山东省济南市第二中学2020届高三下学期高考模拟物理试题

物理高考模拟试题第I卷（选择题40分）一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，每小题3分；第9~12题有多个选项正确，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（　　）A. 因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B. 在t＝5s时追尾C. 在t＝2s时追尾D. 若刹车不失灵不会追尾【答案】D【解析】【详解】ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为a车的位移为则 所以在t=3s时追尾，故ABC错误；D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。故选D。2.在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（　　）A. 小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B. 小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C. 如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点D. 小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力【答案】D【解析】在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A错；由于处于完全失重状态，小 球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B错；C错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D对；3.如图，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（　　）A. 三把刀在击中板时动能相同B. 三次飞行时间之比为C. 三次初速度的竖直分量之比为3:2:1D. 设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则有θ1＞θ2＞θ3【答案】D【解析】【详解】A.将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，由平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在击中板时动能不同;故A错误.B.竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为;故B错误.C.三次初速度的竖直分量等于平抛运动下落的速度竖直分量，由，可得它们得竖直分速度之比为;故C错误.D.设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得θ1＞θ2＞θ3;故D正确.4.下列说法中不正确的是（　　）A. 在关于物质波的表达式ε＝hν和p＝中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量B. 光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性C. 天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂结构D. γ射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比β射线要强【答案】B【解析】【详解】A．表达式和中，能量ɛ和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率是描述物质的波动性的典型物理量，故A正确；B．光电效应显示了光的粒子性，而不是波动性，故B错误；C．天然放射现象发现，揭示了原子核复杂结构，故C正确；D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D正确。本题选不正确的，故选B。5.近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为（k为某个常数）（    ）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】探测器绕火星做“近地”匀速圆周运动，万有引力做向心力，故有解得故火星的平均密度为（为常量）故选D。6.如图，△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知（　　）A. 从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角B. 玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率C. 在玻璃中，a光速度小于b光的速度D. 在双缝干涉实验中，a光干涉条纹宽度小于b光干涉条纹宽度【答案】B【解析】【详解】AB．由光路图看出，光线b在NO面上发生了全反射，而光线a在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，则知b光的临界角小于a光的临界角，由可知，玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，故A错误，B正确；C．玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，由可知，在玻璃中，a光的速度大于b光的速度，故C错误；D．由于玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，由公式可知，a光的双缝干涉条纹宽度比b光的大，故D错误。故选B。7.如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h.已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为 μ，且μ<tan α，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是(　　)A. B. C. D. 【答案】D【解析】本题考查动能、势能、机械能有关知识，势能Ep=" mgh" 势能与高度成正比，上升到最大高度H时，势能最大，A错；由能量守恒，机械损失，克服摩擦力做功，转化为内能，上升过程E＝E0-mgcosh/sin="E0-"mgh/tan,下行时，E=mgH-mg(H-h)/tan,势能E与高度h为线性关系，B错；上行时，动能EK=EK0-(mgsin+mgcos)h/cos下行时EK= (mgsin-mgcos)（H-h）/cos动能EK高度h是线性关系，C错，D正确8.如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内（宽度足够大），该区域的上下边界MN、PS是水平的．有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域．已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动（以此时开始计时），以MN处为坐标原点，取如图坐标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中，可能正确的是A.  B. C.  D. 【答案】D【解析】【详解】A.