山东省淄博市2020届高三下学期4月第一次模拟考试物理试题

淄博市 2019~2020 学年度高三模拟考试试题

物    理

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号等填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号等，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。保持卡面清洁，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。在每个题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的。

1.汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是 ACC 自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。汽车使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f ，则（　　）

A. 当 f  f 时，表明前车一定做匀速直线运动 B. 当 f  f 时，表明前车一定处于静止状态

C. 当 f  f 时，表明前车正在减速行驶 D. 当 f  f 时，表明前车正在减速行驶

【答案】C

【解析】

【详解】AB．当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f=f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定做匀速直线运动，也不一定静止，故A B错误；
C．当f′＞f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C正确；
D．当f′＜f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。
故选C。

2.拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）．设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ．当拖把头在地板上匀速移动时推拖把的力F的大小为（ ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

试题分析：

设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，有 Fcosθ+mg="N"                                  

Fsinθ="f"                                     

式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．按摩擦定律有 f=μN

联立①②③式得,B正确，

考点：受力分析、物体的平衡条件．

点评：本题题材很新颖，立意明确，考查的是物体平衡条件的应用，拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具，以这样的工具紧密联系命题，试题令人耳目一新．

3.如图所示，光滑木板长为L，木板可以绕左端O点在竖直平面内转动，在木板上距离O 点处放有一小物块，开始时木板水平静止。现让木板突然以恒定角速度顺时针转动，小物块自由下落正好可以砸在木板的末端，已知重力加速度 g＝10m/s2， 则木板的长度L为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设从开始到物块砸在木板的末端，木板转过的角度为α，则有

转动的时间

所以物块下落的高度

h=Lsin 30°

由h=gt2可得

解得

所以ABD错误，C正确。
故选C。

4.我国航空航天技术已居于世界前列。如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ。已知万有引力常量G，下列说法正确的是（　　）

A. 轨道半径越大，周期越小 B. 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度

C. 若测得周期和张角，可得到星球的质量 D. 若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律可知

轨道半径越大，飞行器的周期越大，故A错误；
BC．设星球的质量为M，半径为R，平均密度为ρ，张角为θ，飞行器的质量为m，轨道半径为r，周期为T。对于飞行器，根据万有引力提供向心力得

解得星球质量

由几何关系有

若测得周期和张角，因为星球的半径和轨道半径均未知，则不能得到星球的质量；

星球的平均密度

即若测得周期和张角，可得到星球的平均密度，故B正确，C错误；
D．由上述分析可知，若测得周期和轨道半径可以得到星球质量，不能得到星球的平均密度，故D错误。
故选B。

5.已知氢原子的能级公式。大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出的复色光通过玻璃三棱镜后分成 a、b、c、d、e、f 六束（含不可见光），如图所示。据此可知，从 n=3 能级向 n=1 能级（基态）跃迁产生的那一束是（　　）

A. b B. c C. d D. e

【答案】D

【解析】

【详解】大量处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出的复色光通过玻璃三棱镜后分成6束，可知氢原子发生了从n=4到基态的跃迁，其中从 n=4 能级向 n=1 能级（基态）跃迁产生的光的频率最大，从 n=3 能级向 n=1 能级（基态）跃迁产生的光的频率从高到低排列是第2位，因频率越大的光折射率越大，折射程度越大，可知该光对应着e光。

故选D。

6.质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为：

式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2—r1)，取无穷远为势能零点．下列U－r图示中正确的是（  ）

A.   B.  

C.   D.  

【答案】B

【解析】

【详解】从无穷远处电势为零开始到r=r2位置，势能恒定为零，在r=r2到r=r1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此部分图像为A、B选项中所示；r＜r1之后势能不变，恒定为－U0，由引力做功等于势能将少量，故U0=F0(r2－r1)，故B正确，ACD错误。

故选B．

7.2020 年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达 40m/s，假设打一次喷嚏大约喷出50ml的空气，用时约 0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3 ，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（　　）

A. 13N B. 0.13N C. 0.68N D. 2.6 N

【答案】B

【解析】

【详解】打一次喷嚏大约喷出气体的质量

m=ρV

由动量定理

解得

根据牛顿第三定律可知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力为0.13N。

故选B。

8.静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度）．那么碳14的核反应方程可能是（     ）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，所以放出的粒子为α粒子，即发生α衰变，则核反应方程是，故A正确．故选A．

点睛：原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，粒子在电场中只电场力，根据轨迹弯曲方向判断受力方向即可解答.

