2020学年高三物理全真模拟试题十八（含解析）
2020学年高三物理全真模拟试题十八（含解析）,高三物理试题,莲山课件.
2020学年高三物理全真模拟试题十七
二、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，有选错的得0分．
14．如图3所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动．质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，物块A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α＞β.则( )
A．物块A的质量一定小于物块B的质量
B．物块A、B受到的摩擦力可能同时为零
C．若物块A不受摩擦力，则物块B受沿容器壁向上的摩擦力
D．若ω增大，物块A、B受到的摩擦力可能都增大
【答案】 D
【解析】当物块B受到的摩擦力恰为零时，受力分析如图所示
根据牛顿第二定律得：mgtan β＝mωRsin β 解得：ωB＝Rcos β(g)
同理，当物块A受到的摩擦力恰为零时角速度为：ωA＝Rcos α(g)
由以上可知，物块转动角速度与物块的质量无关，所以无法判断质量的大小关系，故A错误；
由于α＞β，所以ωA＞ωB，即物块A、B受到的摩擦力不可能同时为零，故B错误；
若物块A不受摩擦力，此时转台的角速度为ωA＞ωB，所以此时B物块的向心力大于摩擦力为零时的角速度，则此时物块B受沿容器壁向下的摩擦力，故C错误；如果转台角速度从物块A不受摩擦力开始增大，A、B的向心力都增大，则物块A、B所受的摩擦力都增大，故D正确．
15．如图所示，一质量为M的轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成，置于光滑的水平面上．如果轨道固定，将质量为m、可视为质点的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块恰好停在水平轨道的最左端．如果轨道不固定，仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量守恒
B．物块与轨道组成的系统机械能守恒，动量不守恒
C．物块仍能停在水平轨道的最左端
D．物块将从轨道左端冲出水平轨道
【答案】C
【解析】.假设物块与轨道粗糙部分的动摩擦因数为μ，粗糙部分的长度为L.如果轨道固定，则对物块由释放到静止在轨道最左端的过程，由动能定理可知mgR＝μmgL；如果轨道不固定，物块释放后，由于系统水平方向不受外力，则系统水平方向的动量守恒，物块受竖直向下的重力作用而沿圆弧轨道向下运动，故系统竖直方向的动量不守恒，又由于轨道的水平部分粗糙，则系统的机械能有损失，则物块与轨道组成的系统动量、机械能均不守恒，AB错误；假设物块不能离开水平轨道，且二者的共同速度大小为v，物块在水平轨道上的相对位移为x，则对系统由水平方向动量守恒得0＝(M＋m)v，解得v＝0，整个过程由功能关系得mgR＝μmgx＋2(1)mv2，由以上各式联立可解得x＝L，C正确，D错误．
16．(2019·广西钦州市第三次质检)如图3所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的白炽灯泡a、b和c，灯泡b、c规格相同，当左端输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，三只灯泡均能正常发光，导线电阻不计，下列说法正确的是( )
图3
A．原、副线圈匝数比为10∶1
B．此时a灯和b灯的电流比为1∶1
C．此时a灯和b灯的电功率之比为1∶9
D．此时a灯和b灯的电阻比为9∶2
【答案】 D
【解析】 灯泡正常发光，则其两端电压均为额定电压U额，则说明原线圈输入电压为9U额，输出电压为U额；则可知，原、副线圈匝数之比为9∶1，A错误；原、副线圈匝数之比为9∶1，则：Ib＋Ic(Ia)＝9(1)，Ib(Ia)＝9(2)，由欧姆定律可知，它们的电阻之比为9∶2，B错误，D正确；由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为2∶9，C错误．
17．(2019·河南省濮阳市第三次模拟)由中国科学家设计的空间引力波探测工程“天琴计划”，采用三颗相同的探测卫星(SC1、SC2、SC3)构成一个边长约为地球半径27倍的等边三角形，阵列如图4所示．地球恰好处于三角形中心，探测卫星在以地球为中心的圆轨道上运行，对一个周期仅有5.4分钟的超紧凑双白矮星(RXJ0806.3＋1527)产生的引力波进行探测．若地球表面附近的卫星运行速率为v0，则三颗探测卫星的运行速率最接近( )
图4
A．0.10v0 B．0.25v0
C．0.5v0 D．0.75v0
【答案】 B
【解析】 由几何关系可知，等边三角形的几何中心到各顶点的距离等于边长的3(3)，所以卫星的轨道半径与地球半径的关系：r＝27×3(3)R＝9R；根据v＝r(GM)可得v0(v)＝ R(R)≈0.25，则v≈0.25v0，故选B.
