2020届山东省高考物理压轴模拟试题（Word版附答案）
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2020年全国一卷高考物理仿真模拟试卷（ 三 ）
（考试时间：90分钟 试卷满分：110分）
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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，有选错或不答的得0分。
14.用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系.图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调.分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示.由图可知( )
A.单色光a和c的频率相同，但a更强些
B.单色光a和c的频率相同，但a更弱些
C.单色光b的频率小于a的频率
D.改变电源的极性不可能有光电流产生
答案 A
解析 由题图乙知，a、c的遏止电压相同，根据光电效应方程可知单色光a和c的频率相同，但a产生的光电流大，说明a光的强度大，选项A正确，B错误；b的遏止电压大于a、c的遏止电压，所以单色光b的频率大于a的频率，选项C错误；只要光的频率不变，改变电源的极性，仍可能有光电流产生，选项D错误.
15.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移—时间(x－t)图象如图所示，由图象可以看出在0～4 s内( )
A.甲、乙两物体始终同向运动
B.第4 s末时，甲、乙两物体间的距离最大
C.甲的平均速度等于乙的平均速度
D.乙物体一直做匀加速直线运动
答案 C
解析 由题图可知在0～2 s内，甲、乙同向运动，在2～4 s内两者反向运动，选项A错误；第4 s末两物体相遇，两物体间的距离不是最大，选项B错误；由题图知在0～4 s内，甲、乙的位移都是2 m，故平均速度相等，选项C正确；根据图线斜率的绝对值等于速度的大小，可知乙物体一直做匀速直线运动，选项D错误.
16. 如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( )
答案 A
解析 用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力F2.要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜.故A正确.
17.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点.则( )
A.a球最先到达M点
B.b球最先到达M点
C.c球最先到达M点
D.b球和c球都可能最先到达M点
答案 C
解析 设圆轨道半径为R，据“等时圆”理论，ta＝4Rg＝2Rg，tb>ta，c球做自由落体运动tc＝2Rg，C选项正确.
18. 如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出.若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点.已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则( )
A.vavb＝sin αsin β B.vavb＝cos βcos α
C.vavb＝cos βcos αsin αsin β D.vavb＝sin αsin βcos βcos α
答案 D
解析 小球水平抛出，其做平抛运动，由平抛运动规律知，
若落到a点，则有
Rsin α＝vata
Rcos α＝12gta2
得va＝gR2cos α·sin α
若落到b点，则有
Rsin β＝vbtb
Rcos β＝12gtb2
得vb＝gR2cos β·sin β
则vavb＝sin αsin βcos βcos α，故D正确.
19.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是( )
A.当ω>2Kg3L时，A、B相对于转盘会滑动
B.当ω>Kg2L，绳子一定有弹力
C.ω在Kg2L<ω<2Kg3L> D.ω在0<ω<2Kg3L> 答案 ABD
解析 当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘将会滑动，Kmg＋Kmg＝mω2L＋mω2·2L，解得：ω＝2Kg3L，A项正确；当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，即：Kmg＝m·2L·ω2，解得ω＝Kg2L，可知当ω>Kg2L时，绳子有弹力，B项正确；当ω>Kg2L时，B已达到最大静摩擦力，则ω在Kg2L<ω<2Kg3L> 20.如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R.垂直导轨的导体棒ab在平行导轨的水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如图乙所示.在0～t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动.图乙中t0、F1、F2为已知量，棒和导轨的电阻不计.则( )
A.在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动
B.在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动
C.在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为2F2－F1RB2L2t0
D.在0～t0时间内，通过导体棒横截面的电荷量为F2－F1t02BL
答案 BD
解析 因在0～t0时间内棒做匀加速直线运动，故在t0时刻F2大于棒所受的安培力，在t0以后，外力保持F2不变，安培力逐渐变大，导体棒先做加速度减小的加速运动，当加速度a＝0，即导体棒所受安培力与外力F2相等后，导体棒做匀速直线运动，故A错误，B正确.设在0～t0时间内导体棒的加速度为a，通过导体棒横截面的电荷量为q，导体棒的质量为m，t0时刻导体棒的速度为v，则有：a＝vt0，F2－B2L2vR＝ma，F1＝ma，q＝ΔΦR，ΔΦ＝BΔS＝BLv2t0，解得：a＝F2－F1RB2L2t0，q＝F2－F1t02BL，故C错误，D正确.