二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每个题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。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.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从离弹簧上端高 h 处由静止释放。研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，做出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置坐标 x 变化的关系，如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为 g。以下说法正确的是（　　）

A. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度始终减小

B. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大

C. 当 x＝h＋2x0 时，小球的动能为零

D. 小球动能的最大值为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球刚落到弹簧上时，弹力小于重力，小球加速度向下，速度增大，随弹力的增加，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大；然后向下运动时弹力大于重力，小球的加速度向上且逐渐变大，小球做减速运动直到最低点，则小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故A错误，B正确；

C．根据乙图可知，当x=h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，是平衡位置，在x=0处小球的动能不为零，根据对称性可知，在 x＝h＋2x0 位置小球的动能也不为零，选项C错误；

D．小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知

故小球动能的最大值为，故D正确；
故选BD。

10.2019 年7月，C919 大型客机在上海浦东机场完成了中、高速滑行试验。某次试验飞机在平直跑道上滑行，从着陆到停下来所用的时间为 t，滑行的距离为 x，滑行过程中的v-t  图像如图所示，图线上 C 点的切线与AB 平行，x、t0、t1、t 为已知量。设飞机着陆滑行t0时的位置与终点的距离为x0，飞机着陆时的速度为 v，则下列表达式正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由图可知

解得

选项A正确，B错误；

CD．由图可知

由面积关系可知

而 ，则

选项C正确，D错误。

故选AC。

11.如图所示，O、M 点为一根弹性绳上的两个点，OM 间距离为 5.0m。当 O点上下振动时，会形成以 O 点为波源向左传播的简谐横波。t=0 时刻 O点开始从平衡位置向下振动，振幅为 20cm。观察发现 6s 末 M点第一次到达波谷，此时O 点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷。则（　　）

A. M 点的振动周期为4s B. 横波的波长为 m

C. t=3s 时，M点恰好处于波峰 D. 在0~6s内，M点经过的路程为20cm

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．因为6s 末 M点第一次到达波谷，此时O 点正通过平衡位置向上运动，OM间还有一个波谷，可知

即

λ=4m

则

T=4s

选项A正确，B错误；

CD．波速为

则波传到M点的时间为5s，则t=3s时，M点还未振动；t=6s时质点M振动了1s=T，则此时M点经过的路程为A=20cm，选项C错误，D正确。

故选AD。

12.如图所示，在竖直向下的 y 轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场，磁感应强度均随位置坐标按 B=B0+ky（k为正常数）的规律变化。两个完全相同的正方形线框甲和乙的上边均与 y 轴垂直，甲的初始位置高于乙的初始位置，两线框平面均与磁场垂直。现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度 vl 和 v2，设磁场的范围足够大，当线框完全在磁场中运动时，不考虑两线框的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A. 运动中两线框所受磁场的作用力方向相反

B. 若 v1=v2，则开始时甲所受磁场力等于乙所受磁场力

C. 若 v1＞v2，则开始时甲中的感应电流一定大于乙中的感应电流

D. 若 v1＜v2，则最终稳定状态时甲的速度可能大于乙的速度

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据楞次定律，甲线框中产生顺时针方向的电流，乙线框中产生逆时针方向的电流，因为线框下边产生的磁场比上边的磁场强，下边所受的安培力大于上边所受的安培力，则安培力的方向与下边所受的安培力方向相同，根据左手定则，甲线框所受的安培力方向向上，乙线框所受的安培力方向向上。故A错误。
B．线框产生的电动势

