河南省郑州一中2020届高三上学期新课标物理模拟试题

2020新课标理科综合物理模拟卷

第I卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第14-18题只有一项符合题目要求，第19-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.下列说法正确的是

A. 加速度只与速度大小的变化量有关

B. 力的单位N为国际单位制中的基本单位

C. 曲线运动不可能为匀变速运动

D. 伽利略利用斜面实验检验小球的速度v与时间t成正比的猜想，并作出所有自由落体运动的加速度都相等的推论

【答案】D

【解析】

【详解】A.加速度和速度的变化量都是矢量，它们的关系是矢量间的关系，包括大小和方向，加速度还与速度的变化量相应的时间有关，故A项错误；

B.力的单位N是国际单位，但不是基本单位，故B项错误；

C.加速度不变的运动就是匀变速运动，曲线运动也能是匀变速运动，比如平抛运动，故C项错误；

D.伽利略利用斜面实验研究自由落体运动，重点是研究所有自由落体运动的加速度都相等，检验了速度与时间成正比的猜想，故D项正确．

2.如图所示，在水平地面上放置一个质量为M的斜面体（斜面光滑），斜面体上放置一个质量为m的物块，物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行．若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设斜面体M的倾角为θ，以物块m为研究对象可知斜面体对m的支持力为N＝mgcos θ，以斜面体M为研究对象进行受力分析可知地面对斜面体的摩擦力为f＝Nsin θ＝mgsin θcos θ，故选项C正确．

3.质量为1kg的滑块在光滑水平面内运动，某同学在该平面内建立xoy直角坐标系，并描绘出该滑块在水平面内坐标轴x和y方向上的速度图象分别如图所示。则下列说法正确的是

A. t=0时刻物体的速度大小为4m/s

B. 2s末物体的速度大小为5m/s

C. 2s内物体所受的合力大小为2N

D. 2s末物体的位移大小为10m

【答案】C

【解析】

【详解】A.t=0时刻物体的速度大小为

m/s=5m/s

故A错误。

B.2s末物体的速度大小为

m/s=3m/s

故B错误。

C.由图象来看y方向物体不受力，x方向加速度大小为2m/s2(图像的斜率)，则合外力为2N，故C正确。

D.速度时间图像面积代表位移，根据图像结合运动的合成可知， 2s末物体的位移大小为

故D错误。

4.2013年12月2日1时30分00.344秒，“嫦娥三号”从西昌卫星发射中心成功发射，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空，如图所示。本次发射的“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车，实现对月球表面探测。若“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t1，已知“嫦娥二号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t2，且t1<t2.，嫦娥三号和嫦娥二号相比，下列说法正确的是

A. “嫦娥三号”运行的线速度较小

B. “嫦娥三号”运行的角速度较大

C. “嫦娥三号”轨道处的月球重力加速度较小

D. “嫦娥三号”中的月球车不受月球引力作用

【答案】B

【解析】

【详解】A.由题述可知“嫦娥三号”运行周期较小，由开普勒第三定律，“嫦娥三号”轨道半径较小，由

可知

“嫦娥三号”线速度较大，故A项错误；

B.由

可知，“嫦娥三号”半径较小，角速度较大，故B项正确；

C.由

可知，“嫦娥三号”轨道处的月球重力加速度较大，故C项错误；

D.根据万有引力定律可知，“嫦娥三号”中的月球车受月球引力作用，故D项错误。

5.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，两电压表均可看作是理想电表。闭合开关，将滑动变阻器的滑动触片由左端向右端滑动时，下列说法中正确的是

A. 小灯泡L1变暗

B. 小灯泡L2变暗

C. V1表的读数变小

D. V2表的读数变大

【答案】B

【解析】

【详解】由实物图可得如图所示的电路图，当滑动变阻器的触片由左端向右端滑动时，滑动变阻器有效阻值增大，电路总电阻R增大，总电流I减小，

路端电压U 增大，V1表的读数变大。

U2=IRL2

U2减小，V2表的读数变小，小灯泡L2变暗。又因

U= U2+ U1

所以U1 增大，小灯泡L1变亮。

A. 小灯泡L1变暗与分析不符，故A错误。

B. 小灯泡L2变暗与分析相符，故B正确。

C. V1表的读数变小与分析不符，故C错误。

D. V2表的读数变大与分析不符，故D错误。

6.如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动某 一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同若两小球质量均为m，忽略 空气阻力的影响，则下列说法正确的是

