山东省德州市2020届高三物理第一次模拟试题（Word版附解析）
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济宁市2020年高考模拟考试
物理试题
2020.05
一、单项选择题
1.中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站位于山东省威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是 。下列关于x的说法正确的是（ ）
A. x是 粒子，具有很强的电离本领
B. x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的
C. x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的
D. x是 粒子，穿透能力比较弱
【答案】B
【解析】
【详解】AD． 根据该反应的特点可知，该核反应为重核裂变，x为中子。故AD错误；
BC． 根据物理学史可知，中子是查得威克通过实验最先发现的，故B正确C错误。
故选B。
2.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴负方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】先判断图中质点a的运动方向，AC选项质点a运动方向向下，故经过 周期后到达波谷，因A选项波长长其周期也长，C选项较A选项早到达波谷，；BD选项质点a运动方向向上，故经过 周期到达波谷，因B选项波长长其周期也长，D选项较B选项早到达波谷，对于C选项的波波长为 ，因此有
对于D选项波，波长为 ，因此有
显然t小于t′，因此C选项的波质点a先到达波谷。
故选：C。
3.质点在做匀变速直线运动，依次经过A、B、C、D四点。已知质点经过AB段、BC段和CD段所需的时间分别为t、3t、5t，在AB段和CD段发生的位移分别为x1和x2，则该质点运动的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB中间时刻的速度
CD段中间时刻速度
加速度
故B正确ACD错误。
故选B。
4.山地车上常安装磁电式转速传感器以测量车速，传感器主要由磁铁和感应器组成，如图甲所示。磁铁固定在车轮辐条上，感应器由T形软铁、线圈等元件组成，如图乙所示。车轮转动时，线圈中就会产生感应电流。已知车轮的半径为r，自行车匀速运动时测得线圈中感应电流的频率为f。下列说法正确的是（ ）
A. 自行车的车速为
B. 当磁铁距离线圈最近的时候，线圈中的磁通量最大
C. 随着车轮转速的增加，线圈中感应电流的频率增加但有效值不变
D. 车轮转动时线圈中的感应电流方向不变，只是大小发生周期性变化
【答案】B
【解析】
【详解】A． 自行车匀速运动时测得线圈中感应电流的频率为f。则自行车的车速为
故A错误；
B． 当磁铁距离线圈最近的时候，线圈中磁感应强度最强，线圈中的磁通量最大，故B正确；
C． 随着旋转体转速的增加，穿过线圈的磁通量变化率变大，所以产生的感应电动势的最大值也会增大，有效值增加，故C错误；
D． 线圈中的原磁通量方向不变，但是因为穿过线圈的磁通量有增大也有减小，所以感应电流的磁场方向有与原磁场方向相同时，也有相反时，所以感应电流的方向也会变化，故D错误。
故选B。
5.如图所示，等边三角形ABC处于水平面内，边长为L，O点为AB边的中点。CD为光滑绝缘直轨道，D点在O点的正上方，且D点到A、B两点的距离均为L。在A、B两点分别固定一点电荷，电荷量均为-Q。一质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上，现将小球从D点由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度为g，且 ，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. C点和D点的电场强度相同
B. C点的电势比D点的电势低
C. 小球在D点刚释放时，其加速度大小为
D. 小球沿直轨道DC下滑过程中，其电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据矢量合成可知，C点和D点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误；
B．根据等量同种电荷电势分布可知，CD两点据O点距离相同，C点的电势与D点的电势相同，故B错误；
C． 负电荷产生的电场指向负电荷，可知两个负电荷在D处的电场强度分别指向A与B，由于两个点电荷的电量是相等的，所以两个点电荷在D点的电场强度的大小相等，则它们的合场强的方向沿DA、DB的角平分线；由库仑定律，A、B在D点的场强的大小：
它们的合场强：
方向与重力方向相同，故在D点 加速度为
故C正确；
D． 由几何关系可知，在CD的连线上，CD连线的中点处于到A、B的距离最小，电势最低，小球带正电，所以小球在CD的连线中点处的电势能最小。则小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先减小后增大。故D错误。
故选C。
6.2019年12月7日10时55分，我国在太原卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“吉林一号”高分02B卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。已知地球 半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星与地心的连线在时间t（小于其运动周期）内扫过的面积为S，则卫星绕地球运动的轨道半径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知