18．(2019·湖南省衡阳市第三次联考)某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰好沿与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，如图5所示．经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小．使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是( )
图5
A．加速时动力的大小等于mg
B．加速与减速时的加速度大小之比为2∶1
C．减速飞行时间t后速度减为零
D．加速过程发生的位移与减速到零的过程发生的位移大小之比为2∶1
【答案】 B
【解析】 起飞时，飞行器受推力和重力，两力的合力与水平方向成30°角斜向上，设动力为F，合力为Fb，如图甲所示：
在△OFFb中，由正弦定理得：F＝mg，Fb＝mg，故A错误；由牛顿第二定律得飞行器的加速度为：a1＝g，推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°角斜向下，推力F′跟合力Fb′垂直，如图乙所示，此时合力大小为：Fb′＝mgsin 30°；动力大小：F′＝2(3)mg；飞行器的加速度大小为：a2＝m(mgsin 30°)＝0.5g；加速与减速时的加速度大小之比为a1∶a2＝2∶1，故B正确；t时刻的速率：v＝a1t＝gt，到最高点的时间为：t′＝a2(v)＝0.5g(gt)＝2t，故C错误，加速与减速过程发生的位移大小之比为2a1(v2)∶2a2(v2)＝1∶2，故D错误．
19．(2019·江西省重点中学协作体第二次联考)如图6所示，重力不计的横梁(可伸缩)的一端固定在坚直墙壁上的A点，另一端B点用绳悬挂在墙壁上的C点，初始时绳与墙的夹角为θ，当重为G的物体由挂在梁上的B点处逐渐移至A点的过程中，横梁始终保持水平．问此过程中，A点对横梁作用力F的大小和CB绳对横梁的拉力FT的大小是如何变化的( )
图6
A．F先增大后减小 B．FT一直减小
C．F一直减小 D．FT先减小后增大
【答案】 BC
【解析】 对B点受力分析，受重物的拉力，横梁的支持力和绳的拉力，如图所示．根据平衡条件，有FT＝cos θ(mg)，FN＝mgtan θ，当重为G的物体由挂在梁上的B点处逐渐移至A点的过程中，θ减小，故FN减小，FT也减小；A点对横梁的作用力F与FN等大，也减小，B、C正确．
20．(2019·四川省第二次“联测促改”)有一种电四极子的电荷分布如图7所示，在正方形的顶点上分别有两个电荷量为＋q和两个电荷量为－q的点电荷．O点为正方形中心，a、b、c、d为正方形四条边的中点，电荷量为－Q的点电荷位于Oc延长线上，下列说法正确的是( )
图7
A．场强的大小关系有Eb>Ed
B．电势的高低关系有φb<φd
C．将一正点电荷沿直线由a移动到c的过程中电势能逐渐减小
D．将一正点电荷沿直线由b移动到d的过程中电势能始终不变
【答案】 AC
【解析】 各点电荷在b、d两点产生的场强如图所示，
按平行四边形合成规律可知，b点的场强大于d点的场强，故A正确；对两对等量的异种电荷产生的电场，b、d连线是等势线，对于－Q电荷，根据所产生电场的对称性，b、d两点电势相等，所以φb＝φd，故B错误；对于两对等量异种电荷产生的电场，a、c连线是等势线，对于－Q电荷，正点电荷沿直线由a移动到c的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，故C正确；对两对等量的异种电荷产生的电场，b、d连线是等势线，对于－Q电荷，正点电荷沿直线由b移动到d的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故D错误．
21．(2019·广东省汕头市第二次模拟)甲、乙两辆小汽车(都可视为质点)分别处于同一条平直公路的两条平行车道上，开始时(t＝0)乙车在前甲车在后，两车间距为x0.t＝0时甲车先启动，t＝3 s时乙车再启动，两车启动后都是先做匀加速运动，后做匀速运动，v－t图象如图8所示．根据图象，下列说法正确的是( )
