2020高考物理模拟卷含答案解析(7)

2020高考物理模拟卷(7) (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)14.2019年4月1日,在中国核能可持续发展论坛上,生态环境部介绍2019年会有核电项目陆续开工建设.某核电站获得核能的核反应方程为92235U+01n56144Ba+3689Kr+x01n,已知铀核92235U的质量为m1,钡核56144Ba的质量为m2,氪核3689Kr 的质量为m3,中子01n的质量为m4,下列说法中正确的是()A.该核电站通过核聚变获得核能B.铀核92235U的质子数为235C.在上述核反应方程中x=3D.一个铀核92235U发生上述核反应,释放的能量为(m1-m2-m3-m4)c215.如图所示,A,B,C,D是真空中一正四面体的四个顶点,每条棱长均为l.在正四面体的中心固定一电荷量为-Q的点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是()A.A,B两点的电场强度相同B.A点电场强度大小为8kQ3l2C.A点电势高于C点电势D.将一正电荷从A点沿直线移动到B点的过程中,电场力一直不做功16.如图所示,水平面O点左侧光滑,O点右侧粗糙且足够长,有10个完全相同且质量均为m的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点,滑块2,3依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.粗糙地带与滑块间的动摩擦因数=FmgB.匀速运动过程中速度大小为FL5mC.第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等D.在水平恒力F作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带17.“嫦娥四号”于2019年1月3日自主着陆在月球背面,实现人类探测器首次月背软着陆.由于“嫦娥四号”在月球背面,不能与地球直接通信,需要通过中继通信卫星才能与地球“沟通”,“鹊桥”是“嫦娥四号”月球探测器的中继卫星,该中继卫星运行在地月系的拉格朗日L2点附近的晕轨道上.地月系的拉格朗日L2点可理解为在地月连线的延长线上(也就是地球和月球都在它的同一侧),地球和月球对处于该点的卫星的引力的合力使之绕地球运动,且在该点的卫星运动的周期与月球绕地球运动的周期相同.若某卫星处于地月系的拉格朗日L2点,则下列关于该卫星的说法正确的是()A.在地球上可以直接看到该卫星B.该卫星绕地球运动的角速度大于月球绕地球运动的角速度C.该卫星绕地球运动的线速度大于月球绕地球运动的线速度D.该卫星受到地球与月球的引力的合力为零18.航天器离子发动机原理如图所示,首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子),正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出,从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力.已知单个正离子的质量为m,电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I.忽略离子间的相互作用力,忽略离子喷射对卫星质量的影响.该发动机产生的平均推力F的大小为()A.F=I2mUqB.F=ImUqC.F=ImU2qD.F=2ImUq19.如图(甲)所示为一发电机的原理图,发电机产生的交变电流接图(乙)中理想变压器的原线圈.已知变压器原、副线圈的匝数之比为221,发电机输出电压u随时间t变化的规律如图(丙)所示,发电机线圈电阻忽略不计,则()A.电阻两端电压的瞬时值表达式为u=10sin(50t)VB.电压表示数为10 VC.若仅使发电机线圈的转速增大一倍,则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍,而电压表示数不变D.若仅使电阻R增加,则电流表示数减小20.如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,M为磁场边界上一点,有无数个带电荷量为q(q0)、质量为m的相同粒子在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场,这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的16.不计粒子的重力,不计粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子从M点进入磁场时的速率v=BqR2mB.粒子从M点进入磁场时的速率v=2BqR2mC.若将磁感应强度的大小变为2B2,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的2倍D.若将磁感应强度的大小变为2B2,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的32倍21.如图所示,滑块A,B的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上,倾斜杆与水平面成45角,B套在固定水平的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,且杆足够长,A,B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30角)连接,A,B从静止释放,B开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,滑块A,B均视为质点,在运动的过程中,下列说法正确的是()A.