2020年全国普通高等学校招生统一考试物理模拟卷八（解析版）

2020年全国普通高等学校招生统一考试物理模拟卷八（解析版）
(满分：100分，时间：90分钟)
一、选择题(本题共16小题，共38分，第1～10小题为单选题，每小题2分，第11～16小题为多选题，每小题3分)
1．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是(　　)
A．在10r0(r0为分子间作用力为零的间距，其值为10－10 m)距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力
B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小
D．分子间距离越大，分子间的斥力越大
A　[分子间同时存在引力和斥力，在平衡距离以内表现为斥力，在平衡距离以外表现为引力，在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力，A正确；设分子平衡距离为r0，分子距离为r，当r>r0，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当r0)。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L(不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)，从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内(　　)

A．通过电阻R的电流方向为M→P
B．回路的感应电流I＝
C．通过电阻R的电量q＝
D．ab杆产生的热功率P＝
AC　[由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确；产生的感应电动势为E＝S＝kL2，根据欧姆定律可得电流为I＝＝，故B错误；杆刚要运动时，μmg－ktIL＝0，又因q＝It，联立可得q＝，故C正确；根据功率公式P＝I2R＝，故D错误。]
12．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　　乙
A．该波的传播速率为4 m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5 s，质点P沿波的传播方向向前传播2 m
D．该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物，能发生明显衍射现象
AD　[由甲图读出该波的波长为λ＝4 m，由乙图读出周期为T＝1 s，则波速为v＝＝4 m/s，故A正确；在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；由于该波的波长为4 m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。]
13.如图所示，竖直平面内有一光滑圆环，圆心为O，OA连线水平，AB为固定在A、B两点间的光滑直杆，在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M、N。先后两次让小球M、N以角速度ω和2ω随圆环一起绕竖直直径BD做匀速圆周运动。则(　　)

A．小球M第二次的位置比第一次时离A点近
B．小球M第二次的位置比第一次时离B点近
C．小球N第二次的竖直位置比第一次时高
D．小球N第二次的竖直位置比第一次时低
BC　[M小球做匀速圆周运动，则mgtan 45°＝mω2r，则当ω变为2ω时，r变为原来的，则小球M第二次的位置比第一次时离A点远，离B点近，选项A错误，B正确；对放在N点的小球，N与O点的连线与竖直方向的夹角为α，则mgtan α＝mω2Rsin α，则cos α＝，则当ω越大，α越大，物体的位置越高，故选项C正确，D错误。]
14.一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中(　　)

A．物体克服重力做功0.9mgH
B．物体克服摩擦力做功0.6mgH
C．物体的动能损失了1.5mgH
D．物体的重力势能增加了mgH
CD　[重力势能的增加量等于克服重力做的功mgH，故重力势能增加了mgH，故A错误，D正确；物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有mgsin 37°＋f＝ma，解得摩擦力大小f＝0.3mg，物体克服摩擦力做功Wf＝0.3mg×＝0.5mgH，故B错误；物体上滑过程，根据牛顿第二定律，得合外力大小为F合＝ma＝0.9mg，根据动能定理得ΔEk＝－F合×＝－1.5mgH，故物体的动能减少了1.5mgH，故C正确。]
15.如图所示，边长为L的等边三角形ABC内外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向里，两磁场的磁感应强度大小均为B。三角形顶点A处有一粒子源，粒子源能沿∠BAC的角平分线发射不同速度的粒子，粒子质量均为m、电荷量均为＋q，粒子重力不计，则其中能通过C点的粒子速度大小可能为(　　)

A． B．
C． D．
ABD　[粒子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示：

所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径r＝(n＝1,2,3…)，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得v＝＝(n＝1,2,3…)，故A、B、D正确。]
16.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球(　　)

A．下落过程中加速度始终为g
B．受到的库仑力先做正功后做负功
C．速度先增大后减小，射出时速度仍为v0
D．管壁对小球的弹力最大值为8k
AD　[电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因库仑力与速度方向垂直，竖直方向只受重力作用，加速度始终为g，故A正确；小球下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功，故B错误；电场力不做功，只有重力做功，根据动能定理，速度不断增加，故C错误；在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为E＝＝，根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为＋q的小球受到最大库仑力为8k，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为8k，故D正确。]
二、非选择题(本题共7小题，共62分)
17．(5分)(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)。

甲　　　　　　　　　　　乙
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图丙所示，则此示数为________mm。

丙
(3)在“用打点计时器测速度”实验中，交流电源的频率为50 Hz，打出一段纸带如图丁所示。测得打下计数点2时的瞬时速度v＝________m/s。

丁
解析：(1)用游标卡尺测量小球的直径，应将小球卡在外测量爪中，故应选图甲。
(2)螺旋测微器的示数为固定读数加上可动读数，
即6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
(3)打下计数点2时纸带的瞬时速度可以利用计数点1和计数点3间的平均速度来计算，
即v＝ m/s＝0.36 m/s。
答案：(1)甲　(2)6.700　(3)0.36
18．(7分)某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：

