2020年全国一卷高考物理仿真模拟试卷三（Word版附解析）
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2020年全国一卷高考物理仿真模拟试卷（ 四 ）
（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.某一放射性物质发生衰变时放出α、β、γ三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确的是( )
A．该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大
B．射线C中的粒子是原子核的重要组成部分
C．射线A中的粒子一定带正电
D．射线B中的粒子的穿透性最弱
解析：选C 半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由题图可知射线C中的粒子为电子，而原子核带正电，故B错误；由左手定则可知，射线A中的粒子一定带正电，故C正确；射线B为γ射线，穿透性最强，故D错误。
15．一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈与小灯泡D串联后，接入一正弦交流电源，电源电压的有效值恒定；副线圈电路中连接可变电阻R和电流表，电流表内阻不计，如图所示。若改变R的阻值，使电流表的示数变为原来的两倍。则( )
A．小灯泡D的亮度变暗
B．副线圈的电压变小
C．R的阻值大于原来的一半
D．变压器的输入功率变为原来的两倍
解析：选B 因电流表的示数变为原来的两倍，即副线圈中电流变为原来的两倍，则原线圈中电流也变为原来的两倍，即小灯泡D的亮度变亮，选项A错误；因灯泡D两端的电压变大，可知变压器原线圈中电压减小，副线圈中电压也减小，R的阻值小于原来的一半，选项B正确，C错误；原线圈中电流变为原来的两倍，但是原线圈中电压减小，则变压器的输入功率小于原来的两倍，选项D错误。
16．如图甲所示，水平面上一质量为m的物体在水平力F作用下开始加速运动，力F的功率P保持恒定，运动过程中物体所受的阻力f大小不变，物体速度最终达到最大值vmax，此过程中物体速度的倒数1v与加速度a的关系图像如图乙所示。仅在已知功率P的情况下，根据图像所给信息可知以下说法中正确的是( )
A．可求出m、f和vmax
B．不能求出m
C．不能求出f
D．可求出物体加速运动时间
解析：选A 当加速度为零时，物体做匀速运动，此时牵引力大小等于阻力大小，速度为最大值，最大速度vmax＝10.1 m/s＝10 m/s；功率P＝Fv，而F－f＝ma，联立可得1v＝mPa＋fP，物体速度的倒数1v与加速度a的关系图像的斜率为k＝mP，纵轴截距为fP＝0.1，因此可求出m、f和vmax，选项A正确，B、C错误。物体做变加速运动，无法求解物体加速运动的时间，选项D错误。
17．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的( )
A．周期变大 B．速率变大
C．动能变大 D．向心加速度变大
解析：选C 组合体比天宫二号质量大，轨道半径R不变，根据GMmR2＝mv2R，可得v＝ GMR，可知与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的速率不变，B项错误；又T＝2πRv，则周期T不变，A项错误；质量变大、速率不变，动能变大，C项正确；向心加速度a＝GMR2不变，D项错误。
18.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则( )
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离最大
C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
解析：选B 0～t1时间：滑动摩擦力向右，物块向左做匀减速运动，t1时刻向左位移达到最大，即小物块离A处的距离最大。t1～t2时间：滑动摩擦力向右，物块向右由静止开始先做匀加速直线运动。t2以后物块做匀速直线运动，摩擦力为零。t2时刻以后物块相对传送带静止，相对滑动的距离最大，故B正确。
19.静止在粗糙水平面上的物体，在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移l后，动量为p、动能为Ek。以下说法正确的是( )
A．若保持水平力F不变，经过时间2t，物体的动量等于2p
B．若将水平力增加为原来的两倍，经过时间t，物体的动量等于2p
C．若保持水平力F不变，通过位移2l，物体的动能小于2Ek
D．若将水平力增加为原来的两倍，通过位移l，物体的动能大于2Ek
解析：选AD 根据动量定理I合＝(F－f)t＝p，保持水平力F不变，经过时间2t，(F－f)·2t＝p′，可知p′＝2p，故A正确；根据动量定理I合＝(F－f)t＝p，若水平力增加为原来的2倍，经过时间t，则有(2F－f)·t＝p′，则p′＞2p，故B错误；根据动能定理(F－f)·l＝Ek，保持水平力F不变，通过位移2l，有(F－f)·2l＝Ek′，则有Ek′＝2Ek，故C错误；根据动能定理(F－f)·l＝Ek，将水平力增加为原来的两倍，通过位移l，有(2F－f)·l＝Ek′，则有Ek′＞2Ek，故D正确。
20.在匀强磁场中，一个匝数为150匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化规律如图所示。设线圈总电阻为2 Ω，则( )
A．t＝0时，线圈平面与磁感线方向垂直
B．t＝0.5 s时，线圈中的电流改变方向
C．t＝2 s时，线圈中磁通量的变化率为零
D．在2 s内，线圈产生的热量为18π2 J
解析：选BD 根据题图可知，在t＝0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，感应电动势最大，故A错误；t＝0.5 s时，线圈中磁通量最大，感应电动势为零，此时的电流改变方向，故B正确；t＝2 s时，线圈中磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，故C错误；感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝NΦmω＝150×0.04×2π2 V＝6π V，有效值E＝Em2＝32π V，根据焦耳定律可得2 s内产生的热量为Q＝E2RT＝18π22×2 J＝18π2 J，故D正确。