当A到达与B同一水平面时vB=32vAB.当A到达与B同一水平面时,B的速度为gL3C.B滑块到达最右端时,A的速度为2gLD.B滑块最大动能为3mgL2三、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)某校研究性学习小组的同学用如图(甲)所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度为每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开.图(乙)为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是:x01=1.40 cm,x12=2.15 cm,x23=2.91 cm,x34=3.65 cm,x45=4.41 cm,x56=5.15 cm,试问:(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的原理类似.(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4=m/s,计算小车的加速度a的表达式为,计算结果为m/s2.(结果均保留两位有效数字)23.(9分)某同学想测量一个量程为03 V,内阻约3 k 的电压表V的内阻Rx,所用的实验器材有:待测电压表V;电流表A(量程01.2 mA,内阻为RA=100 );滑动变阻器R1(0500 );定值电阻R=5.0 k;电阻箱R0(09 999.9 );电源E(电动势8 V,内阻较小);开关一个、导线若干.(1)要把电流表A改为量程012 V的电压表,应与电流表A串联的电阻箱R0电阻调为.(2)按如图(a)所示电路图连接好电路,将电阻箱阻值按照上述第(1)问计算结果调节好,闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最(选填“左”或“右”)端.实验中,多次调节滑动变阻器,记下电压表V的示数U和电流表A的示数I.(3)该同学以I为纵坐标,U为横坐标建立坐标系,根据测得数据描点作图如图(b)所示.由电路图可知I与U的关系式为I=(用题中所给物理量符号表示),结合图线(b)和已知数据可求得待测电压表内阻Rx=k.(结果保留2位有效数字)(4)该同学还想利用图(a)电路,测量一量程为01 V、内阻约2 k的电压表内阻,为保证实验中的测量数据变化范围尽量大,只需更换一个定值电阻即可,若有四个阻值分别为2.0 k,8.0 k,14.0 k,20.0 k的定值电阻可供选择,他应选用阻值为k的定值电阻.24.(12分)如图所示,一本大字典置于桌面上,一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处.假设字典的质量分布均匀,同一页纸上的压力分布也均匀,字典总质量M=1.5 kg,宽L=16 cm,高H=6 cm,A4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为1=0.3,字典与桌面之间的动摩擦因数为2,各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,水平向右拉动A4纸,当A4纸夹在字典中离桌面的高度h为2 cm时,字典恰好能被拖动.重力加速度g取10 m/s2,求:(1)字典与桌面之间的动摩擦因数2.(2)若将A4纸夹在字典最深处,且离桌面高度为3 cm,用水平向右的拉力F将A4纸从字典中匀速抽出,写出拉力F与A4纸位移x的函数表达式(在抽出A4纸的过程中,只有与A4纸上方重叠部分的字典才对A4纸有压力).25.(20分)如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直角三角形ACD内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.线段CO=OD=l,=30.在第四象限正方形ODFE内存在沿x轴正方向、大小E=B2el3m的匀强电场,在第三象限沿AC放置一平面足够大的荧光屏,屏与y轴平行.一个电子P从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,恰好不从AD边射出磁场.已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力.(1)求电子P射入磁场时的速度大小.(2)求电子P经过y轴时的坐标.(3)若另一电子Q从x坐标轴上某点(x0)以相同的速度仍沿y轴正方向射入磁场,且P,Q打在荧光屏上同一点,求电子Q在电场中运动的时间.(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.悬浮在液体中的微粒越大,某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力C.分子平均速率大的物体的温度一定比分子平均速率小的物体的温度高D.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E.外界对气体做功,气体的内能可能减小(2)(10分)如图是一太阳能空气集热器示意图,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳暴晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K.求此时气体的压强.保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.34.物理选修34(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.