山东省聊城市2020届高三普通高中学业水平等级考试模拟物理试题

2020届山东省聊城市高三普通高中学业水平等级考试模拟物理试题

一、单项选择题：本题共8小题。

1.下列说法中正确的是（　　）

A. 在光电效应实验中，对于同一种金属而言，相同颜色入射光的强度越大，飞出的光电子的最大初动能就越大

B. 结合能越大的原子核越稳定

C. 一个氢原子从的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射6种不同频率的光

D. 衰变成要经过6次衰变和8次衰变

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据光电效应方程可知对于同一种金属而言，相同颜色的入射光频率相同，所以飞出的光电子的最大初动能相同，A错误；

B．比结合能越大的原子核越稳定，B错误；

C．一个氢原子从的能级向低能级跃迁时，最多可以辐射种不同频率的光，C错误；

D．每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2，每经过一次β衰变，电荷数增加1，所以衰变成需要经过次α衰变和次β衰变，D正确。

故选D。

2.真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为和，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中过N点的切线与P、Q连线平行，且，则（　　）

A. P带负电，Q带正电

B. 点电荷P、Q所带电荷量的关系为

C. 在M点由静止释放一带正电的检验电荷，该电荷仅在电场力的作用下有可能沿电场线运动到N点

D. 带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据电场线的指向可知带正电，带负电，A错误；

B．根据电场线可知点场强水平向右，根据场强的叠加法则可知在点场强关系为

根据可知

B正确；

C．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，假设该电荷能够沿电场线做曲线运动，电场力的方向时刻为电场线的切线方向，不能够提供曲线运动的向心力，因此不能沿电场线运动，C错误；

D．沿电场线方向电势降低，所以

检验电荷带负电，根据可知

D错误。

故选B。

3.如图所示，固定在地面上圆盘的上表面粗糙水平，一小物块从圆盘边缘上的P点，以大小相同的初速度在圆盘上沿与直径成不同角开始滑动，小物块运动到圆盘另一边缘时的速度大小为v，则图像应为图中的（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】物块从点出发，到达边缘处，做匀减速直线运动，逆过程为匀加速直线运动，满足

变形得

结合余弦函数在0到的图像可知，ABD错误，C正确。

故选C。

4.下列说法正确的是（　　）

A. 同种元素的固体，可能由于原子（或分子）的排列方式不同而成为不同的晶体

B. 悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显

C. 系统不可能从单一热源吸热全部用于做功

D. 布料做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是雨水和布料浸润

【答案】A

【解析】

【详解】A．同种元素的固体，可能由于原子（或分子）的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，A正确；

B．悬浮微粒越小，液体分子对微粒撞击造成的不平衡性越大，布朗运动越明显，B错误；

C．在引起外界变化的情况下，系统可以从单一热源吸热全部用于做功，C错误；

D．布料（与雨水不浸润）做成雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是液体的表面张力使得雨滴表面收缩，不易穿过雨伞的缝隙，D错误。

故选A。

5.如图所示，理想变压器原线圈连接灯C后与的交流电源相连，副线圈并联两个灯泡A和B，灯泡A、C的额定功率皆为，正常发光时电阻皆为，已知三灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为，则下列说法中正确的是（　　）

A. 原、副线圈匝数比为2：1 B. 原、副线圈匝数比为4：1

C. 流过灯泡B的电流为 D. 正常发光时B灯电阻为

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据可知A、C灯泡正常发光时的电压

根据理想变压器的电压规律可知

AB错误；

C．根据理想变压器电流的规律可知副线圈电流

流过A灯电流为，所以流过B灯电流为，C正确；

D．根据欧姆定律可知正常发光时B灯电阻

D错误。

故选C。

6.如图所示，、、是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c点无初速释放，下列关于它们下滑到d过程的说法中正确的是（　　）

A. 沿细杆下滑的滑环用时最长 B. 重力对各环的冲量中a的最小

C. 弹力对各环的冲量中c的最大 D. 合力对各环的冲量大小相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体从同一竖直圆上各点沿不同的光滑弦由静止下滑，到达圆周最低点的时间相等，如图