21．如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为FT1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为FT2，弹簧的弹力为F2，则下列关于FT1与FT2、F1与F2大小之间的关系，正确的是 ( )
A．FT1>FT2 B．FT1＝FT2
C．F1＜F2 D．F1＝F2
解析：选BC 小球B受重力mg、绳子拉力FT和弹簧弹力F三个力而平衡，平移FT、F构成矢量三角形如图所示，由图可以看出，力的矢量三角形总是与几何三角形OAB相似，因此有mgOA＝FTL＝FAB，其中OA、L保持不变，因此绳子的拉力FT大小保持不变，A错误、B正确；当弹簧的劲度系数k增大时，弹簧的压缩量减小，A、B间距离增大，因此对应的力F增大，C正确、D错误。
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．某实验小组计划做“探究滑块与木板间动摩擦因数”实验，设计的实验装置如图甲所示。
(1)某同学打出了如图乙所示的一条纸带，每两点间还有4个点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz，
2020届山东省高考物理压轴模拟试题（Word版附答案）
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该滑块做匀变速直线运动的加速度a＝________ m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)根据实验数据，作出的小车加速度a与传感器示数F的关系图像如图丙所示，则滑块和滑轮的总质量为________ kg。滑块与木板间的动摩擦因数为________。(g＝10 m/s2，结果均保留一位有效数字)
解析：(1)根据Δx＝aT2，运用逐差法得，
a＝xCE－xAC4T2
＝[12.74＋10.81－8.85＋6.90]×10－24×0.01 m/s2
＝ 1.95 m/s2。
(2)由牛顿第二定律：2F－f＝ma，即a＝2mF－fm，则：2m＝20.5＝4，解得m＝0.5 kg；fm＝2，解得f＝1 N，则μ＝fmg＝0.2。
答案：(1)1.95 (2)0.5 0.2
23．为测量某电压表V1的内阻，某同学设计的电路如图1所示。可供选择的器材如下：
A．待测电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)
B．电压表V2(量程0～9 V，内阻约10 kΩ)
C．定值电阻R1(阻值为600 Ω)
D．定值电阻R2(阻值为6 kΩ)
E．滑动变阻器R(0～20 Ω)
F．直流电源(E＝10 V，内阻可不计)
G．开关S及导线若干
(1)定值电阻应选________(选填“R1”或“R2”)。
(2)在图2中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(3)实验测量得到的数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U1/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 2.80
U2/V 0 1.5 2.7 4.3 5.7 7.8 8.1
请在图3中描点作出U2U1图线，可得待测电压表V1的内阻为________ kΩ(保留两位有效数字)。
解析：(1)因电压表V1的内阻较大，若与R1串联，R1的分压很小，测量误差较大，故可将电压表V1与R2串联。
(2)实物图如图甲所示。
(3)根据描点法作出U2U1图像如图乙所示，由U2－U1R2＝U1RV，解得RV＝U1U2－U1R2＝1U2U1－1R2，由图像求得U2U1＝2.89，代入解得RV＝3.2 kΩ。
答案：(1)R2 (2)见解析图甲 (3)见解析图乙 3.2
24. 如图所示，让小球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动滑向A点，到达A孔进入半径R＝0.3 m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当小球进入圆轨道立即关闭A孔，已知摆线长为
L＝2.5 m，θ＝60°，小球质量为m＝1 kg，小球可视为质点，D点与小孔A的水平距离
s＝2 m，g取10 m/s2，试求：
(1)摆线能承受的最大拉力为多大？
(2)要使小球能进入圆轨道并能通过圆轨道的最高点，求小球与粗糙水平面间的动摩擦因数μ的范围。
[解析] (1)小球由C到D运动过程做圆周运动，摆球的机械能守恒，则有：
mgL(1－cos θ)＝12mvD2
小球运动到D点时，由牛顿第二定律可得：
Fm－mg＝mvD2L
联立两式解得：Fm＝2mg＝20 N。
(2)小球刚好能通过圆轨道的最高点时，在最高点由牛顿第二定律可得：
mg＝mv2R
小球从D到圆轨道的最高点过程中，由动能定理得：
－μmgs－2mgR＝12mv2－12mvD2
解得：μ＝0.25
即要使小球能进入圆轨道并能通过圆轨道的最高点，μ≤0.25。
[答案] (1)20 N (2)μ≤0.25
25. 一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向 ；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。
(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；
(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。
[解析] (1)粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称，如图(a)所示。
(2)设粒子从M点射入时速度的大小为v0，进入磁场的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为θ[如图(b)]，速度v沿电场方向的分量为v1。
根据牛顿第二定律有
qE＝ma ①
由运动学公式有
l′＝v0t ②
v1＝at ③
v1＝vcos θ ④
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得
