山东省潍坊高密市2020届高三模拟物理试题二

物理（二）

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、考试号、座号填写到相应位置，认真核对条形码上的姓名、考试号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内作答、超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。答题卡面清洁、不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是

A．从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长长

B．大量处于能级的电子向低能级跃迁时可放出种频率的光子

C．从能级跃迁到能级，电子的电势能增大

D．从能级跃迁到能级时辐射的光子可以使逸出功为的金属发生光电效应

2．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中

A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功 

B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大

C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大

D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量

3．  2017 年 11 月 5 日， 我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所示)， 开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法正确的是
A． 火箭只受到重力和空气阻力的作用
B． 火箭处于失重状态
C． 火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等
D． 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后， 相对地面做自由落体运动

4.位于贵州的“中国天眼”(FAST)是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为(　　)

A．(1＋k2)年   B．(1＋k2)年

C．(1＋k)年   D．k年

5.图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像。下列说法正确的是

A. 波速为2m/s

B. 波沿x轴负方向传播

C. 0~2s时间内，该质点沿x轴运动了1m

D. 0~2s时间内，该质点运动的路程为8cm

6.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变大

D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

7．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为

A．               B．         

C．               D．

8．随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。 “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用改变了速度。如图所示,以太阳为参考系，设行星运动的速度为u，探测器的初速度大小为v0，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为v1和v2。探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是

A．v1 > v0             B．v1= v0               

C．v2 > v0            D．v2 =v0

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.如图，条形磁铁在固定的水平闭合导体圆环正上方，从离地面高h处由静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，最后落在水平地面上。条形磁铁A、B

两端经过线圈平面时的速度分别为V1、v2，线圈中的感应电流分别为Ⅰ1、I2，电流的瞬时功率分别为P1、P2。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是

A.从上往下看，I2的方向为顺时针

B.I1：I2=V1：V2

C.P1：P2=V1：v2

D.磁铁落地时的速率为

10.如图，理想变压器的a、b两端接在U=220V交流电源上，定值电阻R0 = 40Ω，R为光敏电阻，其阻值R随光照强度E变化的经验公式为R=Ω，光照强度E的单位为勒克斯(lx)。开始时理想电流表A2的示数为0.2A，增大光照强度E，发现理想电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，下列说法正确的是

A.变压器原副线圈匝数比

B.理想电压表V2、V3的示数都减小

C.光照强度的增加量约为7.5lx

D.在增大光照强度过程中，变压器的输入功率逐渐减小

11.如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方位向上。下列判断中正确的是

A.在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变

B.在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 

C.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 

D.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 

12．电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理示意图如图所示。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。电容器电容C，首先开关接1，使电容器完全充电。然后将S接至2， MN达到最大速度vm后离开导轨。这个过程中（       ）

A．MN做匀加速直线运动

B．通过MN的电量q=

C．达到最大速度时电容器C两极板间的电压为0

D．求出通过MN的电量q 后，不可以利用的公式求出MN加速过程的位移

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．（6分）

某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m，平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量 x后，由静止释放小球，小球从平台边缘水平飞出，落在地面上，用刻度尺测出小球水平飞行距离S；并用传感器（图中未画出）测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后，记录表如下表所示。

⑴由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移 S=   x，与_______无关；

⑵由实验原理和表中数据可知，弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP=       (用m、h、x和重力加速度g表示)；

⑶某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间：，由表中数据可知，发现测量值t均偏大。经检查，实验操作及测量无误，且空气阻力可以忽略，造成以上偏差的原因是__________。

14.（7分）利用如图所示的电路测量一个满偏电流为，内阻约为几十到几百欧姆的电流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择：

A.滑动变阻器阻值范围
B.滑动变阻器阻值范围
C.电源电动势3V，内阻不计
D.电源电动势6V，内阻不计
为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选用______，电源E应选用______。选填器材前面的字母序号
实验时要进行的主要步骤有：
A.断开，闭合
B.调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合
D.调节电阻箱的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的四分之一
E.记下此时的阻值为
则待测电流表的内阻的测量值为______，该测量值______电流表内阻的真实值。选填“大于”、“小于”或“等于”

15.(8分)如图1所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力成正比，比例系数为μ），小车总质量为M。

（1）请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运动，角度θ是否需要重新调整。

（2）如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：当m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及砝码总重力的比值；

16.(9分)我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，其年代距今约5700年。压水井可以将地下水引到地面上，如图所示，活塞和阀门都只能单向打开，提压把手可使活塞上下移动，使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时，阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面；活塞向下移动时，阀门关闭，空气从活塞处溢出，如此循环，地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度h = 8m，直管截面积S = 0.002m2。现通过提压把手，使直管中水位缓慢上升4m。已知水的密度ρ = 1.0x103kg/m3，外界大气压强p0 = 1.0x105Pa，重力加速度g = 10m/s²，直管中的气体可视为理想气体。

(1)若该装置的机械效率η = 0.4，求人对把手做的功；

(2)求直管中剩余空气质量△m与直管中原空气质量m0之比。

17.（14分）核聚变是能源的圣杯，但需要在极高温度下才能实现，最大难题是没有任何容器能够承受如此高温。托卡马克采用磁约束的方式，把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内巧妙实现核聚变。相当于给反应物制作一个无形的容器。2018年11月12日我国宣布“东方超环”（我国设计的全世界唯一一个全超导托卡马克）首次实现一亿度运行，令世界震惊，使我国成为可控核聚变研究的领军者。