A. 此刻两根线拉力大小相同

B. 运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mg

C. 运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mg

D. 若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能

【答案】CD

【解析】

【详解】初始位置，球1加速度向上，超重；球2加速度向下，失重；故球1受到的拉力较大，故A错误；球1在最高点，有：；球2在最低点，有：；两个球运动过程中机械能守恒，有：球1：；球2：；联立解得：；；故F；故B错误，C正确；两个球运动过程中机械能守恒，而初始位置两个球的机械能相等，故两个球的机械能一直是相等的，故D正确；故选CD．

7.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高.如图所示，自耦变压器上的滑动触头P移动，可以调节输出电压，线圈MN两端与一个滑动变阻器相连接，Q为滑动变阻器的滑动触头，V1、V2为理想电压表，如图所示，下列说法正确的是(　　)

A. 当交流电源接a、b时，触头P上移，Q也上移，V1的示数不变，V2示数可能不变

B. 当交流电源接a、b时，触头P上移，Q下移，V1的示数不变，V2示数增大

C. 当交流电源接c、d时，触头P上移，V1的示数增大，V2示数不变

D. 当交流电源接c、d时，触头P上移，V1的示数减小，V2示数不变

【答案】AC

【解析】

【详解】A.当交流电源接a、b时，P上移，原线圈匝数变大，电源电压不变，V1示数不变，由电压关系和U1、n2不变、n1变大．可知副线圈电压U2减小，副线圈回路电流减小，Q上移，cd间阻值变大，V2示数可能不变，故A正确。

B. 当交流电源接a、b时，P上移，原线圈匝数变大，电源电压不变，V1示数不变，由电压关系和U1、n2不变、n1变大．可知副线圈电压U2减小，副线圈回路电流减小，Q下移，则根据欧姆定律可知，V2示数变小，故B错误；

CD.当交流电源接cd时，P上移，电源电压不变，V2示数不变，副线圈匝数变大，副线圈电压变大，V1示数增大，故C正确D错误．

8.如图所示，一匀强磁场B垂直于倾斜放置的光滑绝缘斜面斜向上，匀强磁场区域在斜面上虚线ef与gh之间。在斜面上放置一质量为m、电阻为R的矩形铝框abcd，虚线ef、gh和斜面底边pq以及铝框边ab均平行，且eh>bc。如果铝框从ef上方的某一位置由静止开始运动。则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度(v)—时间(t)图象，不正确的有

A.  B.

C.  D.

【答案】ABC

【解析】

【详解】从线框宽度小于磁场的宽度可知，当ab边进入磁场且cd边未出磁场的过程中，线框的加速度与cd边未进入磁场时加速度大小均为gsin?(设导轨倾角为?)。cd边进入磁场有三种可能情况：①当cd边刚好匀速进入磁场时，

mgsin?=F安＝

ab边进入磁场后匀加速，cd边出磁场后减速，且随速度的减小安培力变小，故加速度也减小，当达到上述匀速的速度后又匀速；②当cd边加速进入磁场，全部进入匀加速，当cd边出磁场时有三种可能，加速、匀速、减速；③当cd边减速进入磁场，全部进入匀加速，后又减速出磁场。

A.图像与分析不符，故A符合题意。

B.图像与分析不符，故B符合题意。

C.图像与分析不符，故C符合题意。

D.图像与分析相符，故D不符合题意。

第II卷（非选择题共62分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第35题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题：共55分

9.利用如图所示的装置可以验证机械能守恒定律，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码相连，光电计时器的两个光电门间的距离为s，滑块的宽度为d（远小于s），如图所示。光电计时器能够记录下滑块分别通过两个光电门的时间∆t1、∆t2，请回答下列问题：

（1）滑块右端两次经过光电门时的瞬时速度v1=__________，v2=___________。

（2）本实验中验证机械能守恒定律的关系是_______________________________。

【答案】    (1).     (2).     (3).

【解析】

【详解】(1)[1][2]由题意，因为d远小于s，故可以用 表示滑块通过光电门的速度，即

，

(2)[3]以滑块和钩码系统为研究对象，系统只有重力做功，重力势能减少量为，动能增加量为，故机械能守恒表达式为

。

10.用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组旳电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡旳伏安特性曲线.

A．电压表V1（量程6V、内阻很大）

B．电压表V2（量程3V、内阻很大）

C．电流表A（量程3A、内阻很小）

D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）

E．小灯泡（2A、5W）

F．电池组（电动势E、内阻r）

G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器旳阻值，多次测量后发现：若电压表V1旳示数增大，则电压表V2旳示数减小.

（1）请将设计旳实验电路图在虚线方框中补充完整_____.

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2旳示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组旳电动势E＝__________V、内阻r＝_________Ω.（本小题结果保留2位有效数字）

（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路旳阻值应为________Ω，电池组旳效率为_____________（此空结果保留2位有效数字）.