根据几何关系可知，卫星与地心连线在时间t内扫过的面积
联立解得卫星绕地球的轨道半径
在地表
故
故D正确ABC错误。
故选D。
7.如图所示，小球甲从A点水平抛出，小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时的速度大小相等，方向夹角为45°，已知A、C高度差为h，不计空气阻力，由以上条件可知B、A两点高度差为（ ）
A. B. C. h D. 2h
【答案】C
【解析】
【详解】小球甲做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，由 可得：甲运动的时间为：
t甲=
竖直分速度：
vy=gt甲=
据运动的合成与分解可知，甲在C点的速度：
v甲＝ v乙
乙球做自由落体运动，下落高度：
故A、B两点高度差为
2h-h=h
故C正确ABD错误。
故选C。
8.如图所示，某同学做“旋转的液体的实验”时，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极和电源负极相连，在边缘放一个圆柱形电极和电源正极相连。若蹄形磁铁上方为S极，且两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R0=0.3Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为R=4.9Ω时，闭合开关后液体旋转时电压表的示数恒为1.5V，则下列说法正确的是（ ）
A. 由上往下看，液体做顺时针旋转
B. 液体所受的安培力大小为 N
C. 液体所受的安培力大小为 N
D. 当滑片向左移动时，液体转动的速度会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A． 由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转；故A错误；
BC． 电压表的示数为1．5V，则根据闭合电路的欧姆定律：E=U+IR+Ir，所以电路中的电流值：
液体所受的安培力大小为：
F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05=1.5×10-3N
故B正确C错误；
D． 当滑片向左移动时，电阻变大，回路电流变小，安培力变小，故转动速度变小，故D错误。
故选B。
二、多项选择题
9.一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V—T图像如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列说法正确的是（ ）
A. 从c到a过程中气体一定吸热
B.
C. 从b到c过程中气体放出的热量大于外界对系统做的功
D. 从b到c过程中每一个分子的速率都减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故A正确；
B． 设a状态的压强为pa，则由理想气体的状态方程可知：
所以：pb=3pa，同理：
得：pc=3pa，所以：
pc=pb＞pa
故B错误；
C． 从b到c过程中气体温度降低，内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热大于外界对气体做功，故C正确；
D． 从b到c过程中气体温度降低，平均动能减小，并非每一个分子的速率都减小，分子仍无规则运动，故D错误。
故选AC。
10.波长为 和 两束可见光分别入射到同一个双缝上，可在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为 的光的条纹间距小于波长为 的条纹间距。则（下列表述中，下标“1”和“2”分别代表波长为 和 的光所对应的物理量）（ ）
A. 这两束光的波长 >
B. 这两束光从玻璃射向真空时，其临界角
C. 若这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压
D. 若这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生，则相应激发态的电离能
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 由于在其他条件相同的情况下波长为λ1的光的干涉条纹间距小于波长为λ2的干涉条纹间距，由 ，可得：λ1<λ2。故A错误；
B．根据以上分析可知，λ1<λ2， 两种光子的频率关系为：γ1>γ2，即1的频率较大，根据介质的折射率与频率的关系可知它们的折射率：n1>n2，由临界角与折射率的关系： ，则这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1 C． 这两束光都能使某种金属发生光电效应，由光电效应方程：Ekm=hγ-W，其中W为金属的逸出功，可知频率越大的光对应的光电子的最大初动能越大；又由：Ekm=e•U遏止，则频率越大，遏止电压越大，所以遏止电压：U2 D． 根据玻尔理论，当发生跃迁时辐射出的光子的能量：E=Em-En；都是跃迁到n=2能级，则n相同，
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m越大，则放射出的光子的能量值越大，由于λ1<λ2，则γ1>γ2，所以E1>E2，Em1>Em2，即1的能级更大。结合氢原子电离时需要的能量为能级对应能量值的负值可知，相应激发态的电离能△E1<△E2．故D错误。
故选BC。
