山东省实验中学2020届高三普通高等学校招生全国统一考试模拟物理试题（三）

普通高等学校招生全国统一考试模拟试题物理（三）

一、单项选择题

1.2018年11月中科院的等离子体研究所宣布我国的“人造太阳”装置的研究取得了突破性的进展，等离子体中心的温度已经可以达到1亿度。“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是，反应原料氘（）富存于海水中，氚（）可以用中子轰击锂核（）得到。关于中子轰击锂核（）产生一个氚（）核和一个新核，下列说法正确的是（　　）

A. 该核反应方程为：

B. 在中子轰击锂核（）的反应中，系统动量守恒，能量不守恒

C. 核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱

D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和

【答案】C

【解析】

【详解】A．中子轰击锂核，核反应方程式应为，A错误；

B．核反应过程系统动量守恒，能量也守恒，B错误；

C．粒子具有很强的电离本领，穿透能力较弱，C正确；

D．核反应前后核子数相等，核反应中释放的核能源于核反应过程中的质量亏损，D错误。

故选C。

2.如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时水平分速度为40m/s，竖直分速度为20m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀加速直线运动。则离舰后（　　）

A. 飞机的运动轨迹为曲线

B. 10s内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍

C. 10s末飞机的速度方向与水平方向夹角为

D. 飞机在20s内水平方向的平均速度为50m/s/

【答案】B

【解析】

【详解】A．飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A错误；

B．10s内水平方向位移

竖直方向位移

B正确；

C．飞机飞行方向与水平方向夹角的正切，C错误；

D．飞机在20s内水平方向的位移

则平均速度为

D错误。

故选B。

3.如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为，受到的摩擦力为。当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（　　）

A. 减小，水平向左 B. 增大，水平向右

C. 减小，为零 D. 增大，为零

【答案】B

【解析】

【详解】以导线为研究对象，由左手定则判断可知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力方向斜向左下方，磁铁有向左运动的趋势，受到桌面水平向右的摩擦力；同时磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的支持力也将增大。

故选B。

4.如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（  ）

A. 开关S断开时电源的效率为60%

B. 开关S闭合后电源的总功率会变小

C. 开关S闭合后灯泡的亮度增强

D. 开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W

【答案】D

【解析】

【详解】A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为

电源的效率为

故A错误；

BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；

D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为

故D正确；

故选D。

5.如图甲所示，固定光滑斜面上有质量为的物体，在大小为12N，方向平行于斜面的拉力F的作用下做匀速直线运动，从位置处拉力F逐渐减小，力F随位移x的变化规律如图乙所示，当时拉力减为零，物体速度刚好为零，取，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面倾角为

B. 整个上滑的过程中，物体的机械能增加27J

C. 物体匀速运动时的速度大小为3m/s

D. 物体在减速阶段所受合外力的冲量为

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体做匀速直线运动时，受力平衡，则

代入数值得

选项A错误；

C．图像与坐标轴所围的面积表示拉力做的功

重力做的功

由动能定理

解得

选项C正确；

B．机械能的增加量等于拉力做的功57J，B错误；

D．根据动量定理可得

选项D错误。

故选C。

6.如图所示，一充电后平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为m，电荷量为的粒子A；在负极板附近有一质量也为m、电荷量为的粒子B。仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面Q，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是（　　）

A. 电荷量与的比值为

B. 电荷量与的比值为

C. 粒子A、B通过平面Q时的速度之比为

D. 粒子A、B通过平面Q时的速度之比为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．设电场强度大小为E，两粒子的运动时间相同，对正电荷A有

对负电荷B有

联立解得

A错误，B正确。

CD．由动能定理得

求得

选项CD错误。

故选B。

7.如图所示，两根粗细不同，两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体，气柱长度，水银柱长度，今使封闭空气降低相同的温度（大气压保持不变），则两管中空气柱上方水银柱的移动情况是（　　）