即等时圆模型，小球下滑过程均满足

解得

根据等时圆模型可知三个滑环下滑的时间均相等，A错误；

B．三个滑环重力相等，根据冲量可知重力对各环的冲量大小相等，B错误；

C．假设光滑细杆与的夹角为，受力分析可知滑环所受弹力为

杆与的夹角最大，所以弹力最大，根据冲量的定义可知弹力对各环的冲量中c的最大，C正确；

D．根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，根据机械能守恒定律

解得

可知从滑到底端滑环速度最大，合外力的冲量最大，D错误。

故选C。

7.如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳水平，拉力大小为，绳与绳成，拉力大小为。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 逐渐增大 B. 先增大后减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大

【答案】A

【解析】

【详解】对结点受力分析，并合成三角形如图

根据图示可知顺时针转动前（实线）到转动后（虚线）过程中，一直增大，一直减小，A正确，BCD错误。

故选A。

8.下列说法中不正确的是（　　）

A. 电子表液晶显示用到了偏振光

B. 光纤利用的是光的全反射

C. 红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变

D. 分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更窄

【答案】D

【解析】

【详解】A．电子表的液晶显示用到了偏振光，A正确；

B．光纤利用的是光的全反射，B正确；

C．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据

可知折射率变大，波长变短，C正确；

D．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，因为，根据干涉条纹宽度公式可知用黄光时得到的条纹间距更宽，D错误。

本题选择不正确选项，故选D。

二、多项选择题：本题共4小题。

9.如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为，则下列说法正确的是（　　）

A. 从图示时刻开始，质点b比质点a晚回到平衡位置

B. 从图示时刻开始，经时间处质点通过的路程为

C. 若该波波源从处沿x轴正方向运动，则在处接收到的波的频率将小于

D. 若该波传播过程中遇到宽约为的障碍物，则能发生明显的衍射现象

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据传播方向可知，图示时刻、均向下运动，所以质点b比质点a晚回到平衡位置，A正确；

B．质点的振动周期为

经过，处的质点经过的路程为

B错误；

C．根据多普勒效应可知，若波源沿轴正方向运动，处接收到的频率将大于，C错误；

D．该波波长大于障碍物的尺寸，即，所以能发生明显的衍射现象，D正确。

故选AD。

10.如图所示，在距水平地面高为处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边杆上套有一质量的小球A。半径的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O、半圆形轨道上的C点在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为的小球B，用一条不可伸长的柔软轻绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直平面内，两小球均可看作质点，不计滑轮大小、质量的影响，小球B开始静止在地面上，球A、B间的轻绳刚好伸直。现给小球A一个水平向右的恒力。重力加速度，则（　　）

A. 把小球B从地面拉到P的正下方C处时力F做功为

B. 小球B运动到C处时的速度大小为

C. 小球B被拉到与小球A速度大小相等时，

D. 把小球B从地面拉到P的正下方时C处时，小球B的机械能增加了

【答案】BC

【解析】

【详解】A．把小球B从地面拉到点，绳子缩短了

则

A错误；

B．把小球B从地面拉到点，B球速度水平向右，在沿绳方向速度为0，所以A球此时速度为0，根据动能定理

解得

B正确；

C．小球B被拉到与小球A速度大小相等时，B球速度沿绳方向，如图

可知

C正确；

D．把小球B从地面拉到点，小球机械能的增加量即为绳子拉力对小球B做的功，所以小球B机械能增加了，D错误。

故选BC。

11.据报道，已经发射成功的“嫦娥四号”月球探测器将在月球背面实现软着陆，并展开探测工作，它将通过早先发射的“鹊桥”中继卫星与地球实现信号传输及控制．在地月连线上存在一点“拉格朗日L2”，“鹊桥”在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Halo轨道”（与地月连线垂直）绕L2转动，如图所示．已知卫星位于“拉格朗日L2”点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期．根据图中有关数据结合有关物理知识，可估算出

A. 鹊桥质量

B. 月球质量

C. 地球质量

D. 鹊桥绕L2运转的速度

【答案】BCD

【解析】

【分析】

地球对卫星的引力和月球对卫星的引力的合力提供卫星做圆周运动的向心力，列式可看出不能求解卫星的质量；根据地月数据可求解地球的质量，从而求解月球的质量；根据线速度公式和已知量可求解卫星的线速度.

【详解】已知“鹊桥”卫星位于“拉格朗日L2”点时，在地月引力共同作用下具有跟月球绕地球公转相同的周期，则对“鹊桥”卫星：（式中α为卫星和地球连线与x轴的夹角；β为卫星和月球连线与x轴的夹角；）两边消掉m卫 ，则不能求解鹊桥质量，选项A错误；根据可求解地球的质量；在根据可求解月球的质量，选项BC正确；根据，可求解鹊桥绕L2运转的速度 ，选项D正确；故选BCD.

