\f(2\r(3)nqBd,m)(n＝1,2,3，…)(二)选考题(共15分，请从给出的2道题中任选一题作答．如果多做，那么按所做的第一题计分)33．[物理——选修3－3](15分)(1)(5分)有关热学的说法，正确的选项是________．(填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分)A．布朗运动的实质就是分子的热运动B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到－300℃D．热量可以从低温物体传递到高温物体E．对物体做功，物体的内能可能减小(2)(10分)如下图，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧．①假设保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？②为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？(大气压强P0＝75cmHg，图中标注的长度单位均为cm)解析：(1)布朗运动是液体中固体小颗粒的运动，它间接反响了液体分子做无规那么运动，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，故B正确；0K(－273℃)是不可能到达的，所以－300℃是不可能到达的，故C错误；热量在一定的条件下，可以从低温物体传递到高温物体，故D正确；根据热力学第一定律可知，对物体做功的同时，假设放出热量，其内能可能减小，故E正确，(2)①由于气柱上面的水银柱的长度是25cm，所以右侧水银柱的液面的高度比气柱的下外表高25cm，所以右侧的水银柱的总长度是25＋5＝30cm，试管的下面与右侧段的水银柱的总长45cm，所以在左侧注入25cm长的水银后，设有长度为x的水银处于底部水平管中，那么50－x＝45解得x＝5cm即5cm水银处于底部的水平管中，末态压强为75＋(25＋25)－5＝120cmHg，由玻意耳定律p1V1＝p2V2代入数据，解得L2＝12.5cm②由水银柱的平衡条件可知需要也向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间．这时空气柱的压强为p3＝(75＋50)cmHg＝125cmHg由查理定律，有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,