由于ab边向下运动，由右手定则可以判断出，线框在进入磁场时，其感应电流的方向为abcd，沿逆时针方向，故在图像中，的这段距离内，电流是正的；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量没有变化，故其感应电流为0；当线框的ab边从磁场的下边出来时，由于其速度要比ab边刚入磁场时的速度大，故其感应电流要比大，感应电流的方向与ab边刚入磁场时相反；由于ab边穿出磁场时其速度较大，产生的感应电流较大，且其电流与线框的速度成正比，即线框受到的安培力与线框的速度也成正比，与刚入磁场时线框受到的平衡力做对比，发现线框受到的合外力方向是向上的，即阻碍线框的下落，且合外力是变化的，故线框做的是变减速直线运动，产生的电流也是非均匀变化的，故AB错误；C.再就整体而言，线框穿出磁场时的动能要大于穿入磁场时的动能，故穿出时的电流要大于，所以C错误，D正确．9.如图是一定质量的理想气体的p－V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B(图中实线)和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2.下列判断正确的是(        )A. T1>T2B. C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功C. 若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高D. 从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的E. 若B→C过程放热200 J，D→A过程吸热300 J，则D→A过程气体对外界做功100 J【答案】ABE【解析】由图示图象可知，D→A过程为等压过程，气体体积变大，由盖吕萨克定律可知，气体温度升高，即A点的温度高于D点的温度，则，故A正确；C→D过程是等温变化，气体内能不变，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律得，气体放出热量，由以上分析可知，C→D过程放出的热量等于外界对气体做的，故B正确；若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先升高后降低，故C错误；从B→C过程，气体体积不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故D错误；由热力学第一定律可知，若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J，故E正确；10.在光滑水平面上，小球A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为1 kg，B球质量大于A球质量．如果两球间距离小于L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L时作用力消失．两球运动的速度一时间关系如图所示，下列说法正确的是A. B球质量为2 kgB. 两球之间的斥力大小为0. 15 NC. t=30 s时，两球发生非弹性碰撞D. 最终B球速度为零【答案】BD【解析】【详解】当两球间距小于L时，两球均做匀减速运动，因B球质量大于A球质量可知B球加速度小于A球的加速度，由v-t图像可知：；；由牛顿第二定律：，解得mB=3mA=3kg，F=0.15N，选项A错误，B正确； 由图像可知，AB在30s时刻碰前速度：vA=0，vB=2m/s；碰后：v＇A=3m/s，v＇B=1m/s，因可知t=30 s时，两球发生弹性碰撞，选项C错误；由图像可知，两部分阴影部分的面积应该相等且都等于L，可知最终B球速度为零，选项D正确.11.狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是 （ ）A. 若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B. 若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C. 若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D. 若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示【答案】ABC【解析】【详解】AC.要使小球能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力合力应能充当向心力；在甲图中，若小球为正电荷且逆时针转动（由上向下看），由左手定则知其受洛仑兹力斜向上，与重力的合力可以指向圆心，其运动轨迹平面可在S的正上方；若小球为负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，其运动轨迹平面可在S的正上方，故AC正确；BD. Q带负电，若小球带正电，则正电荷在图示位置各点受到的电场力指向Q，电场力与重力的合力可能充当向心力，其运动轨迹平面可在Q的正下方；但若小球带负电，小球受电场力逆着电场线，其与重力的合力不能提供向心力，其运动轨迹平面不可能在Q的正下方，小球不会做匀速圆周运动，故B正确，D错误。故选ABC。12.图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（　　）A. 图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πt(V)B. 变压器原、副线圈中的电流之比为1：4C. 变压器输入、输出功率之比为1：4D. RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大【答案】BD【解析】【详解】A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V，周期0.02s，故角速度是则故A错误；B．根据得，变压器原、副线圈中的电流之比故B正确；C．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C错误；D．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。故选BD。二、实验题（本题共2个小题，共 15分）13.某同学想测出济南当地重力加速度g，并验证机械能守恒定律。为了减小误差，他设计了一个实验如下：将一根长直铝棒用细线悬挂在空中（如图甲所示），在靠近铝棒下端的一侧固定电动机M，使电动机转轴处于竖直方向，在转轴上水平固定一支特制笔N，借助转动时的现象，将墨汁甩出形成一条细线。调整笔的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨线。启动电动机待转速稳定后，用火烧断悬线，让铝棒自由下落，笔在铝棒上相应位置留下墨线。图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线，将某条合适的墨线A作为起始线，此后每隔4条墨线取一条计数墨线，分别记作B、C、D、E。将最小刻度为毫米的刻度尺的零刻度线对准A，此时B、C、D、E对应的刻度依次为14.68cm，39.15cm，73.41cm，117.46cm。已知电动机的转速为3000r/min。求：(1)相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为________s；(2)由实验测得济南当地的重力加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）；(3)该同学计算出划各条墨线时的速度v，以为纵轴，以各条墨线到墨线A的距离h为横轴，描点连线，得出了如图丙所示的图像，据此图像________（填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律，图线不过原点的原因__________________。【答案】    (1). 0.1    (2). 9.79    (3). 能    (4). 