12.如图所示，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向垂直于轨道平面向里，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计。现将开关拨向“1”，导体棒在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，经时间后，将开关S拨向“2”，再经时间t，导体棒恰好开始匀速向右运动。下列说法正确的是（　　）

A. 开关拨向“1”时，金属棒做加速度逐渐减小加速运动

B. 开关拨向“2”时，金属棒可能先做加速度逐渐减小的减速运动

C. 开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为

D. 时刻电容器所带的电荷量为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．开关拨向“1”时，经过，电容器充电

流过电路的电流

对导体棒应用牛顿第二定律

代入电流

根据加速度的定义式得

加速度为定值，所以导体棒做匀加速直线运动，A错误；

B．开关拨向“2”时，某时刻导体棒受到的安培力表达式为

根据楞次定律可知安培力阻碍导体棒的运动，方向水平向左，若安培力大于，则导体棒做减速运动，根据牛顿第二定律

导体棒速度减小，加速度减小，所以导体棒可能做加速度减小的减速运动，B正确；

C．开关拨向“2”后，导体棒速度稳定，导体棒受力平衡，则

解得

C正确；

D．导体棒做匀加速直线运动，经过时间，导体棒产生的电动势

此时电容器的带电量

D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共6小题。

13.如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位置：

(1)请把下面的实验步骤补写完整：

①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动；

②把一张画有等间距同心圆的厚纸，紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，有足够多等间距同心圆作为画图助手，这样做为的是方便作出力的图示。你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？答______（选填“有”或“没有”，不必说明理由）；

③记录三段绳子悬挂的钩码个数以及三段绳子的方向；

④根据记录的数据，作出三段绳子上的拉力、、的图示；

⑤以表示、的线段为邻边，画出平行四边形，如果平行四边形的对角线所表示的力与近似______，则在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定则。

(2)在图中A、B、C三段绳子上分别悬挂了4、5、6个钩码而静止不动，图中、两段绳子与竖直方向的夹角分别为、，如果本实验是成功的，那么应接近于______。

【答案】    (1). 没有    (2). 等大反向    (3). 1.25

【解析】

【详解】(1)②[1]每个钩码的重量相同，可以通过钩码的个数表示力的大小，没有必要测量钩码所受的重力大小。

⑤[2]、、三力平衡，通过平行四边形可以做出和的合力，若近似与等大反向，即可在实验误差允许的范围内验证了力的平行四形定则。

(2)[3]根据平衡条件可知在水平方向

则

14.某同学想把满偏电流为的电流表改装成为双量程电压表，并用改装的电表去测量某电源的电动势和内阻：

(1)图甲是测量内阻的实验原理图，其中量程小于，先闭合开关，将拨向接点a，调节变阻器直至满偏。

(2)保持滑片位置不动，将拨向接点b，调节，直至满偏，此时电阻箱旋钮位置如图乙所示，记录数据，断开。

(3)现用电流表改装成0~1.5V和0~3.0V的双量程电压表，电路如图丙所示；则______。

(4)用改装后的电压表的0~挡接在待测电源（内阻较大）两端时，电压表的示数为；换用0~挡测量，示数为；则电源的电动势E为______V，内阻r为______。

(5)将上述电源与两个完全相同的元件X连接成电路图丁，X元件的伏安特性曲线如图戊；则通过X元件的工作电流为______。

【答案】    (1). 1490    (2). 1.5    (3). 750    (4). 0.80（0.75~0.85都算正确）

【解析】

【详解】(3)[1]根据(1)和(2)的步骤描述，保持滑动变阻器不变，两次均使满偏，所以的阻值与变阻箱的阻值相等，即

根据串联分压的规律

解得

(4)[2][3]电压表示数为时，示数为，当电压表示数为时，示数为，则根据闭合电路欧姆定律可知

解得

，

(5)[4]根据电路可知两元件串联，所以流过X元件的电流相同，将闭合电路欧姆定律写作

整理得

结合数据在戊图中做出对应的图线

图中交点即为通过X的电流，即。

15.太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”，人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电，该电池的太阳能集光板面积为600cm2，太阳能电池电动势为30V，内阻为30Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶，其太阳能集光板正对太阳，测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为1.6×103W/m2。

(1)求玩具汽车匀速行驶时，太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率。

(2)这辆玩具汽车的总重为80N，在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍，这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大？