21. 如图甲所示，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行，t＝0时，将质量m＝1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v－t图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2，则( )
A.传送带的速率v0＝10 m/s
B.传送带的倾角θ＝30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5
D.0～2.0 s内摩擦力对物体做功Wf＝－24 J
答案 ACD
解析 当物体的速度超过传送带的速度后，物体受到的摩擦力的方向发生改变，加速度也发生改变，根据v－t图象可得，传送带的速率为v0＝10 m/s，选项A正确；1.0 s之前的加速度a1＝10 m/s2，1.0 s之后的加速度a2＝2 m/s2，结合牛顿第二定律，gsin θ＋μgcos θ＝a1，gsin θ－μgcos θ＝a2，解得sin θ＝0.6，θ≈37°，μ＝0.5，选项B错误，选项C正确；摩擦力大小Ff＝μmgcos θ＝4 N，在0～1.0 s内，摩擦力对物体做正功，
安徽省蚌埠市2019-2020高一物理下学期期末试题（Word版附答案）
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在1.0～2.0 s内，摩擦力对物体做负功，0～1.0 s内物体的位移为5 m，1.0～2.0 s内物体的位移是11 m，0～2.0 s内摩擦力做的功为－4×(11－5) J＝－24 J，选项D正确.
第Ⅱ卷
二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共47分）
22.利用气垫导轨探究动能定理，实验装置如图9所示.实验步骤如下：
①调整水平桌面上的气垫导轨至水平；
②测量挡光条的宽度l，两光电门间的中心间距s，用天平称出滑块和挡光条的总质量M，托盘和砝码的总质量m；
③将滑块移至光电门1左侧某位置，由静止释放滑块，从计时器中分别读出挡光条通过两光电门的时间Δt1、Δt2.
用测量的物理量求解下列物理量：
(1)滑块通过光电门1和2时瞬时速度分别为v1＝ ，v2＝ .
(2)滑块通过光电门1和2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝ ，Ek2＝ .外力对系统做的功为W＝ .
(3)实验中，验证动能定理是否成立的关系式为 .
答案 (1)lΔt1 lΔt2
(2)12(M＋m)(lΔt1)2 12(M＋m)(lΔt2)2 mgs
(3)mgs＝12(M＋m)[(lΔt2)2－(lΔt1)2]
解析 (1)由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度当作瞬时速度，v1＝lΔt1，v2＝lΔt2.
(2)根据动能的定义式得：
通过光电门1，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为Ek1＝12(M＋m)(lΔt1)2
通过光电门2，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能为Ek2＝12(M＋m)(lΔt2)2
在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，外力对系统做的总功W＝mgh＝mgs.
(3)如果W＝ΔEk＝Ek2－Ek1，则可认为验证了动能定理.
23.如图所示为多量程多用电表的示意图.
(1)当接通1或2时，为 挡(填“电流”“电阻”或“电压”).1的量程比2的量程 (填“大”或“小”).
(2)测量某电阻时，用欧姆挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用欧姆挡 挡(填“×1”或“×100”)换挡后，在测量前要先进行 .
(3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻RV(约为20 kΩ).除此多用电表外，还有以下器材：直流电源一个(电动势E为3 V，内阻可忽略不计)、电阻一个(阻值R为10 kΩ)、开关一个、导线若干.
要求：(ⅰ)在方框中画出实验电路图(多用电表用 表示)；
(ⅱ)写出RV的表达式(用字母表示，并说明所用字母的物理意义).
答案 (1)电流 大 (2)×1 欧姆调零 (3)见解析
解析 (1)将电流计改装成电流表时要并联电阻分流，所以1、2是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大.
(2)因偏转角度过大，则电阻小，应选择“×1”挡，换挡后电路改变，要重新进行欧姆调零.
(3)(ⅰ)实验电路图如图所示.
(ⅱ)在设计的电路图中，多用电表与电阻串联，通过它们的电流相等，所以有URV＝E－UR，因此RV＝URE－U，其中U为多用电表直流“2.5 V”挡的读数，R为10 kΩ，E为电源的电动势.
24.如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短，求从A开始压缩弹簧直到与弹簧分离的过程中.
(1)整个系统损失的机械能；
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能.
