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【赢在高考•黄金20卷】备战2021高考物理全真模拟卷
第四模拟
一、选择题:本题共8小题,每小题6分。共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,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.如图所示,学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力下列说法正确的是( )
A.头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍
B.足球下落到与头部刚接触时动量大小为3.2kg·m/s
C.足球与头部作用过程中动量变化量大小为3.2kg·m/s
D.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s
【答案】C
【详解】
足球自由落体80cm时的速度为v1,时间为t1,有
,
反弹后做竖直上抛运动,而上升的最大高度也为80cm,根据运动的对称性可知上抛的初速度,上升的时间;
AC.对足球与人接触的过程,,取向上为正,由动量定理有
解得
,
即头部对足球的平均作用力为36N,而足球的重力为4N,则头部对足球的平均作用力是重力的9倍,此过程的动量变化量大小为,故A错误,C正确;
B.足球刚接触时的动量为
故B错误;
D.足球运动的全过程,所受重力的冲量为
故D错误;
故选C。
15.2020年12月3日,嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道,这是我国首次实现地外天体起飞。环月轨道可以近似为圆轨道,已知轨道半径为r,月球质量为M,引力常量为G。则上升器在环月轨道运行的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
根据卫星绕月球做圆周运动的向心力等于万有引力,则
解得
故选D。
16.如图所示,重量为G的直杆AB静置在水平固定的光滑半球形碗内,直杆与水平方向夹角α=30°。直杆A端受到碗的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
受力分析如图
根据正弦定理有
解得
故选A。
17.如图,两个带等量正电的点电荷,分别固定在绝缘水平桌面上的A、B两点,一绝缘圆形细管水平固定在桌面A、B两点间,且圆形细管圆心O位于A、B连线的中点,细管与A、B连线及中垂线交点分别为C、E、D、F。一个带负电的小球在细管中按顺时针方向做完整的圆周运动,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.小球从C运动到D的过程中,速度先减小后增大
B.在两个带正电的点电荷产生的电场中,C点的电势比F点的电势低
C.小球在C、E两点的速度大小相等,有相同的电势能
D.小在D、F两点所受的电场力相同
【答案】C
【详解】
A.小球从C到D的过程中电场力的方向一直与速度方向是钝角,电场力一直做负功,速度一直减小,A错误;
B.由等量正电荷的电场线的分布可知,电场线在OC方向由C指向O,在OF方向则有O指向F,顺着电场线电势降低,因此有,B错误;
C.由等量正电荷的电场的对称性可得,在C、E两点电势相等,则小球在C、E两点具有相同的电势能,小球在细管中运动,仅有电场力做功,由能量守恒定律可得小球在C、E两点动能变化等于在在C、E两点电势能变化,故小球动能变化为零,故在在C、E两点的速度大小相等,C正确;
D.等量同种电荷的电场线如图
D点电场线在向上,F点电场在向下,因此电场力方向不同,D错误。
故选C。
C选项的另解:
点电荷的库仑力为,将点电荷q2从无限远处移到离点电荷q1距离r处,电场力做功
则距离点电荷q1距离r处电势
电势是标量,则本题中两个等量正电荷由电势在C点的电势为
同理E点的电势为
因此可知,则电势能相同,由能量守恒可得C和E两点动能相同,速度大小相等,故C正确。
18.有四个电源甲,乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图象分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示,将一个6的定值电阻分别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是( )
A.甲电源 B.乙电源 C.丙电源 D.丁电源
【答案】D
【详解】
由闭合回路的欧姆定律
可得图像纵轴的截距为电源电动势,斜率为内阻,因此可知四个电源的电动势都为,而内阻
同理可求得
定值电阻消耗的功率为
可知内阻越大功率越小,因此丁定值电阻消耗功率最大。
故选D。
19.如图所示,水平固定的粗糙直杆上套有一质量为m的小球。轻弹簧一端固定在O点,另一端与小球相连,弹簧与直杆在同一竖直面内,直杆上有a、b、c、d四点,ab=bc,b在O点正下方,小球在a、d两点时,弹簧弹力大小相等。开始时,小球静止于d点,然后给小球一水平向右的初速度v0,小球经过cb两点时速度大小分别为vc、vb,到达a点时速度恰好减小为0。则下列