做简谐振动的物体,速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期B.当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射C.波的周期与波源的振动周期相同,波速与波源的振动速度相同D.电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关(2)(10分)如图所示,为某玻璃砖的截面图,其中右侧为半径为R的半圆,O1为圆心.左侧为直角三角形ABC,C=90,B=60,玻璃砖折射率n=2,把玻璃砖竖直固定在桌面上,一束平行光斜射到AB边上,光线与AB边成45角,求:桌面上有光线照到的地方离C点的最小距离.通过O1点的光线在玻璃砖内运动的时间.参考答案14.C从核反应方程可知,该核电站通过核裂变获得核能,故A错误;铀核92235U的质子数为92,故B错误;由质量数守恒得235+1=144+89+x,解得x=3,故C正确;一个铀核92235U发生上述核反应,由质能方程可得E=mc2=(m1+m4-m2-m3-3m4)c2=(m1-m2-m3-2m4)c2,故D错误.15.B由于点电荷在正四面体的中心,由对称性可知,A,B两点的电场强度大小相等,但是方向不同,故A错误;由立体几何知识可知,正四面体的中心到顶点的距离为64l,故A点的电场强度大小E=kQr2=kQ(64l)2=8kQ3l2,故B正确;电势为标量,由对称性可知A点电势等于C点电势,故C错误;从A点沿直线移动到B点的过程中电势先降低再升高,对于正电荷而言,其电势能先变小再变大,所以电场力先做正功再做负功,故D错误.16.B对整体分析,根据共点力平衡得F=3mg,解得=F3mg,故A错误;根据动能定理得F2L-mg2L-mgL=1210mv2,解得v=FL5m,故B正确;第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,每个滑块的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,轻杆的弹力大小不等,故C错误;在水平恒力F作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带后,整体将做减速运动,设第n个小滑块能进入粗糙地带,由动能定理得F(nL)-mgL 1+2+3+(n-1)=0-0,解得n=7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D错误.17.C如图所示,该卫星在地月连线的延长线上,故在地球上不能直接看到该卫星,故A错误;该卫星绕地球运动的周期与月球绕地球运动的周期相同,故该卫星与月球绕地球运动的角速度大小相等,故B错误;据线速度v=r可知,卫星与月球绕地球角速度相等,但该卫星轨道半径大,线速度大,故C正确;该卫星绕地球做圆周运动,向心力由地球和月球对它的万有引力的合力提供,则合力不为零,故D错误.18.A以正离子为研究对象,由动能定理得qU=12mv2,t时间内通过的总电荷量Q=It,喷出离子的总质量M=Qqm=Itqm.由动量定理可知正离子所受平均冲量Ft=Mv,由以上式子可得F=I2mUq,根据牛顿第三定律可知,发动机产生的平均推力F=I2mUq,故A正确.19.BD由题图(丙)知,原线圈电压的最大值U1m=311 V,原线圈电压有效值U1=U1m2=220 V,由U1U2=n1n2知,副线圈电压的最大值U2m14.1 V,副线圈电压有效值U2=10 V,故A错误,B正确;若仅使发电机线圈的转速n增大一倍,则角速度增大一倍,根据Em=NBS可知,变压器原线圈输入电压的频率和最大值都增大一倍,原副线圈中电流的频率相等,变压器副线圈输出电压的频率增大一倍,由U1U2=n1n2知,副线圈输出电压增大一倍,电压表读数增大一倍,故C错误;若仅使电阻R增加,原线圈两端的电压和原副线圈匝数比不变,则副线圈输出电压不变,副线圈中电流减小,原副线圈匝数比不变,则原线圈中电流也减小,电流表示数减小,故D正确.20.AD边界上有粒子射出的范围是偏转圆直径为弦所对应的边界圆弧长,由题意知,偏转圆半径r1=R2=mvqB,得粒子速率为v=BqR2m;若将磁感应强度的大小变为2B2,偏转圆半径之比r2r1=B1B2=2,则r2=22R,偏转圆直径对应的弦长为2R,此时有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为90,即此时这段圆弧对应的弧长是圆周长的14,则两次粒子射出边界的圆弧长之比l2l1=32.选项A,D正确.21.BD从开始到A到达与B同一水平面的过程,由系统的机械能守恒得mgLsin 30=12mvB2+12mvA2,又vAcos 45=vB,即vB=22vA,解得vB=gL3,故A错误,B正确;B滑块到达最右端时,速度为零,此时轻杆与斜杆垂直,有mgL(sin 30+sin 45)=12mvA2,解得vA=(1+2)gL,故C错误;当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大,此时A的速度为零,由系统的机械能守恒得mg(Lsin 30+L)=EkB,解得EkB=3mgL2,故D正确.22.解析:(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似.(2)计数点4所代表时刻的瞬时速度v4=x34+x45t35=(3.65+4.41)10-220.2 m/s0.20 m/s.小车的加速度a的表达式为a=(x56+x45+x34)-(x23+x12+x01)9T2代入数据可得a0.19 m/s2.答案:(1)打点计时器(2)0.20(x56+x45+x34)-(x23+x12+x01)9T20.19评分标准:第(1)问1分,第(2)问前两个空各2分,第三个空1分.23.