（1）2018年11月16日，国际计量大会利用玻尔兹曼常量将热力学温度重新定义。玻尔兹曼常量k可以将微观粒子的平均动能与温度定量联系起来，其关系式为，其中k=1.380649×10-23J/K。请你估算温度为一亿度时微观粒子的平均动能（保留一位有效数字）。

（2）假设质量为m、电量为q的微观粒子，在温度为T0时垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，求粒子运动的轨道半径。

（3）东方超环的磁约束原理可简化如图。在两个同心圆环之间有很强的匀强磁场，两圆半径分别为r1、r2，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域内的带电粒子只要速度不是很大都不会穿出磁场的外边缘，而被约束在该区域内。已知带电粒子质量为m、电量为q、速度为v，速度方向如图所示。要使粒子不从大圆中射出，求环中磁场的磁感应强度最小值。

18.(16分)游乐场投掷游戏的简化装置如图所示，质量为2kg的球a放在高度h=1.8m的平台上，长木板c放在水平地面上，带凹槽的容器b放在c的最左端。a、b可视为质点，b、c质量均为1kg，b、c间的动摩擦因数μ1=0.4，c与地面间的动摩擦因数μ2=0.6。在某次投掷中，球a以v0=6m/s的速度水平抛出，同时给木板c施加一水平向左、大小为24N的恒力，使球a恰好落入b的凹槽内并瞬间与b合为一体。取g=10m/s2。求：

(1)球a抛出时，凹槽b与球a之间的水平距离x0；

(2)a、b合为一体时的速度大小；

(3)要使ab不脱离木板c，木板长度L的最小值。

答案

A   B   C   A   D   A   A   A    AB   AC   BC   BD

13．（6分）⑴50（1分）  小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t（或“t”）（1分）

⑵（2分）

⑶重力加速度g取值不准确，g取10m/s2偏大（2分）

14.（1）A     D    （2）210      小于

15.解：(1)受力分析如图

Mgsinθ= f  ①

Mgcosθ=N  ②

f=N   ③

Mgsinθ=Mgcosθ,=tanθ

论证：当小车质量由M变成M+△m时，若使小车匀速运动，仍有（M+△m）gsinθ=（M+△m）gcosθ成立，

仍然满足=tanθ

即若增大小车质量，角度θ无须改变。

（2）根据牛顿运动定律：

由于=,所以有F=,得到=.

16.解：（1）直管中上升的水的质量：

水的重力势能增加：

人对把手做的功：

（2）水位上升4m后，直管中空气压强为：

由得

17.解：（1）根据微观粒子的平均动能与温度关系式得
（2）根据微观粒子的平均动能与温度定量关系，有，解得，
另据洛伦兹力提供向心力，有，解得；
（3）磁场最小时粒子轨迹恰好与大圆相切，如图所示
设粒子轨迹半径为r，由几何关系得：，解得，
由牛顿第二定律，解得：；

18.解：（1）a球抛出后做平抛运动，

竖直方向：h＝，

水平方向：xa＝v0t，

代入数据解得：xa＝3.6m，t＝0.6s，

对b槽，由牛顿第二定律得：μ1mbg＝mbab，

对c，由牛顿第二定律得：F﹣μ1mbg﹣μ2（mb+mc）g＝mcac，

代入数据解得：ab＝4m/s2，ac＝8m/s2，

a做平抛运动时间内b的位移大小：xb＝，

该时间内c的位移大小：xc＝，

代入数据解得：xb＝0.72m，xc＝1.44m，

b与a间的水平距离：x0＝xa+xb＝4.32m；

（2）a、b碰撞前b的速度：vb＝abt＝4×0.6m/s＝2.4m/s，

a、b碰撞瞬间c的速度：vc＝act＝8×0.6m/s＝4.8m/s，

球a落入b槽后竖直方向速度变为零，

球a落入b的凹槽内过程，a、b组成的系统在水平方向所受内力远大于外力，

a、b系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，

由动量守恒定律得：mav0﹣mbvb＝（ma+mb）v，

代入数据解得：v＝3.2m/s；

（3）a落入b后a、b一起向右做减速运动，

对a、b由牛顿第二定律得：μ1（ma+mb）g＝（ma+mb）aab，

对c，由牛顿第二定律得：F﹣μ1（ma+mb）g﹣μ2（ma+mb+mc）g＝mcac1，

代入数据解得：aab＝4m/s2，ac1＝﹣12m/s2，

负号表示加速度方向向右，说明a、b向右做减速运动过程，c向左做减速运动，

a、b速度减为零需要的时间：t1＝s＝0.8s，

c减速到零需要的时间：tc＝＝s＝0.4s，

a、b向右做减速运动的位移大小：x1＝m＝1.28m，

c向左做减速运动的位移大小：xc′＝m＝0.96m，

要使ab不脱离木板c，木板长度L的最小值：

Lmin＝xc﹣xb+x1+xc′＝1.44m﹣0.72m+1.28m+0.96m＝2.96m；