11.用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C处于竖直平面内，质量均为m，两段轻杆等长。现将C球置距地面高h处，由静止释放，假设三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，则在小球C下落过程中（ ）
A. 小球A、B、 C组成的系统机械能守恒
B. 小球C的机械能先减小后增大
C. 小球C落地前瞬间的速度大小为
D. 当小球C的机械能最小时，地面对小球B的支持力大于mg
【答案】ABC
【解析】
【详解】A． 由于小球A，B，C组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，故A正确；
B．小球B的初速度为零，C落地面瞬间，B的速度为零，故B的动能先增大后减小，而B的重力势能不变，则B的机械能先增大后减小，同理可得A的机械能先增大后减小，而系统机械能守恒，故C的机械能先减小后增大，故B正确；
C．根据以上分析可知，小球C落地前瞬间的速度大小根据动能定理可知
解得：
故C正确；
D． 当小球C的机械能最小时，小球B速度最大，此时小球B的加速度为零，水平方向所受的合力为零，杆CB对小球B恰好没有力的作用，所以地面对小球B的支持力大小为mg，故D错误。
故选ABC
12.如图甲所示，在光滑绝缘水平面内，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与水平面垂直。边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。t=0时刻线框在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 水平外力为恒力
B. 匀强磁场的宽度为
C. 从开始运动到ab离开磁场 时间为
D. 线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框中产生的热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A． 线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；
B． 由图乙可知2t0～4t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框长为：
磁场的宽度为：
故
选项B正确；
C． 设t时刻线框穿出磁场，则有：
解得：
选项C错误；
D． 根据能量守恒可知，线框穿出磁场过程中外力F做的功增加了线框动能和产热，故线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框中产生的热量，选项D正确。
故选BD。
三、非选择题
13.某实验小组利用如图甲所示的实验装置进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。纸带连接在小车左端，并穿过电火花打点计时器，细绳连接在小车的右端，并通过动滑轮与弹簧测力计相连，不计细绳与滑轮的摩擦，钩码悬挂在动滑轮上。
(1)关于该实验，下列说法正确的是__________；
A.实验前应对小车进行平衡摩擦力
B.需要满足小车的质量远大于钩码的质量
C.实验时应先接通打点时器再释放小车
D.弹簧测力计的示数始终等于钩码重力的一半
(2)某次实验得到的纸带如图乙所示，用刻度尺测量出相邻计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，且相邻计数点间还有四个计时点未画出，已知电源的频率为f，可得小车的加速度表达式为a=_________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）；
(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 (1). AC (2). (3). 不变
【解析】
【详解】(1)[1] 实验前应对小车进行平衡摩擦力，使绳的拉力为小车受到的合外力，故A正确；
B．绳中拉力根据弹簧测力计读出，不需满足小车的质量远大于钩码的质量，故B错误；
C． 实验时应先接通打点时器再释放小车，故C正确；
D．弹簧测力计的读数为绳中的拉力，而钩码向下加速运动故绳中拉力小于钩码重力的一半，故D错误。
故选AC。
(2)[2] 根据逐差法可知，小车的加速度为：
(3)[3] 根据（2）中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测量值与实际值相比是不变的。
14.在测量干电池的电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=3Ω。合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为3.00V、2.99V，与横轴的截距分别为0.75A、0.80A。
(1)S2接1位置时，作出的U—I图线是图乙中的___________（选“A”或“B”）线；测出的电池电动势E和内阻r有在系统误差，原因是___________________；
(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=___________V，r真=__________Ω；
(3)根据图线求出电流表内阻为_______________Ω。
【答案】 (1). B (2). 电压表的分流（或电流表的示数偏小） (3). 3.00 (4). 0.75 (5). 0.25
【解析】
【详解】(1)[1][2] 当S2接1位置时，可把电压表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律：E=U断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U-I图线应是B线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是电压表分流造成。
