2020高考物理模拟卷含答案解析(6)

2020高考物理模拟卷(6) (建议用时:60分钟满分:110分)二、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1418题只有一项符合题目要求,第1921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)14.物理学家密立根以精湛的技术测量了光电效应中的几个重要物理量.按照密立根的方法进行实验,用不同频率的色光分别照射钠、钾的表面而产生光电效应,若金属钠、钾的遏止电压Uc随入射光频率变化的Uc图象分别用实线、虚线表示,已知钠的逸出功是2.29 eV,钾的逸出功是2.25 eV,则下列图象可能正确的是()15.平直公路上行驶的a车和b车,其xt图象分别为图中直线a和曲线b,已知b车做匀变速直线运动,t=2 s时,直线a和曲线b刚好相切,下列说法正确的是()A.b车的加速度大小为1 m/s2B.a车的速度大小为3 m/sC.b车做匀加速直线运动D.t=2 s时,a,b两车相遇,速度不相等16.如图所示,小物块套在固定竖直杆上,用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连.开始时物块与定滑轮等高.已知小球的质量是物块质量的两倍,杆与滑轮间的距离为d,重力加速度为g,绳及杆足够长,不计一切摩擦.现将物块由静止释放,在物块向下运动过程中,下列说法不正确的是()A.刚释放时物块的加速度为gB.小球重力的功率先增大后减小C.物块下降的最大距离为3dD.物块速度最大时,绳子的拉力一定大于物块的重力17.如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径L=20 cm的光滑圆弧导轨相接.导轨宽度为20 cm,电阻不计.导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T. 一根导体棒ab垂直导轨放置,质量m=60 g、电阻 R=1 ,用两根长也为20 cm的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触.当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态.导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角 =53(sin 53=0.8,cos 53=0.6,g=10 m/s2),则()A.磁场方向一定竖直向上B.电源的电动势E=6 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=8 ND.导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J18.传送带在工农业生产和日常生活中都有广泛的应用,例如在港口用传送带装卸货物,在机场用传送带装卸行李等,为人们的生活带来了很多的便利.如图(甲)所示,为一传送带输送机卸货的简化模型:长为L的传送带与水平面夹角为,传送带以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块,小物块与传送带之间的动摩擦因数为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力).图(乙)为小物块运动的vt图象.根据以上信息可以判断出()A.小物块开始运动的加速度为gsin -cos B.小物块与传送带之间的动摩擦因数tan C.t0时刻,小物块的速度为v0D.传送带始终对小物块做正功19.如图所示,两个完全相同的轻弹簧,一端固定在水平面上,另一端与质量为m的小球相连;轻杆一端固定在天花板上,另一端与小球相连,三者互成120角,且两个弹簧的弹力大小均为mg,如果将轻杆突然剪断,则剪断瞬间小球的加速度大小可能为()A.a=0 B.a=gC.a=2gD.a=3g20.边长为a的闭合金属正三角形轻质框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架水平向右匀速拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一拉出过程相符合的是()21.如图,平面直角坐标系内有a,b,c三点,位置如图所示,匀强电场平行于坐标平面.将电子从a点分别移到坐标原点和b点的过程中,电场力做功均为2 eV,知a点电势为2 V,以下说法正确的是()A.b点电势为零B.电场强度大小为200 V/mC.电子在c点电势能为-8 eVD.将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功相同三、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第2225题为必考题,每个试题考生都必须作答.第3334题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题:共47分22.