E=B2Lv-B1Lv=kL2v

开始时，两线框产生的感应电流大小相等。线框所受的安培力

F=B2IL-B1IL=kIL2

知两线框所受的安培力相等，故B正确。
C．线框产生的电动势

E=B2Lv-B1Lv=kL2v

与速度有关，若v1＞v2，则开始时甲线框产生的电动势大于乙线框产生的电动势，则开始时甲线框的感应电流一定大于乙线框的感应电流。故C正确。
D．线框达到稳定状态时，重力与安培力平衡，有

mg=kIL2

所以

知稳定时，两线框的速度相等。故D错误。
故选BC。

三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。

13.随着经济的发展，小汽车已走进我们的家庭，其中油耗标准是评价一辆汽车性能优劣的重要因素，而影响汽车油耗的一个重要原因是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现，汽车在高速行驶过程中受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：①汽车正面的投影面积S；②汽车行驶的速度v。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到表中所列数据。

(1)分析比较 1、2、3 或 4、5、6，可得出的结论是：当汽车行驶的速度相同时，汽车所受空气阻力 f 与汽车正面的投影面积 S 成_______关系。

(2)分析比较_______（填写实验序号），可得出的结论是：当汽 车正面的投影面积 S 相同时，汽车所受空气阻力 f 与______成正比。

(3)综合上述分析结论可得，汽车所受空气阻力 f 与汽车正面的投影面积 S 及汽车行驶的速度 v之间的关系式为：f=_____（要求用 k 表示比例系数）。

(4)实验序号 9 中漏填了一个数据，漏填的数据应为_____N（结果保留一位小数）。

【答案】    (1). 正比    (2). 1、4、7（或2、5、8）    (3). 汽车行驶速度的平方    (4).     (5). 2781.0

【解析】

【详解】(1)[1]分析比较 1、2、3 或 4、5、6，可得出的结论是：当汽车行驶的速度相同时，汽车所受空气阻力 f 与汽车正面的投影面积 S 成正比关系；

(2)[2][3]分析比较1、4、7（或2、5、8），可得出的结论是：当汽车正面的投影面积 S 相同时，汽车所受空气阻力 f 与汽车行驶速度的平方成正比。

(3)[4]综合上述分析结论可得，汽车所受空气阻力 f 与汽车正面的投影面积 S 成正比，与汽车行驶的速度平方 v2成正比，则f与S和v2之间的关系式为

(4)[5]实验序号 9 中与8中的速度相同，则f与S成正比，即

解得

f=27810N

14.为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：

电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；

电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）； 滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）； 电键、导线若干。

(1)准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整_______。

(2)在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R1应选_______Ω 的定值电阻。

(3)处理数据后将 P、U2 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U2 图线________， 并说明各点不在一条直线上的原因：___________。

【答案】    (1).     (2). 10Ω；    (3).     (4). 随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线

【解析】

【详解】(1)[1]小灯泡电阻较小，则采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，电路连接如图

(2)[2]小灯泡的额定电流

通过变阻器的电流为

所以通过电源的电流为

I′=I+I变=0.6+0.3=0.9A

根据闭合电路欧姆定律，应有

E=U+I′（r+R0）

解得

所以保护电阻R1应选10Ω的定值电阻；

(3)[3][4]在坐标纸上画出P-U2图线如图

各点不在一条直线上的原因：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线。

15.图中竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒 4 倍，筒足够长，粗筒中 A、B  两轻质活塞间封有一定量的理想气体，气柱长L=17cm，活塞 A  的上方细筒中的水银深 h1=20cm，粗筒中水银深h2=5cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞 B，使之处于平衡状态。现使活塞 B 缓慢向下移动，直至水银恰好全部进入粗筒中，设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强 P0 相当于 75cm 高水银柱产生的压强。求：