图8
A．两车加速过程，甲的加速度比乙大
B．若x0＝80 m，则两车间间距最小为30 m
C．若两车在t＝5 s时相遇，则在t＝9 s时再次相遇
D．若两车在t＝4 s时相遇，则在t＝10 s时再次相遇
【答案】 BC
【解析】 v－t图象中的斜率大小表示加速度大小，从题图图象上可以看出乙的加速度大于甲的加速度，故A错误；速度相等时两者之间的距离有最小值，从图象上可以看出0～7 s内甲运动的位移为x1＝()2(2＋7×20) m＝90 m ，而乙运动的位移为：x2＝2(1)×4×20 m＝40 m，则甲、乙之间的距离为Δx＝x2＋80 m－x1＝30 m，故B正确；若两车在t＝5 s时相遇，从图象上可以看出5～9 s内甲、乙运动的位移相等，所以甲、乙在t＝9 s时会再次相遇，故C正确；若两车在t＝4 s时相遇，从图象上可以看出4～10 s内甲、乙运动的位移不相等，则在t＝10 s时不会再次相遇，故D错误．
22．(2019·广东省湛江市第二次模拟)如图1所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50 Hz.
图1
(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属重锤
2020学年高三物理全真模拟试题十九（含解析）
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D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图2所示．纸带上各点是打点计时器连续打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．
图2
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．
A．OA、OB和OG的长度
B．OE、DE和EF的长度
C．BD、BF和EG的长度
D．AC、BF和EG的长度
②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，则可测得当地的重力加速度是________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
【答案】 (1)BC (2)①BD ②9.75
【解析】 (1)因为在实验中比较的是mgh、2(1)mv2的大小关系，故m可约去，不需要测量重物的质量，对减小实验误差没有影响，故A错误；为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确；实验选择的重物应该为质量较大、体积较小的物体，这样能减少空气阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确；释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D错误．
(2)①当知道 OA、OB和OG的长度时，无法算出任何一点的速度，故A不符合题意；当知道OE、DE和EF的长度时，利用DE和EF的长度可以求出E点的速度，从而求出O到E点的动能变化量，知道OE的长度，可以求出O到E重力势能的变化量，可以验证机械能守恒定律，故B符合题意；当知道BD、BF和EG的长度时，由BD、BF的长度可以求出E点的速度，但无法求出G点的速度，故无法求出E到G点的动能变化量，故C不符合题意；当知道AC、BF和EG的长度时，可以分别求出B点和F点的速度，从而求出B到F点的动能变化量，知道BF的长度，可以求出B到F点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒定律，故D符合题意．②根据Δh＝gt2，解得：g＝5×0.022(3.71－1.76)×10－2 m/s2＝9.75 m/s2.
