山东省临沂市（二模）、枣庄市（三调）2020届高三下学期临考演练考试物理试题 Word版含解析 20页

山东省2020年普通高中学业水平等级考试（模拟）‎ 物理试题 一、单项选择题 ‎1.现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（　　）‎ A. β衰变说明原子核内部存在自由电子 B. 核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收能量 C. 汤姆孙根据粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 D. 卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．β衰变是原子核内的中子转化为质子同时释放出电子，不是证明原子核内部存在电子,故A错误；‎ B．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦质能方程可知要释放核能，故B错误；‎ C．卢瑟福根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误；‎ D．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，发现质子，核反应方程为 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.下列说法正确是（　　）‎ A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动 B. 气体放出热量，其分子平均动能减小 C. 玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用 D. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；‎ - 20 -‎ B．气体放出热量，若有外力对其做正功，内能不一定减小，温度不降低，分子平均动能就不减小，B错误；‎ C．玻璃裂口放在火上烧熔，则玻璃变成了液态，由于液体的表面张力作用，则使液体表面收缩，使其尖端变圆，C正确；‎ D．气体分子不是紧密排列，气体分子间距较大，不能忽略，分子间距不等于分子直径，知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只能求出每个气体分子占据的空间大小，不能求出气体分子的体积，D错误。‎ 故选C ‎3.我国北斗三号系统的“收官之星”计划于2020年6月发射北斗三号卫星导航系统由3颗周期为24h的地球静止轨道卫星（如图中甲），3颗周期为24h的倾斜地球同步轨道卫星（如图中乙），24颗中圆地球轨道卫星（如图中丙）三种轨道卫星共30颗卫星组成其中中圆地球轨道卫星离地高度2.1×104km，静止轨道卫星和倾斜同步卫星离地高度均为3.6×104km。以下说法正确的是（　　）‎ A. 中圆轨道卫星的运行周期小于地球自转周期 B. 倾斜地球同步轨道卫星和静止轨道卫星线速度大小不同 C. 地球赤道上物体的线速度比中圆轨道卫星线速度大 D. 中圆地球轨道卫星的发射速度可以小于7.9km/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 解得 - 20 -‎ 因为中圆轨道卫星的半径小于地球同步轨道卫星，所以中圆轨道卫星的运行周期小于地球同步轨道卫星，而地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相同，所以中圆轨道卫星的运行周期小于地球自转周期，A正确；‎ B．根据 得 地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星轨道半径相同，则线速度大小相同，B错误；‎ C．因为倾斜地球同步轨道卫星的周期和地球的自转的周期相同，则他们的角速度相同，根据 倾斜地球同步轨道卫星的半径大于地球赤道上物体运行的半径，倾斜地球同步轨道卫星的线速度大于地球赤道上物体的线速度，根据 得 倾斜地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星，倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于中圆轨道卫星的线速度，所以中圆轨道卫星的线速度大于地球赤道上物体的线速度，C错误；‎ D．因为第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的运行速度，所以，中圆地球轨道卫星的发射速度必大于第一宇宙速度，D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.如图所示，半径为40cm的圆处在竖直平面内，存在与OA方向平行的匀强电场。位于圆上的S点有一放射源向各个方向发射质子（），质子能够到达圆上任一位置，到达A点的质子动能的增量为120eV，已知∠OSA=30°，则此匀强电场的场强大小为（　　）‎ - 20 -‎ A. 100V/m B. 100V/m C. 200V/m D. 200V/m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】OA为电场线方向，过S做SB垂直于AO于B点，则SB为等势面，如图所示 根据三角形的边角关系可知 由于质子带电量为e，因此SA间的电势差为120V，根据可得电场强度 故选C。‎ ‎5.熔喷布具有的独特的超细纤维结构增加了单位面积纤维的数量和表面积，具备很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，使其成为医用口罩及N95口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时（　　）‎ - 20 -‎ A. 极板间的电场强度变大 B. 极板上所带的电荷量减少 C. 