墨线A对应的速度不为零【解析】【详解】(1)[1]由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为50Hz，故每隔0.02s特制笔N便在铝棒上画一条墨线，又每隔4条墨线取一条计数墨线，故相邻计数墨线间的时间间隔是0.1s(2)[2]由题可知可知连续相等时间内的位移之差根据△x=gT2得(3)[3]铝棒下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即mgh＝mv2得若图线为直线，斜率为g，则机械能守恒，所以此图像能验证机械能守恒[4]图线不过原点是因为起始计数墨线A对应的速度不为014. 寒假期间，某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组．现在要测量该电池组的电动势和内阻（电动势约为2V，内阻在1kΩ～2kΩ之间），实验室现有如下器材各一个多用电表：欧姆挡（×1，×10，×100，×1k）直流电流挡（0～0．5mA，0～1mA，0～10mA，0～100mA）直流电压挡（0～0．5V，0～2．5V，0～10V，0～50V，0～250V，0～500V）电压表：（0～3V，0～15V）电流表：（0～0．6A，0～3A）滑动变阻器：R1（0～10Ω），R2 （0～2000Ω）开关及导线若干．（1）该小组同学先用多用电表直流电压“0～2．5 V”挡，粗测了电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为________V（结果保留两位有效数字）；（2）为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选________测电压，选_______测电流（填电表名称和所选量程）；滑动变阻器应选______（填电阻符号）；（3）请设计实验电路，并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图．【答案】（1）1.8V；（2）电压表，0-3V；多用电表直流电流档1mA；R2；（3）连线图见解析；【解析】试题分析：（1）万用表读数为1.8V；（2）用伏安法测量电源的电动势及内阻，应选用0-3V的电压表测量电压，因为通过水果电池的最大电流不超过1mA,故选择多用电表直流电流1mA档；因为电池内阻在1kΩ-2 kΩ之间，所以滑动变阻器选择R2；（3）实物连线如图所示．考点：测量电源的电动势及内阻；三、本大题包括4小题，共45分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示，一上端开口的圆筒形导热汽缸竖直静置于地面，汽缸由粗、细不同的两部分构成，粗筒的横截面积是细筒横截面积S (cm2)的2倍，且细筒足够长．粗筒中一个质量和厚度都不计的活塞将一定量的理想气体封闭在粗筒内，活塞恰好在两筒连接处且与上壁无作用力，此时活塞与汽缸底部的距离h=12cm，大气压p0=75 cmHg．现把体积为17S (cm3)的水银缓缓地从上端倒在活塞上方，在整个过程中气体温度保持不变，不计活塞与汽缸间向的摩擦，求最终活塞下降的距离x．【答案】2cm【解析】【详解】以汽缸内封闭气体为研究对象：初态压强  p1＝p0＝75 cmHg                                    初态体积  V1＝2hS                                            注入水银后，设细圆筒中水银的高度为L，则有：17S＝LS+x·2S                                       所以，末态压强为：p2=(p0+x+L)                               末态体积  V2＝2(h－x)S                  由玻意耳定律可知：p1V1＝p2V2                     整理、代入数据并化简得：x2－104x＋204＝0              解得活塞静止时下降的距离为：x＝2cm，或x＝102 cm，无意义舍去16.如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T<t<4T，求该波的波速．【答案】(1)向右传播(2)12.5Hz(3)75m/s【解析】【详解】（1）在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动，则该波向右传播；（2）由波形图可知：解得 （n=0、1、2、3……）当n=0时可求解最大周期，则最小频率；fn＝＝12.5Hz（3）若3T<t<4T，则由上述表达式可知n=3，即0.06s＝(3＋)T，解得：T＝s；由图中读出波长为 ，则波速v＝＝×15m/s＝75m/s.17.光滑水平面上，一个长木板与半径R未知的半圆组成如图所示的装置，装置质量M＝5 kg.在装置的右端放一质量为m＝1 kg的小滑块(可视为质点)，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.5，装置与小滑块一起以v0＝10 m/s的速度向左运动．现给装置加一个F＝55 N向右的水平推力，小滑块与长木板发生相对滑动，当小滑块滑至长木板左端A时，装置速度恰好减速为0，此时撤去外力F并将装置锁定．小滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道最高点B.滑块脱离半圆形轨道后又落回长木板．已知小滑块在通过半圆形轨道时克服摩擦力做功Wf＝2.5 J．g取10 m/s2.求：(1)装置运动的时间和位移；(2)长木板的长度l；(3)小滑块最后落回长木板上的落点离A的距离．【答案】(1)1 s　5 m　(2)2.5 m　(3)0.8 m【解析】(1)对M：F－μmg＝Ma1 解得：a1＝10 m/s2设装置运动的时间为t1，由v0－a1t1＝0解得：t1＝1 s    装置向左运动的距离：x1＝v0t1－a1t12＝5 m(2)对m：μmg＝ma2，解得a2＝5 m/s2设滑块到A点的速度为v1，则v1＝v0－a2t1 解得：v1＝5 m/s小滑块向左运动的距离：x2＝v0t1－a2t12＝7.5 m则木板长l＝x2－x1＝2.5 m(3)设滑块在B点的速度为v2，从A至B：－mg×2R－Wf＝ 在B点：mg＝m联立解得：R＝0.4 m，v2＝2 m/s小滑块平抛运动时： 落点离A的距离：x＝v2t2，解得：x＝0.8 m18.如图所示，在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场，y轴右侧区域I内存在磁感应强度大小为B1=的匀强磁场，区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L，高度均为3L．质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从坐标为(，)的A点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好经过坐标为(0，)的C点射入区域Ⅰ．粒子重力忽略不计．求：（1）匀强电场的电场强度大小E；（2）粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标；（3）要使粒子从区域Ⅱ的上边界离开磁场，可在区域Ⅱ内加垂直于纸面向里的匀强磁场．试确定磁感应强度B的大小范围，并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向．【答案】（1）；（2）（L，0）；（3） ，30°≤θ≤90°【解析】【详解】（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动2L=v0t 解得⑵ 设带电粒子经C点时的竖直分速度为vy、速度为v，轨迹如图所示：，方向与x轴正向成45° 斜向上 粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，qB1v=m，解得R=L 由几何关系知，离开区域时的位置坐标：x=L，y=0 （3）根据几何关系知，带电粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场的半径满足L≤r≤L 半径为：可得根据几何关系知，带电粒子离开磁场时速度方向与y轴正方向夹角30°≤θ≤90°