解析:(1)要把电流表A改为量程012 V的电压表,应与电流表A串联的电阻箱R0电阻调为R0=UIg-RA=(121.210-3-100)=9 900 .(2)为了保护电路,闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最左端.(3)由电路图可知I(RA+R0)=U+URxR,即I=1+RRxR0+RAU=R+Rx(R0+RA)RxU,图象的斜率k=R+Rx(R0+RA)Rx,由数学知识可得k=7.22.810-4 -1,解得Rx=3.2 k.(4)测量量程为01 V、内阻约2 k电压表内阻,则此电压表的最大电压为1 V,最大电流为I1=U1R1=510-4 A,定值电阻与电压表串联,电源电压为8 V,所以定值电阻最大电压为7 V,最大电流为I1,则电阻R=U2I1=14.0 k.答案:(1)9 900(2)左(3)R+Rx(R0+RA)RxU3.2(3.03.3均可)(4)14.0评分标准:第(2)问1分,其他每空2分.24.解析:(1)字典刚好被拖动,A4纸对字典的摩擦力f=f桌(1分)而f桌=2Mg(1分)f=21mg(1分)m=H-hHM(1分)代入数据得2=0.4.(2分)(2)A4纸夹在离桌面的高度为3 cm处,高于2 cm,所以字典拖不动,当A4纸抽出位移为x时,纸上方压力FN=Mg(L-x)2L(2分)此时A4纸受到的拉力大小F=f=21FN(2分)即F=1MgL-xL.(2分)答案:(1)0.4(2)F=1MgL-xL25.解析:(1)电子恰好不从AD边射出磁场,即电子的运动轨迹与AD边相切,作出粒子的运动轨迹如图所示.由几何关系可得r+rsin=l(2分)粒子在磁场中做匀速圆周运动,有ev0B=mv02r(2分)解得r=l3,v0=eBl3m.(1分)(2)电子在电场中做类平抛运动,假设电子从OE边离开,有2r=12at12(1分)yP=v0t1(1分)eE=ma(1分)解得t1=2meB,yP=23l(1分)由于yP=23ll,故假设成立,电子从OE边射出,经过y轴时的坐标为(0,-23l).(2分)(3)对于电子P,设射出时速度方向与y轴负方向成角,射在荧光屏上的位置距离x轴为Y,则tan =vPxv0(1分)vPx=at1(1分)由几何关系有Y=yP+ltan(1分)对于电子Q,设其在电场中运动的时间为t2,射出时速度方向与y轴负方向成角,在y轴上的射出点与O点距离为yQ1,射出点与电子P打在荧光屏上的相交点竖直距离为yQ2,则yQ1+yQ2=Y(1分)yQ1=v0t2(1分)yQ2=ltan(1分)tan =vQxv0(1分)vQx=at2(1分)联立解得t2=3m2eB(另一个解t2=2meB是电子P在电场中运动的时间,故舍弃).(1分)答案:(1)eBl3m(2)(0,-23l)(3)3m2eB33.解析:(1)悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间撞击它的液体分子数越少,布朗运动越明显,故A错误;由于液体表面分子较为稀疏,故液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,故B正确;分子的平均动能相等时,物体的温度相等;考虑到分子的质量可能不同,分子平均速率大有可能分子的平均动能小;分子平均速率小有可能分子的平均动能大,故C错误;由热力学第二定律可知,自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故D正确;当外界对气体做功,根据热力学第一定律U=W+Q分析可知,内能可能增大也可能减小,故E正确.(2)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得p0T0=p1T1(2分)代入数据得p1=76p0.(2分)抽气过程可视为等温膨胀过程,设膨胀后的总体积为V,由玻意耳定律得p1V0=p0V(2分)解得V=76V0(2分)设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为K,由题意得K=V0V(1分)解得K=67.(1分)答案:(1)BDE(2)76p06734.解析:(1)做简谐振动的物体,相邻速度和位移都相同的时间间隔为一个周期,A正确;当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射,B错误;波的周期与波源的振动周期相同,波速是波在介质中的传播速度,在均匀介质中波速是不变的,而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度,是时刻变化的,C错误;电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播,D正确;相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关,E正确.(2)光线在AB边上发生折射,入射角i=45.由折射定律知n=sinisinr(1分)解得r=30(1分)即光线在玻璃砖内平行于BC射向圆弧界面,当在圆弧界面发生全反射,边界光线射向桌面交桌面于P点,与C点最近.设入射角为i2,则sin i2=sin C=1n(1分)解得i2=45(1分)过O2作BC的垂线交桌面于点Q,可知P=45由几何知识可得,CQ=O1O2cos i2=22R(1分)QP=O2Q=R+Rsin i2=2+22R(1分)可得PC=CQ+QP=(1+2)R.(1分)通过O点的光线在玻璃砖内通过的路程x=R+Rtan 30=3+33R(1分)光在玻璃中的传播速度v=cn=22c(1分)则t=xv=(32+6)R3c.(1分)答案:(1)ADE(2)(1+2)R(32+6)R3c