A. 均向下移动，A管移动较少 B. 均向下移动，A管移动较多

C. 均向下移动，两管移动的一样多 D. 水银柱的移动距离与管的粗细有关

【答案】A

【解析】

【详解】D．因为大气压保持不变，封闭空气柱均做等压变化，放封闭空气柱下端的水银面高度不变，根据盖一吕萨克定律，可得

则

即

化简得

则空气柱长度的变化与玻璃管的粗细无关，D错误；

ABC．因A、B管中的封闭空气柱初温T相同，温度的变化也相同，则与H成正比。又，所以，即A、B管中空气柱的长度都减小，水银柱均向下移动，因为，所以

所以A管中空气柱长度减小得较少，A正确，BC错误。

故选A。

8.如图所示，一质量为m0=4kg、倾角θ=45°的斜面体C放在光滑水平桌面上，斜面上叠放质量均为m=1kg的物块A和B，物块B的下表面光滑，上表面粗糙且与物块A下表面间的动摩擦因数为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；物块B在水平恒力F作用下与物块A和斜面体C一起恰好保持相对静止地向右运动，取g=10m/s²，下列判断正确的是（  ）

A. 物块A受到摩擦力大小

B. 斜面体的加速度大小为a=10m/s2

C. 水平恒力大小F=15N

D. 若水平恒力F作用在A上，A、B、C三物体仍然可以相对静止

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．对物块A和B分析，受力重力、斜面体对其支持力和水平恒力，如图所示

根据牛顿第二定律则有

其中

对物块A、B和斜面体C分析，根据牛顿第二定律则有

联立解得

对物块A分析，根据牛顿第二定律可得物块A受到摩擦力大小

故A正确，B、C错误；

D．若水平恒力作用在A上，则有

解得

所以物块A相对物块B滑动，故D错误；

故选A。

二、多项选择题

9.根据所学知识分析，下列说法正确的是（　　）

A. 通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

B. 晶体体积增大，其分子势能一定增大

C. 在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力

D. 人们可以利用某些物质在水溶液中形成薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程

【答案】CD

【解析】

【详解】A．多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A错误；

B．晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B错误；

C．水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C正确；

D．在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液品来研究高子的渗透性，D正确。

故选CD。

10.一简谐机械横波沿x轴正方向传播，时刻波形如图甲所示a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 该波传播速度大小为3m/s B. 图乙可以表示d质点的振动

C. 图乙可以表示b质点的振动 D. 时，质点速度沿y轴负方向

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由题图甲可知波长，由题图乙可知周期，则波速

A正确；

BC．a、b、d三质点中在时位于平衡位置的是b和d质点，其中b质点向y轴正方向运动，d质点向y轴负方向运动。则题图乙可以表示b质点的振动，C正确，B错误；

D．时a质点通过平衡位置向y轴正方向运动，D错误。

故选AC。

11.2019年9月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星。卫星的工作轨道是比同步卫星轨道低一些的中圆轨道，卫星由发射轨道变轨到中圆轨道b上，轨道a、b相切于P点。则卫星在两轨道上运行时。下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道b运行周期大于24小时

B 卫星由地面到P点所受引力逐渐减小

C. 卫星在轨道a上经过P点时的加速度等于轨道b上经过P点时的加速度

D. 卫星在轨道a上经过P点时的动能大于卫星在轨道b上经过P点时的动能

【答案】BC

【解析】

【详解】A．同步卫星周期为24小时，轨道b比同步卫星轨道低一些，周期小于24小时，选项A错误；

B．由可知，距离地面越远，引力越小，选项B正确；

C．由于，卫星从轨道a和轨道b经过P点时加速度相同，选项C正确；

D．卫星从a轨道到b轨道，需点火加速，动能增大，D错误。

故选BC。

12.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为L且电阻不计，其顶端接有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点N后，又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为r，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为

B. 整个过程中电阻R中的电流先从b到a后从a到b

C. 金属棒下滑时间大于上滑时间

D. 金属棒上滑时间为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为

故A正确；

B．由楞次定律，金属棒上滑过程电阻R中电流从a到b，下滑过程电阻R中电流从b到a，故B错误；

C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置上，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度，则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，所以

t上<t下

故C正确；

D．上滑过程，以向上为正方向，由动量定理得

两边求和

又

解得

故D正确。

故选ACD。

三、实验题

13.某同学将装有红墨水的饮料瓶倒置。利用水平细管喷出的细水流。描绘平抛运动的轨迹，如图甲所示。若以细管喷口为坐标原点O，水平向右为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向，P点坐标，如图乙所示。不计空气阻力，取，则细水流的初速度大小__________，水流的轨迹方程为__________。

【答案】    (1). 4m/s    (2).