平行板电容器的电容变大 D. 有自b向a的电流流过灵敏电流计 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为接在恒压直流电源上，所以电容器极板的电势差不变，上、下两个极板位置均固定，两极板之间的距离不变，根据可得，极板间的电场强度不变，A错误；‎ C．根据可得，介电常数变小，电容变小，C错误；‎ BD．根据可得，电容变小，极板的电势差不变，极板上所带的电荷量减少，电容器放电，有自a向b的电流流过灵敏电流计，B正确，D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示，一水平传送带向左匀速传送，某时刻小物块P从传送带左端冲上传送带．物块P在传送带上运动的过程中，传送带对物块P A. 一定始终做正功 B. 一定始终做负功 C. 可能先做正功，后做负功 D. 可能先做负功，后做正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体以某一速度放上传送带后，向右运动，受到向左的摩擦力，运动情况分几种：‎ ‎（1）可能小物块速度比较大，所以一直向右减速，在此过程中皮带对物块做负功，‎ ‎（2）小物块先向右减速，而后向左一直加速，所以皮带对物块先做负功，后做正功，‎ ‎（3）小物块向右减速，而后向左加速，当两者速度相等时一起匀速，所以皮带对物块先做负功后做正功，然后不做功，故D对；ABC错；‎ - 20 -‎ 故选D ‎【点睛】根据物体的速度和传送带速度之间的大小关系,确定物体的运动情况;再根据功能关系即可确定皮带对物块做功的情况 ‎7.如图甲所示，放在固定斜面上物块，受到方向沿斜面向上的拉力F的作用，力F的大小与时间t的关系如乙图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如丙图所示，6s后速度图象没有画出，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块的质量为5kg B. 物块在前2s内受到的静摩擦力大小为20N C. 物块在4~6s内受到的摩擦力大小为30N D. 物块在2~6s内的平均速度大小为2.5m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设斜面倾角为，由图乙可知，在4~6s内物体匀速运动 在2~4s内物体匀加速运动，且加速度大小为，根据牛顿第二定律 两式联立解得 A正确；‎ BC．物块在前2s内处于静止状态 - 20 -‎ 在4~6s内物体匀速运动 由于不知道斜面倾角，无法求得重力沿斜面方向的分力大小，因此无法求得物块在前2s内受到的静摩擦力大小和在4~6s内受到的摩擦力大小，BC错误；‎ D．在图象中，图象与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此在2~6s内的位移 因此在2~6s内的平均速度 D错误。‎ 故选A。‎ ‎8.一含有理想变压器的电路如图所示，图中R1、R2和R3是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，a、b间接正弦交流电源，其输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电路消耗的总功率为P；则当S闭合时，电路消耗的总功率为（　　）‎ A. 2P B. P C. 3P D. P ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设三个定值电阻均为R，电源电压为U，分析原线圈电路，电阻和原线圈串联，开关断开时，副线圈连接的电阻阻值为，设原线圈输入电压和副线圈输出的电压分别为、。‎ 则由理想变压器电压关系和功率关系推导可得，可把副线圈的电阻等效为原线圈的电阻 - 20 -‎ 则原线圈的电路的总电阻为 电路消耗的总功率 同理可得，开关闭合后，原线圈的电阻电路的总电阻为 电路消耗的总功率 故选D。‎ 二、多项选择题 ‎9.如图所示，在p—V图象中，直线ab表示一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的过程（　　）‎ A. 气体一直对外界做功 B. 气体的温度先升高后降低 C. 气体的内能一直增加 D. 气体先向外界放出热量，后从外界吸收热量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于气体体积膨胀，一定对外做功，A正确；‎ BC．由图象可知，p、V表达式 - 20 -‎ 从a到b的过程中，根据理想气体状态方程 ‎（恒量）‎ 可得 可知状态a变化到状态b的过程，气体的温度一直升高，内能一直增加，B错误，C正确；‎ D．根据热力学第一定律，整个过程中，一直对外做功，内能一直增加，因此一直从外界吸热，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎10.如图所示，两条平行虚线间存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为0.2m，磁感应强度为0.4T。边长为0.1m的正方形导线框（粗细均匀）abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。已知导线框在磁场左边以3m/s的速度向右匀速运动，导线框完全穿出磁场时的速度为1m/s。下列说法正确的是（　　）‎ A. 导线框中感应电流的方向一直沿着abcda B. c、d两点间的最大电压为0.09V C. 导线框进入磁场的过程，受到的安培力逐渐减小 D. 导线框进入磁场和离开磁场的过程通过导线框横截面的电荷量不同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据楞次定律，线圈进入磁场时电流方向沿着abcda。离开磁场时电流方向沿着adcba，A错误；‎ B．由闭合电路欧姆定律可得，cd边的电压为 - 20 -‎ 则cd边刚进入磁场时，外电阻最大，cd的电压最大，且最大值 B正确；‎ C．