23．(2019·河南省开封市第三次模拟)某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图3甲所示．实验器材如下：待改装电压表(量程0～3 V，可视为理想电压表)，定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源(4 V，内阻不计)，开关S，导线．选用的压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律如图乙．
图3
(1)实验中随着压力F的增大，电压表的示数________．(填“变大”“不变”或“变小”)
(2)为使改装后仪表的量程为0～160 N，且压力160 N对应电压表3 V刻度，则定值电阻阻值R0＝________Ω，压力0 N对应电压表________ V刻度．
(3)他发现这样改装后的仪表压力刻度分布不均匀，想进一步把(2)中的压力刻度改成均匀分布，应选用另一压敏电阻，其阻值Rx与压力F变化关系式为________．
【答案】 (1)变大 (2)240 1.5 (3)Rx＝F＋160(1.024×105)－240
【解析】 (1)根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数U＝R0＋Rx(R0)E，由题图乙可知，压力越大Rx越小，U越大，故电压表的示数变大．(2)由题图乙可知，当F1＝160 N时，Rx1＝80 Ω，此时电压表的示数U1＝3 V，由U1＝R0＋Rx1(R0)E，得R0＝E－U1(U1)Rx1＝4－3(3×80) Ω＝240 Ω；由题图乙可知，当F2＝0 N时，Rx2＝400 Ω，此时电压表的示数为U2＝R0＋Rx2(R0)E＝240＋400(4×240)V＝1.5 V，可见压力0 N对应电压表1.5 V刻度．(3)为了使压力刻度分布均匀，另选用的压敏电阻仍要满足量程为0～160 N，F＝0 N标在1.5 V刻度，F＝160 N标在3 V刻度．由于电压表的电压刻度是均匀分布的，所以电压和压力一定要满足线性关系，设U＝kF＋b，由F1＝0 N时、U1＝1.5 V，F2＝160 N时、U2＝3 V，可得b＝1.5，k＝320(3)，即U＝320(3)F＋1.5，又U＝R0＋Rx(R0)E＝240＋Rx(960)，解得Rx＝F＋160(1.024×105)
24．(2019·陕西省榆林市第四次模拟)如图1所示，间距为d的两竖直光滑金属导轨间接有一阻值为R的电阻，在两导轨间水平边界MN下方的区域内存在着与导轨平面垂直的匀强磁场．一质量为m、长度为d、电阻为r的金属棒PQ紧靠在导轨上．现使棒PQ从MN上方2(d)高度处由静止开始下落，结果棒PQ进入磁场后恰好做匀速直线运动．若棒PQ下落过程中受到的空气阻力大小恒为其所受重力的4(1)，导轨的电阻忽略不计，棒与导轨始终保持垂直且接触良好，重力加速度大小为g，求：
图1
(1)棒PQ在磁场中运动的速度大小v；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B.
【答案】 (1)2(3gd) (2)()3gd(3mgR＋r)
【解析】 (1)棒PQ进入磁场前做匀加速直线运动，设其加速度大小为a.由运动学公式得
v2＝2a·2(d)
根据牛顿第二定律得mg－4(1)mg＝ma
解得：v＝2(3gd)
(2)棒PQ在磁场中做匀速直线运动时，切割磁感线产生的感应电动势为E＝Bdv
回路中通过的感应电流为I＝R＋r(E)
对棒PQ，由受力平衡条件得BId＝mg－4(1)mg
解得：B＝()3gd(3mgR＋r)
25．(2019·贵州省贵阳市5月适应性考试二)如图2所示，半径为R＝0.5 m、内壁光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上．圆轨道底端与地面相切，一可视为质点的物块A以v0＝6 m/s的速度从左侧入口向右滑入圆轨道，滑过最高点Q，从圆轨道右侧出口滑出后，与静止在地面上P点的可视为质点的物块B碰撞(碰撞时间极短)，P点左侧地面光滑，右侧粗糙段和光滑段交替排列，每段长度均为L＝0.1 m，两物块碰后粘在一起做直线运动．已知两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为μ＝0.1，物块A、B的质量均为m＝1 kg，重力加速度g取10 m/s2.