(2)[3][4]根据当S2接2位置时，可把电流表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律E=U断可知电动势测量值等于真实值，U-I图线应是A线，即
E真=UA=3.00V
由图示图象可知，E真=UA，由于S2接接1位置时，U-I图线的B线对应的短路电流为I短=IB，所以
r真=
(3)[5] 开关S2接2位置时，U-I图象如图A所示，此时：
r真+RA=
电流表内阻：
RA=
15.跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，游戏时跳楼机先把乘有十多人的座舱送到175m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面50m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为100g的手机体验失重、超重时的受力特点，g取l0m/s2。不计空气阻力，求：
(1)从最高点运动到地面，整个过程的总时间；
(2)当座舱落到离地面高度为l5m位置讨，手要用多大的力才能托住手机。
【答案】(1)7s；(2)3.5N
【解析】
【详解】(1)从开始下降到距地面50m时，由运动学规律得
解得
v=50m/s
从开始下降到刚好停止
解得
t=7s
(2)在减速阶段，由运动学规律得
解得
a=25m/s2
对手机由牛顿第二定律得
F-mg =ma
解得
F=3.5N
16.如图所示，平静湖面岸边有一垂钓爱好者，他 眼睛恰好位于岸边B点正上方的A点，竿梢处于水面上的C点，浮标处于水面上的D点，鱼饵灯处于浮标正下方的F点。已知水面与B点等高，AB间的高度h=0.9m，AC间的距离l=4.5m，CD间的距离x=2m，此时垂钓者发现鱼饵灯刚好被竿梢挡住，已知鱼饵灯发出的色光，对湖水的折射率为 ，求：
(1)鱼饵灯的深度；
(2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面BC间射出。
【答案】(1)1.5m；(2)
【解析】
【详解】(1)由题意知
由折射定得
解得
(2)鱼饵灯与竿梢的连线和竖直方向夹角恰好为临界角C时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面BC间射出。则
由几何关系得
解得
17.如图所示，在光滑水平桌面AB上静止着两个小滑块1、2，质量分别为 kg、 kg，两滑块之间有一被压缩轻弹簧（滑块与轻弹簧之间不拴接），A的左端固定着与AB相切的光滑竖直半圆轨道，滑块恰好可以在其内部滑行；B的右端与一水平传送带相连，传送带长L=0.9m，且顺时针转动。现释放被压缩的弹簧，两滑块在桌面上被弹出，滑块1恰好能过半圆轨道的最高点F；滑块2从传送带的右端离开后，落在水平地面上的D点，已知滑块2被弹出时的速度 m/s，与传送带间的动摩擦因数 ，C点距地面高h=0.2m。不计半圆轨道的孔径的大小，取g=10m/s2，求：
(1)被压缩的轻弹簧的弹性势能EP；
(2)滑块1经过双半圆环轨道最低点A时对轨道的压力大小；
(3)若传送带的速度取值范围为4m/s
【答案】(1)1.2J；(2)10N；(3)见解析
【解析】
【详解】(1)以滑块l和滑块2为系统，由动守恒定律得
0=m1v1-m2v2
解得
v1=2m/s
由能量守恒定律得
解得
EP=1.2J
(2)滑块1恰好过F点，则滑块1在F点的速度为0。从A到F的过程中，由动能定理得
在A点，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得对A点的压力为
(3)滑块2离开C点做平抛运动，竖直方向 ，滑块2恰好在传送带上一直加速，设获得的末速度为v3，由运动学公式得
解得
当4m/s x=vt=0.2v
当5m/s≤v<8m>
18.如图甲所示，平行金属板M、N相距为d，两板上所加交变电压UMN如图乙所示（U0未知），紧邻两板右侧建有xOy坐标系，两板中线与x轴共线。现有大量质量为m、电荷量为-e的电子以初速度v0平行于两板沿中线持续不断的射入两板间。已知t=0时刻进入两板间的电子穿过两板间的电场的时间等于所加交变电压的周期T，出射速度大小为2v0，且所有电子都能穿出两板，忽略电场的边缘效应及重力的影响，求：
(1)U0的大小；
(2) 时刻进入电场的电子打在y轴上的坐标；
(3)在y轴右侧有一个未知的有界磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向乖直纸面向外。从O点射出电场的电子经过磁场区域后恰好垂直于x轴向上通过坐标为（a，0）的P点，求B的范围。
【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【详解】(1)在0~ 时间内电子的加速度为：
方向向上，在 ~T时间内电子加速度：
方向向下，由几何关系知，T时刻电子在y方向的分速度为
方向向下。在y轴上有
解得
(2) 时刻进入电场的电子经时间T到达y轴，以向下为正方向。在 时间内，电子在竖直方向上的位移为
在 时间内，电在竖直方向上的位移为
所以
故 时刻进入电场的电子打在y轴上坐标为
(3)从O点出射电子速度 ，速度方向与x轴正方向夹角 。则有
解得
=60°
当电子对应轨迹1时，具有的同旋半径r最大，磁感应强度B对应最小值，如图所示。
可得
解得
根据洛伦磁力提供向心力可得
解得磁场磁感强度最小值
故磁场磁感强度
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