导线框进入磁场的过程，受到的安培力 随着速度的减小，受到的安培力逐渐减小，C正确；‎ D．由于 ‎，，‎ 整理得 由于进入磁场和离开磁场过程中，穿过线圈的磁通量的变化大小相同，因此通过导线框横截面的电荷量相同，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11.一列简谐横波在t=s时的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点，图b是质点Q的振动图象。则（　　）‎ A. 该列波沿x轴负方向传播 B. 该列波的波速是1.8m/s C. 在t=s时质点Q的位移为A D. 质点P的平衡位置的坐标x=3cm ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ - 20 -‎ ‎【详解】A．由图b可知，t=s时，质点Q向上振动，因此波沿x轴负方向传播，A正确；‎ B．由图a、b可知 ‎，‎ 因此波速度 B错误；‎ C．质点Q从平衡位置开始振动，在t=s时质点Q的位移 C正确；‎ D．由图可知，OP间相位差恰好为 ，因此OP的距离 D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎12.质量为m的木板与直立的轻质弹簧的上端相连，弹簧下端固定在水平地面上，静止时弹簧的压缩量为h，如图所示。现将一质量为2m的物体从距离木板正上方2h处由静止释放，物体与木板碰撞后粘在一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A点，物体可视为质点，空气阻力、木板厚度忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块和木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小 B. 整个运动过程，物块、木板和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 物块和木板碰撞后瞬间的共同速度为 D. 物块和木板运动到最低点时的加速度大小等于g - 20 -‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】C．物体与木板碰前瞬间的速度为，则 两物体碰撞过程中动量守恒 整理得 C错误；‎ B．由于两个物体碰撞是完全非弹性碰撞，有机械能的损失，因此整个过程中机械能不守恒，B错误；‎ A．碰后两个物体一起向下运动过程中，开始一段弹簧的弹力小于两个物体的总重量，因此加速向下运动，当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大，再向下运动时做减速运动，因此向下运动过程中速度先增加后减小，A正确；‎ D．根据简谐振动的对称性，再回到A点时，弹簧处于原长，两个物体的加速度为g，因此在最低点时加速度大小也为g方向竖直向上，D正确。‎ 故选AD。‎ 三、非选择题 ‎13.某同学利用图甲装置验证机械能守恒定律打出如图乙所示的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。‎ ‎(1)下列关于该实验的说法正确的是_________。‎ A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用 - 20 -‎ B.为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 C.将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦 D.选择较轻的物体作为重物实验效果更好 ‎(2)图乙为实验中打出的一条纸带，打下C点时重物的速度为_________m/s（结果保留3位有效数字）。‎ ‎(3)该同学用两个形状完全相同，但质量不同的重物P和Q分别进行实验，测得几组数据，并作出v2—h图象，如图丙所示，由图象可判断P的质量_________Q的质量（选填“大于”或“小于”）。‎ ‎【答案】 (1). AC (2). 2.26 (3). 大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] A．重锤下落时，纸带必须尽量保持竖直以减小摩擦阻力作用，A正确；‎ B．数据处理时，可以选择第一个点作为起点，也可以选择后面的点作为起点，B错误；‎ C．电磁打点计时器探针与纸带的摩擦较大，改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦，C正确；‎ D．如果选择较轻的物体，会增大空气阻力，给实验带来的误差更大，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎（2）[2] C点时重物的速度为 ‎（3）[3] 设空气阻力是f，根据动能定理有 整理得 由图像可知 由于P的斜率大于Q的斜率，空气阻力相同，所以P的质量大于Q的质量；‎ ‎14.图a为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。‎ - 20 -‎ ‎(1)虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为，满偏电流为100mA，电阻，由此可知，改装后电流表的量程为_________mA。‎ ‎(2)实验步骤如下，请完成相应的填空：‎ ‎①将滑动变阻器R的滑片移到_________端（选填“左”或“右”），闭合开关S；‎ ‎②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图b所示，其读数为_________mA；‎ ‎③以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图象，如图c所示；‎ ‎④根据图象求得电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留到小数点后两位）‎ ‎【答案】 (1). 