内容正文:
2021年普通高中学业水平选择性考试
物理 仿真模拟卷(四)
(时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨,如图为直线通道推进器示意图。推进器前、后表面导电,上、下表面绝缘,左、右为水流通道,规格为a×b×c=0.5 m×0.4 m×0.3 m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度大小为B=10.0 T,方向竖直向下,若在推进器前、后方向通以电流I=1.0×103 A,方向如图。则下列判断正确的是( )
A.推进器对潜艇提供向左的驱动力,大小为4.0×103 N
B.推进器对潜艇提供向右的驱动力,大小为5.0×103 N
C.产生磁场的超导励磁线圈中电流方向为P→Q→N→M→P
D.通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能
D [通电后,由左手定则可知海水受到向左的安培力,再由牛顿第三定律可知,推进器对潜艇提供向右的驱动力,大小为F=BIb=4.0×103 N,A、B错误;由安培定则可知电流方向为P→M→N→Q→P,C错误;改变磁场方向或者通电电流的方向就可以使安培力反向,从而实现倒行功能,D正确。]
2.课外科技小组制作一支“水火箭”,用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2×10-4 m3/s,喷出水流对地速度大小为10 m/s,启动前火箭总质量为1.4 kg,已知火箭沿水平轨道运动且阻力不计,水的密度是103 kg/m3。则启动后第2 s末火箭的速度可以达到( )
A.4 m/s
B.3 m/s
C.2 m/s
D.1 m/s
A [“水火箭”喷出水流做反冲运动,设启动前火箭总质量为m,喷出的水流流量为Q,水的密度是ρ,取火箭的运动方向为正方向,则喷出水流对地的速度为-v,启动后第2 s末火箭的速度达到v′,系统满足动量守恒有ρQtv=(m-ρQt)v′,代入数据解得v′= m/s=4 m/s。]=
3.甲、乙两质点某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两质点的位移随时间变化的xt图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内,乙质点做匀加速直线运动
B.0~t1时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度
C.t1时刻,两质点相距最远
D.t1时刻,乙质点从后面追上甲质点
D [xt图象只能表示直线运动的规律,结合xt图象的斜率表示速度,可知乙做匀速直线运动,甲做匀减速直线运动,故选项A错误;在0~t1时间内,甲、乙两质点位移相同,根据平均速度等于位移除以时间,可知在0~t1时间内,乙质点的平均速度等于甲质点的平均速度,故选项B错误;两质点在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,t1时刻之前乙在甲的后面,在t1时刻两质点位移相等,则在t1时刻乙质点刚好从后面追上甲质点,甲、乙相遇,故选项D正确,C错误。]
4.如图所示,OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界ON上有一粒子源S。某一时刻,从粒子源S沿平行于纸面,向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相等,经过一段时间有大量粒子从边界OM射出磁场。已知∠MON=30°,从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为( )
A.TT D.T C.T B.
A [根据题述从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于,选项A正确。]T=r,即为粒子在磁场中运动时间最短的轨迹所对的弦,该轨迹所对圆心角为120°,粒子在磁场中运动的最短时间为t=r。粒子源S到OM的最近距离为d=OSsin 30°=,则运动时间最长的粒子在磁场中的运动轨迹如图中右侧实线所示。设粒子的轨迹半径为r,则OS=2
5.如图所示的电路中电压表和电流表均为理想电表,开始时移动变阻器的滑动触头位于滑动变阻器的正中央,电路中的小灯泡正常发光。在滑动变阻器的滑动触头向右端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1两端电压减小
B.电压表的示数增大,电流表的示数减小
C.小灯泡的亮度变暗
D.定值电阻R1消耗的功率减小
C [在滑动变阻器的滑动触头从正中央向右端逐渐滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,电路的总电阻变小,总电流增大,电流表的示数增大;电路中的总电流增大,则电源内阻的分压增大,外电路电压减小,故小灯泡中的电流减小,小灯泡的亮度变暗;总电流增大,小灯泡中的电流减小,则定值电阻R1中的电流增大,故R1消耗的功率增大;外电路电压减小, R1两端的电压增大,则滑动变阻器两端电压减小,电压表的示数减小。选项A、B、D错误,C正确。]
6.(