【答案】    (1).     (2). 4.5    (3). 1.0    (4). 0    (5). 56%

【解析】

【详解】（1）[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小，调节滑动变阻器时，电压表的示数增大，则电压表的示数减小，则测路端电压，测灯泡两端电压，电路图如图所示：

（2）[2]电源的U-I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势为：

；

[3]则电源内阻为：

；

（3）[4]由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压，此时电路电流，则电源电动势为：

即：

则：

；

[5]则电池组旳效率为：

．

11.2013年10月7日16时许，发生在滨保高速天津界内的重特大交通事故已经造成35人死亡。据交警部门根据现场采集的数据分析，两车原同向行驶，大客车在前，其速度v1=8 m/s，轿车速度v2=30 m/s，因大雾能见度低，轿车在距大客车25 m时才发现前方的大客车，此时轿车立即刹车，但轿车要减速45m才能够停止。

（1）轿车刹车后减速运动的加速度多大；

（2）若轿车刹车1s后，大客车以加速度a1=2m/s2加速前进，问能否避免事故。若能够避免，则两车最近时相距多远，若不能避免，则计算轿车刹车后经多长时间会发生事故。

【答案】（1）10m/s2（2）能避免相撞，最近距离2m

【解析】

【详解】（1）设轿车减速运动的加速度大小为a,则

0-v22=-2as

解得：

a=10m/s2

（2）设轿车减速t秒时两车的速度相同：

v2 -at= v1+a1（t-Δt）

代入数值解得

t=2s

在此过程中轿车前进的位移为：

s1 = v2t-at2/2 =40m

大客车前进的位移为

s2= v1 Δt+ v1(t-Δt)+a1(t-Δt)2/2=17m

所以s2+s0＞s1，不会发生撞车事故，此时相距最近，最近距离为

Δs= s2 +s0- s1 =2m

12.如图所示，在xOy平面的第Ⅰ、Ⅳ象限内存在电场强度大小为E=10V/m方向沿x轴正方向的匀强电场；在第Ⅱ、Ⅲ象限内存在磁感应强度B=0.5T、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一个带负电的粒子比荷为，在x=0.06m处的P点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力，求：

（1）带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离；

（2）带电粒子进入磁场后经多长时间第一次返回电场；

（3）带电粒子运动的周期。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在第Ⅰ象限做类平抛运动，如图所示。

粒子的加速度

粒子的运动时间

粒子沿y轴方向的位移

所以，带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离

y=

（2）粒子在磁场内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得，

粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度

设粒子进入磁场时的速度方向与y轴的夹角为θ，

粒子在磁场内做匀速圆周运动的圆心角为

粒子在磁场内的运动时间

所以，带电粒子进入磁场后到返回电场所得时间

t2=

（3）粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动，经时间t3=t1粒子的速度大小变为v0，方向沿y轴正方向，此后重复前面的运动。粒子在电、磁场中的运动具有周期性，其周期

（二）选考题：共15分。请考生从给出的3道题任选一题做答，并用2B铅笔把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则按所做的第一题计分

13.以下关于分子力的说法，正确的是（    ）

A. 分子间的距离增大则分子间的斥力与引力均减小

B. 气体分子之间总没有分子力的作用

C. 液体难于压缩表明液体中分子总是引力

D. 当分子间表现为引力时，随分子间距离增大分子间势能增大

E. 当分子间的引力与斥力大小相等时分子间势能最小

【答案】ADE

【解析】

【详解】A、分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小，分子引力的变化慢，故A正确；

B、气体分子之间有分子力的作用，只是比较小，故B错误；

C、液体难于压缩表明液体中分子被压缩时总是斥力，故C错误；

D、当分子间表现为引力时，增大距离需要克服引力做功，分子势能增大，即随分子间距离增大分子间势能增大，故D正确；

E、当分子间表现为引力时，增大距离需要克服引力做功，分子势能增大；当分子间表现为斥力时，减小距离需要克服斥力做功，分子势能增大，所以当分子间的引力与斥力大小相等时分子间势能最小．故E正确．

故选ADE

点睛：分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小，分子引力的变化慢，当r=r0时分子引力等于分子斥力，所以，r0是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力：分析间距离为r0时分子势能最小．

14.如图所示，一质量为2m的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸开口向上且通过活塞悬挂静止时，空气柱长度为L1(如图甲所示)．现将气缸旋转180°悬挂缸底静止(如图乙所示)，已知大气压强为P0，活塞的横截面积为S，气缸与活塞之间不漏气且无摩擦，整个过程封闭气体温度不变．求：

(1)图乙中空气柱的长度；

(2)从图甲到图乙，气体吸热还是放热，并说明理由．

【答案】（1）   （2） 放出

【解析】

【详解】（1）对气缸内气体处于甲状态时，压强

处于乙状态时，气体的压强为

根据玻意耳定律可得

解得

（2）气体从状态甲变化到状态乙，气体温度相同，内能相同，由于体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体要放出热量．

15.如图所示，两列简谐横波的振幅都是20cm，在同一介质中传播，实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在图示区域相遇，则        .