(6分)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=YSL,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是.A.NB.mC.N/m D.N/m2(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图(甲)所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y.首先利用刻度尺测出橡皮筋未受拉力时的长度L,然后用螺旋测微器测出橡皮筋的直径d,如图(乙)所示,则d=mm.(3)作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图象,该图象为一条倾斜的直线,其斜率为k0,则该橡皮筋的杨氏模量Y=(用k0,d,L表示).23.(9分)某同学测定电源电动势和内阻,所使用的器材有:待测干电池一节(内阻很小)、电流表A(量程0.6 A,内阻RA小于1 )、电流表A1(量程0.6 A,内阻未知)、电阻箱R1(099.99 )、滑动变阻器R2(010 )、单刀双掷开关S、单刀单掷开关S各一个,导线若干.(1)该同学按图(甲)所示电路连接进行实验操作.请在图(丙)虚线框内补全与图(甲)对应的电路图.(2)测电流表A的内阻:闭合开关S,将开关S与C接通,通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2,读取电流表A的示数为0.20 A,电流表A1的示数为0.60 A,电阻箱R1的示数为0.10 ,则电流表A的内阻RA=.(3)测电源的电动势和内阻:断开开关S,调节电阻箱R1,将开关S接(选填“C”或“D”),记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数;断开开关S,开关S所接位置不变,多次调节电阻箱R1重新实验,并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I.(4)数据处理:图(乙)是由实验数据绘出的1I-R图象,由此求出干电池的电动势E=V、内阻r=.(计算结果保留2位有效数字)(5)如果电流表A的电阻未知,本实验(选填“能”或“不能”)测出该电源的电动势.24.(12分)随着社会发展,交通事故日益增多,无人驾驶技术的发展有望解决这一问题.若一辆总质量为M的公交车与一辆总质量为m的轿车在一条直道上匀速相向行驶,因驾驶员注意力分散致使两车突然发生正碰并且同时停下来,从发生碰撞到停下所经历的时间为t.(1)求两车碰撞前的速度大小之比.(2)若公交车驾驶员的质量为m0,发生事故前瞬间公交车的速率为v0,因驾驶员系了安全带在事故过程中驾驶员没有受伤.求在此过程中,驾驶员受到安全带作用力的平均值.(3)若两车在行驶时,驾驶员同时踩下刹车,刹车后车轮不再转动,两车均做匀变速直线运动,恰好在接触前瞬间停下,两车在刹车过程中行驶的距离相等.求公交车和轿车的车轮与地面间的动摩擦因数之比.25.(20分)如图所示,虚线MN沿竖直方向,其左侧区域内有匀强电场(图中未画出)和方向垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,虚线MN的右侧区域有方向水平向右的匀强电场.水平线段AP与MN相交于O点.在A点有一质量为m,电荷量为+q的带电质点,以大小为v0的速度在左侧区域垂直磁场方向射入,恰好在左侧区域内做匀速圆周运动,已知A与O点间的距离为3mv0qB,虚线MN右侧电场强度为3mgq,重力加速度为g.求:(1)MN左侧区域内电场强度的大小和方向.(2)带电质点在A点的入射方向与AO间的夹角为多大时,质点在磁场中刚好运动到O点,并画出带电质点在磁场中运动的轨迹.(3)带电质点从O点进入虚线MN右侧区域后运动到P点时速度的大小vP.(二)选考题:共15分.(请考生从给出的2道物理题中任选一题作答)33.物理选修3-3(15分)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.对理想气体做功,内能不一定增加B.水由液态变为气态,分子势能增加C.液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大D.已知水的摩尔质量和水分子的质量,可以计算出阿伏加德罗常数E.当分子力表现为引力时,分子力和分子势能都是随分子间距离的增大而增大(2)(10分)两个底面积均为S的圆柱形导热容器直立放置,下端由细管连通.左容器上端敞开,右容器上端封闭.容器内汽缸中各有一个质量不同,厚度可忽略的活塞,活塞A,B下方和B上方均封有同种理想气体.已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0,活塞A的质量为m,系统平衡时,各气柱的高度如图所示(h已知),现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触,此时活塞A下降了 0.2h.