【解析】

【详解】[1][2]．根据平抛运动规律。水平方向有

竖直方向有

代入数据解得

消去t得

14.如图所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。再把玻璃砖放在方格纸上，并确定a和b为玻璃砖的上下界面的位置。在玻璃砖的一刻插上两枚大头针和，再从玻璃砖的另一侧插上大头针和。请完成以下实验步骤：

(1)下列操作步骤正确的是__________；（填正确答案标号）

A.插上大头针，使挡住的像

B.插上大头针，使挡住、的像

C.插上大头针，使挡住像

D.插上大头针，使挡住和、的像

(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针、的位置（图中已标出），在图中作出完整的光路图；

（    ）

(3)利用光路图计算此玻璃砖的折射率__________。

【答案】    (1). BD    (2).     (3).

【解析】

【详解】(1)[1]．在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针和，确定入射光线，然后插上大头针，使挡住，的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线。则BD正确。

(2)[2]．光路图如图所示。

(3)[3]．在光路图中构造三角形，由图得，所以

由折射定律

四、计算题

15.阅兵现场用到了一辆小型雷达信号车，信号传输距离只有1000m雷达车保持的速度沿水平路面匀速直线行驶，受阅飞机从高空以的速度与雷达车保持平行飞行。如图所示，当受阅飞机飞行到A点刚好接收到雷达车信号时，飞机立即以加速度大小加速向前飞行，求受阅飞机与雷达信号车能够通信的时间。（忽略信号传输时间）

【答案】20s

【解析】

【详解】设受阅飞机与雷达信号车能够通信时间t，如图所示，当受阅飞机飞行到A点时，雷达车与受阅飞机相距，由勾股定理得

雷达车位移

受阅飞机位移

由几何关系可得

解得

（舍去）

故雷达车与受阅飞机通信时向为20s.

16.某跳台滑雪的轨道如图所示，助滑轨道倾角，助滑轨道在B点与半径的光滑圆弧轨道相切，圆弧在最低点C的切线水平；CP为着陆坡。倾角，一运动员连同装备总质量，从助滑坡道上的A点无助力由静止滑下，A点与B点的竖直高度差，滑板与助滑坡道之间的动摩擦因数，不计空气阻力，取，，，求：

(1)运动员经过点时对轨道的压力大小；

(2)运动员落在着陆坡上时的动能。

【答案】(1)1000N；(2)12500J

【解析】

【详解】(1)运动员从A到B，由动能定理得

从B到C，由机核能守恒得

解得

在C点对运动员进行受力分析有

解得

由牛顿第三定律得，运动员经过C点时对轨道的压力大小为1000N。

(2)运动员从C点飞出做平抛运动，落点在着陆坡上，设飞行时间为t

解得

竖直方向位移

由动能定理得

落到斜面上时的动能

17.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小，一质量，电荷量的粒子（重力不计），从点沿纸面以方向与轴负方向夹角，大小不同的速度射入磁场，已知，：

(1)若粒子垂直x轴飞出，求粒子在磁场中飞行时间；

(2)若粒子不能进入x轴上方，求粒子速度大小满足的条件。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图甲所示，由几何关系可得

则

解得飞行时间

甲

(2)若带电粒子不从x轴射出，临界轨迹如图乙所示。

乙

由几何关系得

解得

由

解得

当时粒子不能进入x轴上方。

18.如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度处由静止自由下落。与物体A发生弹性正碰（碰撞时间极短且只碰一次），弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，取。求：

(1)碰撞后瞬间物体A的速度大小；

(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时，A物体的速度大小。

【答案】(1)8m/s；(2)

【解析】

【详解】(1)设碰撞前瞬间小球P的速度为，碰撞后瞬间小球P的速度为，物体A的速度为，

小球P自由下落，由动能定理可得

解得

小球P与物体A碰撞过程由动量守恒定律和能量守恒定律得

解得

故碰撞后瞬间物体A的速度大小是8m/s.

(2)设开始A静止时弹簧的压缩量为

对A有

当地面对物体B的弹力恰好为零时，弹簧的伸长量为

对B有

可见，故两个状态弹簧的弹性势能相等；

从P与A碰撞后瞬间到地面对B的弹力恰好为零的过程，由系统机械能守恒得

解得此时A的速度大小为