A. 实线波与虚线波的周期之比为1：2

B. 实线波与虚线波的频率之比为1：2

C. 实线波与虚线波的波速之比为1：1

D. 两列波在相遇区域会发生干涉现象

E. 实线波与虚线波的波长之比为1：2

【答案】ACE

【解析】

【详解】ABCE.因为波速只由介质决定,所以二者波速相同，结合，可知虚线波是实线波波长两倍，其周期为实线波的两倍，频率是实线波的一半，故ACE正确B错误

D.两列波频率不同不会发生明显干涉现象，故D错误。

16.如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R，在底面的中心O处有一红色点光源S，它发出的红光经时间t可以传到容器的边缘P.若容器内倒满某液体，S发出的红光经时间2t可以传到容器的边缘P，且恰好在P点发生全反射．求：

①该液体的折射率；

②容器的高度．

【答案】（1）2（2）R

【解析】

【详解】①设OP之间的距离为d，光在空气中的传播速度为c，光在该液体中的传播速度为v，则有：

d＝ct，d＝2vt

液体的折射率n＝

所以n＝2

②如图所示，光线在P处恰好发生全反射时，入射角设为C，则有： sin C＝

所以C＝30°

故：h＝＝R

17.如图所示，一质量m1=0.45kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上，车顶右端放一质量m2=0.2kg的小物体，小物体可视为质点。现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用的时间很短，g取10m/s2。

求：（1）子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小；

（2）小物块脱离小车时，系统产生的总内能。

【答案】(1)10m/s(2)2315J

【解析】

【详解】(1) 以子弹和小车组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

m0v0=（m1+m0）v1

解得：

(2) 以小车（含子弹）和物块系统为研究对象，以小车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

（m1+m0）v1=（m1+m0）v3+m2v2

由能量守恒定律得，系统产生的总内能：

解得：

Q=231.5J

补充题

18.如图所示，在固定的水平光滑长杆上套着一个质量为m的滑环A，滑环通过一根不可伸长的轻绳悬吊一质量为M=3m的重物B，轻绳长为L．将滑环A固定在水平杆上，给B一个水平瞬时冲量作用，使B向左摆动，且恰好刚碰到水平杆．若滑环A不固定，仍给B以同样大小的冲量作用，在此后的运动过程中（A未滑离杆）．求：

（1）B离杆最近时的距离；

（2）B到达最低点时的速度；

（3）B到达最低点时A对杆的压力大小．

【答案】（1）（2）奇数次经过最低点时速度为，方向向左；偶数次经过最低点时速度为，方向向右（3）10mg

【解析】

【详解】（1）环A固定时B摆动过程中，由机械能守恒得：

=MgL

解得B摆动初速度：

当A不固定，对A、B系统在水平方向上动量守恒，且在B摆到最高点时离杆最近，此时二者有相等的速度v，则：

设B摆到最大高度时离杆的最近距离为h，由机械能守恒得：

解以上方程得：

（2）B在最低点时，B从水平冲量作用获得初速度v0后到第1次回到最低点时，B、A速度分别设为v1和v2，此时A的速度达最大值，由水平方向动量守恒得：

①

由机械能守恒得：

②

解以上两方程得：

，

第2次回到最低点时，B、A速度分别设为和，同理可得：

③

④

解以上两方程得：

，

以此类推可知：B奇数次经过最低点时速度为

，方向向左

偶数次经过最低点时速度为

，方向向右．

（3）B奇数次经过最低点时绳对B的拉力

环A对杆的压力

B偶数次经过最低点时绳对B的拉力

环A对杆的压力

可见，无论B是奇数次经过最低点还是偶数次经过最低点，环A对杆的压力相等．

19.如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力．

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？

(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？

【答案】（1）初始时刻棒中感应电动势 E=Lv0B 棒中感应电流

作用于棒上的安培力 F=ILB得安培力方向：水平向左

（2）由功和能的关系，得安培力做功

（3）由能量转化及平衡条件等，可判断棒最终静止于初始位置，

【解析】

【详解】（1）初始时刻棒中感应电动势E＝BLv0

棒中感应电流I=

作用于棒上的安培力F=ILB

联立解得：安培力大小为F=，方向水平向左

（2）由功和能的关系，解得：安培力做功W1=EP－mv02

电阻R上产生的焦耳热Q1=mv02－EP

（3）由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置，电阻R上产生的焦耳热Q=mv02