求:未漏气时活塞B下方气体的压强;活塞B的质量.34.物理选修3-4(15分)(1)(5分)如图,一束细光ab沿球心所在的平面射入球形的水滴中,经过一次反射和一次折射,射出水滴形成P,Q两种不同的色光,则下列说法正确的是.(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)A.P光的频率小于Q光的频率B.水滴对P光的折射率大于对Q光的折射率C.水滴对P光的临界角小于对Q光的临界角D.在水滴中P光的传播速度大于Q光的传播速度E.在水滴中P光传播时间大于Q光传播时间(2)(10分)位于原点O处的波源t=0时开始振动,产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波源O的振动方程为 y=8sin(5t) cm,当t=4 s时质点P(10 m,0 m)恰好刚开始振动.求:波长以及08.1 s时间内质点P运动的路程L;质点Q(9.875 m,0 m)从t=4 s起第一次到达波谷所用的时间t2.参考答案14.B根据爱因斯坦光电效应方程得Ekm=h-W0,而W0=h0,Ekm=eUc,整理得Uc=he-W0e,则Uc图线斜率均为普朗克常量与元电荷的比值,是相同的,即两图线平行,选项D错误;当=0时,Uc0,选项A错误;当Uc=0时,=W0h,由于钠的逸出功2.29 eV大于钾的逸出功2.25 eV,钠的横轴截距大于钾的横轴截距,选项B正确,C错误.15.Ax-t图象中的斜率代表物体的速度,a车做匀速直线运动,t=2 s时,直线a和曲线b刚好相切,所以vb=va=6-42 m/s=1 m/s,对b车从0到2 s,设初速度为v0,vb=v0-at,v0+vb2t=x=(6-2) m=4 m,联立解得v0=3 m/s,a=1 m/s2,A正确,B,D错误;因为斜率代表速度,而b车的斜率越来越小,所以b车做匀减速直线运动,C错误.16.C刚开始释放时,物块水平方向受力平衡,竖直方向只受重力,根据牛顿第二定律可知其加速度为g,故A正确;刚释放时物块的速度为零,小球重力的功率为零.物块下降到最低点时小球的速度为零,小球重力的功率也为零,所以小球重力的功率先增大后减小,故B正确;设物块下降的最大距离为h,物块的质量为m,根据系统机械能守恒定律,有mgh-2mg(d2+h2-d)=0,解得 h=43d,故C错误;物块的合力为零时速度最大,则绳子拉力的竖直向上的分力一定等于物块的重力,所以绳子的拉力一定大于物块的重力,故D正确.17.D当开关S闭合时,导体棒向右摆动,说明其所受安培力水平向右,由左手定则可知,磁场方向竖直向下,故选项A错误;设电路中电流为I,电源的电动势为E,导体棒ab所受安培力为F,导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角=53,则tan =Fmg,由F=BIL=BERL,得F=0.8 N,E=8 V,故选项B,C错误;根据动能定理得FLsin 53-mgL(1-cos 53)=Ek-0,解得Ek=0.08 J,故D正确.18.C对物块由牛顿第二定律得mgsin +mgcos =ma,解得a=gsin +gcos ,故A错误;t0时刻之后物块做匀速运动,故B错误;由(乙)图知t0时刻是物块与传送带速度相同的时刻,小物块的速度为v0,故C正确;0t0时间内,传送带的速度大于物块的速度,传送带始终对小物块做正功,t0之后,物块做匀速运动,摩擦力沿斜面向上,与物块的运动方向相反,传送带对小物块做负功,故D错误.19.AC弹簧a,b的弹力大小均为mg,当弹簧的弹力为拉力时,其合力方向竖直向下、大小为mg,轻杆对小球的拉力大小为2mg,将轻杆突然撤去时,小球合力为2mg,此时加速度大小为2g;当弹簧的弹力为压力时,其合力竖直向上、大小为mg,根据平衡条件,轻杆上的力为零,将轻杆突然撤去时,小球受到的合力为0,此时加速度大小为0,故A,C正确,B,D错误.20.BC正三角形轻质框架切割磁感线的有效长度L=2xtan 30=233x,则感应电动势E电动势=BLv=233Bvx,故C正确,D错误;框架匀速运动,有F外力=F安=B2L2vR=4B2x2v3Rx2,A错误;P外力功率=F外力vF外力x2,B正确.21.BC由题意可知:Uab=UaO=-2 V,因a点电势为2 V,则b,O两点的电势均为4 V,A错误;场强大小为E=Ubaabcos 60=221210-2 V/m=200 V/m,B正确;bc连线与场强E方向平行,则Ucb=Ebc=200210-2 V=4 V,则c点的电势为8 V,电子在c点电势能为-8 eV,C正确;由于ab和bc的电势差不相等,将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功不相同,D错误.22.解析:(1)由k=YSL得,Y=kLS,将k的单位N/m,L的单位m,S的单位m2,代入表达式得Y的单位是 N/m2,故D正确.(2)螺旋测微器的读数为5.5 mm+19.50.01 mm=5.695 mm.(3)由F=k(l-l0)可知,图象的斜率大小等于劲度系数大小,k0=YSL,又S=d24,解得Y=4k0Ld2.