答案 (1)116mv02 (2)1348mv02
解析 (1)以v0的方向为正方向，对A、B组成的系统，由动量守恒定律得
mv0＝2mv1
解得v1＝12v0
B与C碰撞的瞬间，B、C组成的系统动量定恒，有
m·v02＝2mv2
解得v2＝v04
系统损失的机械能
ΔE＝12m(v02)2－12×2m(v04)2＝116mv02
(2)当A、B、C速度相同时，弹簧的弹性势能最大.以v0的方向为正方向，根据动量守恒定律得
mv0＝3mv
解得v＝v03
根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能
Ep＝12mv02－12(3m)v2－ΔE＝1348mv02.
25.如图所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6l.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面，Ⅰ区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外.A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为l.质量为m、电荷量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区，P点与A1板的距离是l的k倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k＝1，求匀强电场的电场强度E.
(2)若2 答案 (1)qB 20l22dm (2)v＝qB0l＋k2l2m B＝kB03－k
解析 (1)若k＝1，则有MP＝l，
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系，该情况粒子的轨迹半径R1＝l
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律知qvB0＝mv2R1 ①
粒子在匀强电场中加速，根据动能定理有qEd＝12mv2 ②
联立解得E＝qB 20l22dm.
(2)因为2
由几何关系得R 22－(kl)2＝(R2－l)2 ③
又有qvB0＝mv2R2 ④
联立解得v＝qB0l＋k2l2m
又因为6l－2kl＝2x ⑤
根据几何关系有klx＝R2R ⑥
由R＝mvqB知，R2R＝BB0 ⑦
联立解得B＝kB03－k.
（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
33．[物理——选修3–3]（15分）
（1）已知常温常压下CO2气体的密度为ρ，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V的CO2气体含有的分子数为________.在3 km的深海中，CO2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO2分子看做直径为d的球，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为________.
答案 ρVNAM πd3ρVNA6M
解析 体积为V的CO2气体质量m＝ρV，则分子数N＝mMNA＝ρVNAM.
CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为：
V′＝N·16πd3＝πd3ρVNA6M
（2）如图所示，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 ℃的水槽中，B的容积是A的3倍.阀门S将A和B两部分隔开.A内为真空，B和C内都充有气体.U形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等.假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.
(1)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)；
(2)将右侧水槽中的水从0 ℃加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温.
答案 (1)180 mmHg (2)364 K
解析 (1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0＝273 K.
设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡C中气体的压强为pC，依题意有p1＝pC＋Δp ①
式中Δp＝60 mmHg.
打开阀门S后，两水槽水温仍为T0，
设玻璃泡B中气体的压强为pB，依题意，有pB＝pC ②
玻璃泡A和B中气体的体积V2＝VA＋VB ③
根据玻意耳定律得p1VB＝pBV2 ④
联立①②③④式，并代入已知数据得
pC＝VBVAΔp＝180 mmHg ⑤
(2)当右侧水槽的水温加热至T′时，U形管左右水银柱高度差为Δp，玻璃泡C中气体的压强pC′＝pB＋Δp ⑥
玻璃泡C中的气体体积不变，根据查理定律得pCT0＝pC′T′ ⑦
联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得T′＝364 K.
34．[物理——选修3–4]（15分）
（1）如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两单摆的摆长相等
B.甲摆的振幅比乙摆大
C.甲摆的机械能比乙摆大
D.在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
E.由图象可以求出当地的重力加速度
答案 ABD
解析 由题图振动图象可以看出，甲摆的振幅比乙摆的大，两单摆的振动周期相同，根据单摆周期公式T＝2πlg可得，甲、乙两单摆的摆长相等，但不知道摆长是多少，不能计算出当地的重力加速度g，故A、B正确，E错误；两单摆的质量未知，所以两单摆的机械能无法比较，故C错误；在t＝0.5 s时，乙摆有负向最大位移，即有正向最大加速度，而甲摆的位移为零，加速度为零，故D正确.
(2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为n＝2.
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
(2)一细束光线在O点左侧与O相距32R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置.
答案 见解析
解析 (1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图甲.由全反射条件有sin θ＝1n ①
由几何关系有OE＝Rsin θ ②
由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l＝2OE ③
联立①②③式，代入已知数据得l＝2R ④
(2)设光线在距O点32R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得
α＝60°>θ ⑤
光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图乙，由反射定律和几何关系得
OG＝OC＝32R ⑥
射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出.
安徽省名校2019-2020高一物理下学期期末联考试题（Word版附答案）
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