qvB＝mv2R ⑤
由几何关系得
l＝2Rcos θ ⑥
联立①②③④⑤⑥式得
v0＝2El′Bl。 ⑦
(3)由运动学公式和题给数据得
v1＝v0cot π6 ⑧
联立①②③⑦⑧式得
qm＝43El′B2l2 ⑨
设粒子由M点运动到N点所用的时间为t′，则
t′＝2t＋2π2－π62πT ⑩
式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，
T＝2πmqB ⑪
由②⑦⑨⑩⑪式得
t′＝BlE1＋3πl18l′。 ⑫
[答案] (1)见解析 (2)2El′Bl
(3)43El′B2l2 BlE1＋3πl18l′
（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)下列说法中正确的是________。
A．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
B．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在永不停息地做无规则的热运动
C．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用
D．一定量的理想气体，如果压强 不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
E．一定量的理想气体，如果体积不变，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减少
(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：
(ⅰ)待测气体的压强；
(ⅱ)该仪器能够测量的最大压强。
解析：(1)分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得快，故A错误；布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则热运动，故B错误；伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用，故C正确；由理想气体状态方程pVT＝C可知，如果压强不变，体积增大，温度升高，那么它一定从外界吸热，故D正确；由理想气体状态方程pVT＝C可知，体积不变，当温度降低时，压强减小，分子每秒平均碰撞次数减小，故E正确。
(2)(ⅰ)水银面上升至M的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V，压强等于待测气体的压强p。提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高时，K1中水银面比顶端低h；设此时封闭气体的压强为p1，体积为V1，则
V＝V0＋14πd2l ①
V1＝14πd2h ②
由力学平衡条件得p1＝p＋ρhg ③
整个过程为等温过程，由玻意耳定律得
pV＝p1V1 ④
联立①②③④式得
p＝ρπgh2d24V0＋πd2l－h。 ⑤
(ⅱ)由题意知h≤l ⑥
联立⑤⑥式有p≤πρgl2d24V0 ⑦
该仪器能够测量的最大压强为pmax＝πρgl2d24V0。 ⑧
答案：(1)CDE (2)(ⅰ)ρπgh2d24V0＋πd2l－h (ⅱ)πρgl2d24V0
34．[物理——选修3–4]（15分）
(1)如图所示，P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点，PQ、QM的距离分别为3 m、2 m，一列简谐横波沿x轴向右传播。在t＝0时刻，波传播到质点P处并且P开始向下振动，经t＝3 s，波刚好传到质点Q，而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10 cm处。下列说法正确的是 ________。
A．该简谐波的波速为1 m/s
B．该简谐波的波长为12 m
C．当波传播到质点M时，质点P通过的路程为50 cm
D．当t＝5 s时，质点Q的加速度方向竖直向下
E．当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点
(2)如图所示是一透明物体的横截面，横截面为等腰直角三角形ABC，AB边长为a，底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射，进入透明物体后直接射到底面AC上，并恰好发生全反射，(已知光在真空中的传播速度为c)求：
(ⅰ)透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间；
(ⅱ)若光线从AB边中点沿平行于底面的方向射向透明物体，求光线最终离开透明物体时的出射角。
解析：(1)在t＝0时刻，波传播到质点P，经t＝3 s，波刚好传到质点Q，则v＝xt＝33 m/s＝1 m/s，故A正确； 在t＝0时刻，质点P开始向下振动，经t＝3 s，质点P恰好第一次到达最高点，则34T＝3 s，T＝4 s，根据v＝λT，可得λ＝vT＝4 m，故B错误；当波传播到质点M时，用时t′＝x′v＝5 s，即54T，质点P通过的路程为5A＝50 cm，故C正确；当t＝5 s时，质点Q已经振动了2 s，运动到了平衡位置，加速度为零，故D错误；质点M比质点Q晚运动了半个周期，当质点M运动到最高点时，质点Q恰好处于最低点，故E正确。
(2)(ⅰ)根据题意，光线射到AC面上时入射角度恰好为临界角C，由几何关系可知C＝45°，根据sin C＝1n可得n＝1sin C＝2
由几何关系可知光在透明物体中的传播路径长为a，设光在介质中的传播速度为v，有v＝cn，t＝av
可得t＝2ac。
(ⅱ)设此时光在AB面的入射角为i，折射角为r，由题意可知，i＝45°
根据公式n＝sin isin r
可得r＝30°
由几何关系可知β＝60°＞C＝45°，光线在BC面发生全反射。设光线在AC面的入射角为i′，折射角为r′，
根据几何关系，i′＝15°
根据公式n＝sin r′sin i′，解得r′＝arcsin3－12。
答案：(1)ACE (2)(ⅰ)2 2ac (ⅱ)arcsin3－12
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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