答案:(1)D(2)5.695(3)4k0Ld2评分标准:每问2分.23.解析:(1)电路图如图所示.(2)根据串并联电路的规律可知,流过电阻箱R1的电流I=(0.60-0.20) A=0.40 A;电压U=0.100.40 V=0.040 V,则电流表内阻RA=0.0400.20 =0.20 .(3)S接C,改变电阻箱的阻值,电路中电流几乎不变;S接D,改变电阻箱阻值,电路中电流变化明显.(4)根据(3)题中步骤和闭合电路欧姆定律可知E=I(R+RA+r),变形可得1I=RE+RA+rE,根据图象可知1E=3.0-1.04.0-1.0,RA+rE=0.3,解得E=1.5 V,r=0.25 .(5)当电流表内阻未知时,能测出电动势,但不能测出内电阻.答案:(1)图见解析(2)0.20(3)D(4)1.50.25(5)能评分标准:第(1)问2分,第(2)问1分,第(3)问1分,第(4)问每空2分,第(5)问1分.24.解析:(1)设碰撞前,公交车的速度大小为v1,轿车的速度大小为v2根据动量守恒定律有Mv1=mv2(2分)解得v1v2=mM.(2分)(2)对于公交车驾驶员,根据动量定理有Ft=m0v0(2分)解得驾驶员受到安全带作用力的平均值F=m0v0t.(2分)(3)设车辆在刹车过程中行驶的距离为s根据牛顿第二定律和运动学公式有v2=2gs(2分)所以公交车和轿车的车轮与地面间的动摩擦因数之比12=v12v22=m2M2.(2分)答案:(1)mM(2)m0v0t(3)m2M225.解析:(1)质点在左侧区域做匀速圆周运动,有qE=mg,方向竖直向上;(2分)所以,MN左侧区域内电场强度大小为mgq,(1分)方向竖直向上.(1分)(2)根据洛伦兹力提供向心力,有Bv0q=mv02R,(2分)解得R=mv0qB;(2分)若质点经过A,O两点,则运动轨迹为劣弧,如图所示.又有dAO=3mv0qB=3R(2分)根据几何关系可得,tan =3,=60.(2分)(3)质点在O点的竖直分速度vy=v0sin 60=32v0,(1分)水平分速度vx=v0cos 60=12v0;(1分)质点从O运动到P的过程受重力和电场力作用,在水平、竖直方向都做匀变速直线运动;质点运动到P点,竖直位移为零,运动时间t=2vyg=3v0g;(2分)质点在P点的竖直分速度vyP=vy=32v0,水平分速度vxP=vx+qEmt=12v0+3g3v0g=72v0;(2分)所以,带电质点从O点进入虚线MN右侧区域后运动到P点时速度vP=vyp2+vxp2=13v0.(2分)答案:(1)mgq方向竖直向上(2)60图见解析(3)13v033.解析:(1)对理想气体做功,若气体向外放热,根据热力学第一定律,则内能不一定增加,故A正确;水由液态变为气态过程,分子间距变大,分子力做负功,分子势能增加,故B正确;液体的饱和汽压与温度有关,相等的温度下,同种液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大;不同的温度时,某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大,故C错误;用水的摩尔质量除以水分子的质量,可以得到阿伏加德罗常数,故D正确;当分子力表现为引力时,分子间距增大,引力可能先增大后减小;分子势能随分子间距离的增大而增大,故E错误.(2)设平衡时,在A与B之间的气体压强为p1,对活塞A,有p1S=p0S+mg(2分)解得p1=p0+mgS.(1分)设未漏气且平衡时,B上方的气体压强为p2,有p2S=p1S-mBg(2分)漏气发生后,设整个封闭气体体积为V,压强为p,有pS=p0S+mg(1分)V=(3h-0.2h)S(1分)由玻意耳定律得p12hS+p2hS=p(3h-0.2h)S(2分)解得mB=p0S+mg5g.(1分)答案:(1)ABD(2)p0+mgSp0S+mg5g34.解析:(1)光入射到水滴中发生折射时,不同色光,偏折程度不同而发生光的色散.P,Q光在水滴中的光路如图,第一次折射时,入射角相等,根据公式n=sinisinr知水滴对P光的折射率较大,P光的频率较大,选项B正确,A错误;由 sin C=1n知水滴对P光的临界角小于对Q光的临界角,选项C正确;由公式n=cv知,在水滴中P光的传播速度小于Q光的传播速度,选项D错误;根据“圆中圆心角大的所对的弦也大”知P光在水滴中的传播距离较大,由 t=sv知在水滴中P光传播时间大于Q光传播时间,选项E正确.(2)波速v=st=104 m/s=2.5 m/s(1分)周期T=25 s=0.4 s(1分)=vT=2.50.4 m=1 m(1分)08.1 s时间内质点P运动的时间t1=8.1 s-4 s=4.1 s(1分)n=t1T=4.10.4=1014.(1分)质点P运动的路程L=n4A=328 cm.(1分)由y=8sin(5t) cm知:质点P的起振方向沿y轴正方向(1分)t=4 s时波形示意图如图所示.t=4 s时x=9.25 m的波谷传播到质点Q所用的时间为t2传播的距离x2=9.875 m-9.25 m=0.625 m(1分)t2=x2v=0.25 s.(2分)答案:(1)BCE(2)1 m328 cm0.25 s