甲　　　　　　　　　　　　　乙
A．干电池：电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω
B．电流表G：满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝150 Ω
C．定值电阻R1＝1 200 Ω
D．电阻箱R2和R3：最大阻值999.99 Ω
E．电阻箱R4：最大阻值9 999 Ω
F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干
(1)该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R内，则R内＝________Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×10”或“×100”)。
(2)闭合开关S：
第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；
第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________。
解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知：
欧姆表的内阻为R内＝＝ Ω＝1 500 Ω，
则R2＝R内－R1－Rg－r＝(1 500－1 200－150－0.5)Ω＝149.5 Ω，
中值电阻应为1 500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种档位，若为×10，则中值刻度太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×100”。
(2)为了得到“×10”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω；
电流为I1＝ A＝0.01 A；
此时表头中电流应为0.001 A，则与之并联电阻R3电流应为(0.01－0.001)A＝0.009 A，
并联电阻为R3＝ Ω＝150 Ω；
R2＋r＝ Ω＝15 Ω
故R2＝(15－0.5)Ω＝14.5 Ω ；
图示电流为0.60 mA，干路电流为6.0 mA
则总电阻为R总＝×103 Ω＝250 Ω
故待测电阻为R测＝(250－150)Ω＝100 Ω；
故对应的刻度应为10。
答案：(1)149.5　1 500　×100　(2)14.5　150　10
19．(3分)(2019·济南质检)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm。玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中的传播速度v＝________ m/s。(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果保留2位有效数字)

解析：作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i＝45°，折射角r＝37°，故折射率n＝≈1.2，故v＝＝2.5×108 m/s。

答案：1.2　2.5×108
20．(10分)4×100 m接力赛是运动会上最为激烈的比赛项目之一，在甲、乙两运动员训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程。为了确定乙起跑的时机，甲在接力区前s0处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反应时间)，先做匀加速运动，速度达到最大后，保持这个速度跑完全程。已知接力区的长度为L＝20 m。
(1)若s0＝13.5 m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？
(2)若s0＝16 m，乙的最大速度为8 m/s，要使甲、乙能在接力区内完成交接棒，且比赛成绩最好，则乙在加速阶段的加速度应为多少？
解析：(1)设经过时间t，甲追上乙，根据题意有
vt－＝s0
将v＝9 m/s，s0＝13.5 m代入得t＝3 s
此时乙离接力区末端的距离为
Δs＝L－＝m＝6.5 m。
(2)因为甲、乙的最大速度v甲>v乙，所以在完成交接棒时甲跑过的距离越长，成绩越好。因此应当在接力区的末端完成交换，且乙达到最大速度v乙。设乙的加速度为a，加速的时间t1＝，在接力区的运动时间t＝
由运动学公式L＝at＋v乙(t－t1)
解得a＝ m/s2。
答案：(1)6.5 m　(2) m/s2
21．(10分)(2019·合肥模拟)如图所示，U形管右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为L＝76 cm、温度为300 K的空气柱，左右两管水银面高度差为h1＝6 cm，大气压为76 cmHg。

(1)给左管的气体加热，则当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度为多少？(结果保留1位小数)
(2)在(1)问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两管水银面的高度差h2。
解析：(1)左管内气体压强
p1＝p－Δp＝70 cmHg
当左右两管内水银面相等时，气体压强
p2＝76 cmHg
由于右管截面积是左管的两倍，所以左管水银面将下降4 cm，右管中水银面将上升2 cm，管内气柱长度
l2＝80 cm
根据＝
得T2＝342.9 K。
(2)设气柱恢复原长时压强为p3
p2V2＝p3V3
得p3＝80 cmHg
又Δp＝p3－p＝4 cmHg
所以高度差为4 cm。
答案：(1)342.9 K　(2)4 cm
22．(13分)(2019·贵阳模拟)如图所示，半径为R＝0.5 m，内壁光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上。圆轨道底端与地面相切，一可视为质点的物块A以v0＝6 m/s的速度从左侧入口向右滑入圆轨道，滑过最高点Q，从圆轨道右侧出口滑出后，与静止在地面上P点的可视为质点的物块B碰撞(碰撞时间极短)，P点左侧地面光滑，右侧粗糙段和光滑段交替排列，每段长度均为L＝0.1 m，两物块碰后粘在一起做直线运动。已知两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为μ＝0.1，物块A、B的质量均为m＝1 kg，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求物块A到达Q点时的速度大小v和受到的弹力FN；
(2)若两物块最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；
(3)求两物块滑至第n(n