(1)此时气柱的长度；

(2)活塞B 向下移动的距离。

【答案】（1）20cm；（2）8cm

【解析】

【详解】（1）设气体初态压强为，则有

设S为粗圆筒的横截面积，气体初态的体积

设气体末态的压强为，有

设末态气柱的长度为，气体体积为

由玻意耳定律得

联立各式代入数据解得

（2）活塞B下移的距离d为

代入数据解得

16.如图所示，足够长、电阻可以忽略的矩形金属框架abcd水平放置，ad与 bc之间的距离为 L=1m，定值电阻阻值 R1=R2=2.0Ω。垂直于框架放置一根质量m=0.2kg、电阻 r=1.0Ω 的金属棒ef，距离框架左侧x=0.5m，棒ef与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。

(1)若在abcd区域存在竖直向上的匀强磁场，某时刻开始磁感应强度随时间变化，变化的规律为B12t（T），保持电键 S断开，则需要经过多长时间导体棒ef开始运动，此时磁感应强度为多大？

(2)若保持(1)问中棒ef刚要开始运动时的磁感应强度不变，闭合电键 S，同时对ef施加一水平向右的恒定拉力F=4N，求此后运动过程中，回路消耗的最大电功率。

【答案】（1）1s；3T；（2）2W

【解析】

【详解】（1）abfe回路产生的感应电动势为

当棒ef开始运动时

即

解得此时

（2）当导体棒ef匀速运动时，回路消耗的电功率最大。

此时对导体棒ef受力分析可得

电键闭合后回路的总电阻为

解得

17.人类研究磁场的目的之一是为了通过磁场控制带电粒子的运动，某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示，区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电场，电场场强为E，宽度为d，长度为L；区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长度也为L，磁场宽度足够。电量为q，质量为m的带正电的粒子以水平初速度从P点射入电场。边界 MM′不影响粒子的运动，不计粒子重力。

(1)若带电粒子以水平初速度v0从P点射入电场后，从MM′边界进入磁场，求粒子第一次射入磁场的位置到M点的距离；

(2)当带电粒子射入电场的水平初速度为多大时，粒子只进入磁场一次就恰好垂直P′N′边界射出。

【答案】（1）；（2）或

【解析】

【详解】（1）粒子以水平速度从P点射入电场后，做类平抛运动

竖直方向

水平方向

解得粒子第一次射入磁场的位置到M点的距离

（2）设粒子从电场入射初速度为

同第一问原理可以求得粒子在电场中类平抛运动的水平位移

粒子进入磁场时，垂直边界的速度

设粒子与磁场边界之间夹角为α，则粒子进入磁场时的速度

在磁场中

粒子第一次进入磁场后，垂直边界从磁场射出，必须满足

联立解得

粒子第一次进入磁场后，垂直边界从电场射出，必须满足

联立解得

18.静止在水平面上的小车固定在刚性水平轻杆的一端，杆的另一端通过小圆环套在竖直光滑的立柱上。每当小车停止运动时，车上的弹簧枪就会沿垂直于轻杆的水平方向自动发射一粒弹丸，然后自动压缩弹簧并装好一粒弹丸等待下次发射，直至射出所有弹丸。下图为该装置的俯视图。已知每粒弹丸的质量为 m，未装弹丸时的小车质量为M（包括弹簧枪质量）。现给小车装上n粒弹丸，每次发射弹丸释放的弹性势能为E，发射过程时间极短；小车做圆周运动时的半径为L，运动时受到一个与运动方向相反的阻力作用、阻力大小为小车对地面压力的k倍，其它阻力忽略不计，重力加速度为 g。

(1)求第一粒弹丸被射出时小车的速度大小；

(2)整个过程中轻杆未被拉断，求轻杆所受拉力的最大值；

(3)求整个过程中小车做圆周运动的总路程

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）发射第一粒弹丸，由动量和能量守恒得

联立解得

（2）设某次发射后，车上有颗弹丸，则

整理得

可知时杆拉力最大，即发射最后一颗弹丸后，轻杆承受的拉力最大。

此时轻杆对车的最大拉力

由牛顿第三定律得，轻杆所受拉力的最大值为

（3）发射弹丸后，车上有（，，……，2，1，0）颗弹丸时，圆周运动路程为，

有

得

最大总路程