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)玩具汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率为

太阳能集光板的接收功率为

太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为

联立并代入数据得

(2)玩具汽车以最大速度匀速行驶时有

电动机的输出功率为

联得解得

16.如图为新冠肺炎期间消毒用的喷雾器结构示意图，喷雾器的容积为，打气筒的容积为。某次使用时，装入了药液，然后关闭所有阀门及加水口，并通过打气筒打气使筒内上方气体压强达到时，停止打气并打开喷雾阀门开始喷雾，当气体压强降为时，喷雾器不能正常喷雾。要使喷雾器能再次喷雾，需要用打气筒向里打气，提高桶内的压强。外界大气压为，不考虑桶内药液产生的压强，整个过程可视为等温变化。

(1)喷雾器从开始喷雾，到不能正常喷雾，桶内剩余药液有多少？

(2)要把桶内剩余药液全部喷完，需用打气筒至少再打多少次气？

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)对喷雾器内的气体初态

，

到不能正常喷雾时

根据玻意尔定律

喷雾器内剩余药液的体积

(2)对喷雾器内的气体和待打入的气体有

其中，解得

需用打气筒至少再打24次气。

17.娱乐场有一种刺激的娱乐活动，装置的简化模型如图所示，在光滑的水平面上停放着一辆质量为的平板车C，其右端固定一弹性缓冲装置，平板车上表面Q点到小车左端粗糙，Q点到小车右端光滑，且粗糙段长为。小车的左端紧靠着一个固定在竖直平面半径为的四分之一光滑圆弧形轨道，轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。现有质量为的物体B放于小车左端，A物体（活动者与滑车）从四分之一圆形轨道顶端P点由静止滑下，A的总质量。A滑行到车上立即和物体B结合在一起（结合时间极短），沿平板车向右滑动，一段时间后与平板车达到相对静止，此时他们距Q点距离。已知A和B与小车之间的动摩擦因数相同，重力加速度为，A、B均可视为质点。求：

(1)活动者滑到圆弧轨道最低点时对轨道的压力；

(2)物体B与小车之间的动摩擦因数。

【答案】(1)，方向竖直向下；(2)075或者0.25

【解析】

【详解】(1)A在圆弧轨道上滑到最低点，设速度为，由动能定理

设此时A受到的支持力为

解得

由牛顿第三定律得A对轨道的压力大小为，方向竖直向下。

(2)设A、B在一起速度为，A、B、C三者共同运动的速度为，取为系统，选取水平向右为正，根据动量守恒定律

取为系统，动量守恒

AB在C上滑动的过程中，设摩擦生热量为Q，由能量守恒得

解得

①当没有滑进光滑段，相对小车的路程为，由功能关系得

解得

②当滑进光滑段又反弹回到粗糙段，相对小车的路程为，由功能关系得

解得

即粗糙段的动摩擦因数有两种情况，0.75或者0.25。

18.如图所示，坐标系x轴水平，y轴竖直。在第二象限内有半径R=5cm的圆，与y轴相切于点Q点（0，cm），圆内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在x=-10cm处有一个比荷为=1.0×108C/kg的带正电的粒子，正对该圆圆心方向发射，粒子的发射速率v0=4.0×106m/s，粒子在Q点进入第一象限。在第一象限某处存在一个矩形匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度B0=2T。粒子经该磁场偏转后，在x轴M点（6cm，0）沿y轴负方向进入第四象限。在第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场。有一个足够长挡板和y轴负半轴重合，粒子每次到达挡板将反弹，每次反弹时竖直分速度不变，水平分速度大小减半，方向反向（不考虑粒子的重力）。求：

(1)第二象限圆内磁场的磁感应强度B的大小；

(2)第一象限内矩形磁场的最小面积；

(3)带电粒子在电场中运动时水平方向上的总路程。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】粒子运动轨迹如图所示

(1)作垂直于PO，有几何关系知

所以

设磁感应强度为B，由牛顿第二定律得

解得

(2)粒子在第一象限内转过圆周，设半径为，由牛顿第二定律得

图中的矩形面积即为最小磁场面积

解得

(3)在水平方向上，粒子首先向左运动，撞到挡板，设加速度为a，第一次撞击挡板的水平速度为

第1次反弹的水平速度

第1次往返的水平路程

第2次反弹的水平速度

第2次往返的水平路程

第n次反弹的水平速度

第n次往返的水平路程

根据规律，总路程为

代入数据得

解得