500 (2). 右 (3). 56 (4). 1.48 (5). 0.8‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由题可知 解得量程 ‎(2)[2]为了保护电路，闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到最右端。‎ - 20 -‎ ‎[3]毫安表读数为56mA。‎ ‎[4] [5]改装成新的电流表的内阻 由于电流表改装后量程扩大了5倍，但电流读数仍为原表头读数，因此根据闭合电路欧姆定律 根据图象可知，图象与纵轴的交点等于电动势，斜率绝对值等于，因此可得 ‎，‎ ‎15.一质量为1 kg的滑块（可视为质点）静止在粗糙水平面AB上的A点，在大小为2 N的水平推力作用下，在水平面上滑行一段距离后撤去推力，滑块继续向前运动通过倾角为6°的光滑斜面BC到达平台CD。已知水平面AB的长度为2 m，斜面BC的长度为1 m，滑块与水平面间的动摩擦因数为0.1，sin6° = 0.1，g = 10 m/s2，滑块在B点的速度损失不计。‎ ‎（1）若滑块能够到达平台，求滑块在斜面上运动的最长时间；‎ ‎（2）若推力作用距离为2 m，求滑块刚到平台上C点时的速度大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块刚好能够滑上平台，即滑块到达C点的速度为零时，滑块在斜面上运动的时间最长，设滑块在斜面上运动的加速度a1，由牛顿第二定律得 解得 ‎（2）滑块在AB段的运动 - 20 -‎ 解得 m/s ‎16.如图所示，夜晚一艘渔船静止在湖面上渔船上的竖直桅杆上高出水面h1 = 6 m的A点有一指引灯。距离桅杆水平距离11 m远的水面上D点正下方深度h2 = 4 m的B点有一潜水员，潜水员以斜向上37°的方向恰能看到桅杆上的指引灯（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8），潜水员可视为质点。‎ ‎（1）求湖水的折射率；‎ ‎（2）潜水员竖直下潜的同时，桅杆上的指引灯沿桅杆上下运动，可使潜水员始终以斜向上37°的方向看到指引灯，求潜水员下潜到水面下6 m时，指引灯离水面的高度。‎ ‎【答案】（1）；（2）4.875 m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设进入潜水员眼睛的光束从水面折射入水的C点到指引灯的水平距离为x1，从折射入水的C点到B点的水平距离为x2；光束在水上面与竖直方向的夹角为θ，由几何关系有 - 20 -‎ 由折射定律有 解得 ‎，‎ ‎（2）潜水员下潜深度h2′=6m时，设进入潜水员眼睛的光束从发出点到射入水面的C点的水平距离为x1′，射入水面的C点与潜水员的水平距离为x2′，指引灯到水面的高度为h1′，则有 解得 ‎17.如图所示的坐标系内，直角三角形OAC区域内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在x轴上方，三角形磁场区域右侧存在一个与OC边平行的匀强电场，方向斜向下并与x轴的夹角为30°，已知OC边的长度为L。有一带负电的粒子以速度v0从A点垂直于y轴射入磁场，一段时间后该粒子在OC边上某点沿与OC边垂直的方向进入电场，最终射出电场的速度方向与x轴正方向的夹角为30°，不计粒子重力。求：‎ ‎(1)带电粒子的比荷；‎ ‎(2)匀强电场的场强大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ - 20 -‎ ‎【详解】(1)由题意知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心恰好在O点，半径为 根据牛顿第二定律:‎ 两式联立解得，粒子的比荷 ‎(2)设电场强度大小为E，粒子在电场中运动的加速度为a，运动时间为t，垂直电场方向的位移为s1，沿电场方向的位移为s2，沿电场方向的分速度为v，速度方向偏转角为θ，运动轨迹如图所示 由于在电场中做类平抛运动 θ=30°‎ 联立解得 - 20 -‎ ‎18.如图所示，质量m1=0.09kg的滑块静止在光滑水平台上，一颗质量m2=0.01kg的钢珠射入滑块并留在滑块中，它们从A点离开平台后恰好从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道。然后经C点沿固定斜面向上运动至最高点D。圆弧对应圆心角，圆弧半径R=1.0m，B、C为圆弧的两端点且位于同一水平面上，斜面CD与圆弧相切于C点，已知滑块与斜面问的动摩擦因数为，AB两点的高度差h=0.8m，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力。求：‎ ‎(1)钢珠射入滑块前的速度v0；‎ ‎(2)滑块在斜面上滑行的最大距离CD的长度；‎ ‎(3)滑块能否再次回到圆弧轨道的最低点？若不能，求滑块所停位置距C点的距离；若能，求滑块再次回到圆弧轨道的最低点时受到轨道的作用力大小。‎ ‎【答案】(1)30m/s；(2)1.25m；(3)能够，3.3N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）钢珠射入滑块过程动量守恒 ‎ ①‎ 滑块离开平台后从A至B在竖直方向 ‎ ②‎ 在B点 ‎ ③‎ 解得 v1=3m/s，v0=30m/s④‎ ‎（2）滑块和钢珠从A至C过程有 - 20 -‎ ‎ ⑤‎ 滑块和钢珠从C至D过程有 ‎ ⑥‎ 解得 L=1.25m ⑦‎ ‎（3）滑块在D点受到的摩擦力为 ‎ ⑧‎ 滑块重力沿斜面向下的分力为 ‎ ⑨‎ 由于F1＞Ff，所以滑块能够再次回到圆弧轨道的最低点。⑩‎ 滑块从D滑至最低点的过程，根据动能定理 ‎ ⑪‎ 滑块在最低点时 ‎ ⑫‎ 解得 ‎⑬‎ - 20 -‎