图2
(1)求物块A到达Q点时的速度大小v和受到的弹力FN；
(2)若两物块最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；
(3)求两物块滑至第n(n<k)个光滑段上的速度vn与n的关系式．
【答案】 见【解析】
【解析】 (1)物块A滑入圆轨道到达Q的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：
2(1)mv02＝2(1)mv2＋2mgR①
物块A做圆周运动：FN＋mg＝mR(v2)②
由①②联立得：v＝4 m/s
FN＝22 N，方向向下③
(2)在与B碰撞前，系统机械能守恒，A和B在碰撞过程中动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
mAv0＝(mA＋mB)v1④
A、B碰后向右滑动，由动能定理得：－μ(mA＋mB)gs＝0－2(1)(mA＋mB)v12 ⑤
由④⑤联立得s＝4.5 m，
所以k＝L(s)＝45；
(3)设碰后A、B滑至第n个光滑段上的速度为vn，由动能定理得：
－μ(mA＋mB)gnL＝2(1)(mA＋mB)vn2－2(1)(mA＋mB)v 12⑥
解得：vn＝＝(n<45>
33．(1)(2019·四川省广安、眉山、内江和遂宁第三次模拟)下列关于温度及内能的说法中正确的是________．
A．物体的内能不可能为零
B．温度高的物体比温度低的物体内能大
C．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化
D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同
E．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
(2)(2019·衡水金卷调研卷五)如图1甲所示，一截面积为S的汽缸竖直倒放，汽缸内有一质量为m的活塞，将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，气柱的长度为L，活塞与汽缸壁无摩擦，气体处于平衡状态，现保持温度不变，把汽缸倾斜，使汽缸侧壁与竖直方向夹角θ＝37°，重新达到平衡后，如图乙所示，设大气压强为p0，汽缸导热良好，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g.
图1
①求此时气柱的长度；
②分析说明汽缸从竖直倒放到倾斜过程，理想气体吸热还是放热．
【答案】 (1)ACD (2)①5p0S－4mg(5p0S－5mg)L ②放热
【解析】 (1)内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息地做无规则运动，所以内能永不为零，故A正确；物体的内能除与温度有关外，还与物质的量、物体的体积及物态有关，温度高的物体的内能可能比温度低的物体的内能大，也可能与温度低的物体的内能相等，也可能比温度低的物体的内能小，故B错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰化为零摄氏度的水，内能增加，故C正确；内能与温度、体积、物质的量及物态有关，而分子平均动能只与温度有关，故内能不同的物体，它们的分子平均动能可能相同，故D正确；温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大，故E错误．
(2)①以活塞为研究对象，汽缸竖直倒放时，根据平衡条件有p0S＝mg＋p1S，得p1＝p0－S(mg)
汽缸倾斜后，根据平衡条件有p0S＝mgcos 37°＋p2S，得p2＝p0－S(mg)cos 37°＝p0－5S(4mg)
根据玻意耳定律有p1LS＝p2xS，解得x＝5p0S－4mg(5p0S－5mg)L
②由①得出气体体积减小，大气压对气体做功，W>0，
气体等温变化，ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，知Q<0>，故气体放出热量．
34.(2019·广东省梅州市5月二模)(1)如图1所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点．相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是________．
图1
A．该列简谐横波的波长为8 m
B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4 s
D．在4 s<t<6>的时间间隔内质点c向上运动
E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
(2)一玻璃正方体中心有一点状光源．今在正方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出正方体．已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与正方体表面积之比的最小值．
【答案】 (1)ACD (2)4(π)
【解析】 (1)由题意可知，波的周期为T＝4 s，则波长λ＝vT＝8 m，选项A正确；机械波从a点传到c点需要t＝v(xac)＝2(6) s＝3 s，开始起振的方向向下，则到达最高点还需3 s，可知在t＝6 s时刻质点c恰好到达最高点，在4 s<t<6>的时间间隔内质点c从最低点向最高点振动，选项B错误，D正确；质点b开始振动后，其振动周期等于波的周期，即为4 s，选项C正确；质点d和b相距10 m＝14(1)λ，则当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动，选项E错误．
(2)如图，
考虑从玻璃正方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃正方体上表面发生折射，根据折射定律有：nsin θ＝sin α，式中，n是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角，现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意，在A点刚好发生全反射，故αA＝2(π)，设线段OA在正方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sin θA＝()2(a)，式中a为玻璃正方体的边长，联立解得RA＝n2－1(a)，则RA＝2(a)，由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆，所求镀膜面积S′与玻璃正方体的表面积S之比为S(S′)＝6a2(A2)＝4(π).
2020学年高三物理全真模拟试题二十（含解析）
2020学年高三物理全真模拟试题二十（含解析）,高三物理试题,莲山课件.
