2020高考物理模擬卷含答案解析(1)

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2020高考物理模擬卷(1) (建議用時:60分鐘滿分:110分)二、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分.在每小題給出的四個選項中,第1418題只有一項符合題目要求,第1921題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)14.關(guān)于原子核的變化、核能及核力,下列說法正確的是()A.核力是一種弱相互作用,只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間B.某原子經(jīng)過一次衰變和兩次衰變后,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變C.放射性原子核X發(fā)生衰變,生成物的結(jié)合能一定小于X的結(jié)合能D.92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n是太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應之一15.如圖所示,半球形物體A和小球B緊靠著放在一固定斜面上,并處于靜止狀態(tài),忽略小球B表面的摩擦,用水平力F沿物體A表面將小球B緩慢拉至物體A的最高點C,物體A始終保持靜止狀態(tài),則下列說法中正確的是()A.物體A受到4個力的作用B.物體A受到斜面的摩擦力大小始終不變C.小球B對物體A的壓力大小始終不變D.小球B對物體A的壓力大小一直增加16.如圖所示,質(zhì)量為m,長為l的銅棒ab,用長度也為l的兩根輕導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B,未通電時,輕導線靜止在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為,則()A.棒中電流的方向為baB.棒中電流的大小為mgtanBlC.棒中電流的大小為mg(1-cos)BlsinD.若只增大輕導線的長度,則角變大17.如圖所示,一個箱子內(nèi)放置質(zhì)量為m的物體,現(xiàn)讓箱子以初速度為零從高空釋放,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度成正比,在箱子下落過程中,下列說法正確的是()A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力B.箱內(nèi)物體對箱子底部剛開始存在壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸減小直到為零C.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大D.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時小18.教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R0供電,電路如圖(甲)所示,所產(chǎn)生的交變電壓隨時間變化規(guī)律如圖(乙)所示,C是耐壓值為2.5 V的電容器,R是滑動變阻器,所有電表均為理想電表.則()A.副線圈輸出的電流頻率為0.5 HzB.各電表的示數(shù)均為瞬時值C.若原副線圈的匝數(shù)比為101,則電容器不會被擊穿D.滑動變阻器滑片P向下移動時,電流表A1,A2的示數(shù)均增大19.有一傾角為30的光滑斜面,勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在斜面底端,上端與一質(zhì)量為m的滑塊A連接,A處于靜止狀態(tài).另一質(zhì)量也是m的滑塊B在距離滑塊A為L處由靜止釋放,A,B相碰后粘在一起沿斜面向下運動,A,B均可以視為質(zhì)點,則下列說法正確的是()A.滑塊B與A碰撞前瞬間B的速度為v0=gL2B.AB滑塊相碰前彈簧所具有的彈性勢能為Ep=m2g28kC.整個過程損失的機械能為14mgLD.當A,B滑塊速度減為零時彈簧彈力的大小為mg20.如圖所示,一個帶電荷量為-Q的點電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點.另一個帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的點電荷乙,從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動,運動到B點時速度為v,且為運動過程中速度的最小值.已知點電荷乙受到的阻力大小恒為f,A,B間距離為L0,靜電力常量為k,則下列說法正確的是()A.點電荷乙從A點向甲運動的過程中,加速度先減小再增大B.點電荷乙從A點向甲運動的過程中,其電勢能先增大再減小C.OB間的距離為kQqfD.在點電荷甲形成的電場中,AB間電勢差UAB=fL0+12mv2q21.如圖所示,電阻不計的兩光滑平行導軌固定在絕緣水平面上,導軌間距為1 m,導軌中部有一直徑也為1 m的圓形勻強磁場區(qū)域,與兩導軌相切于M,N兩點.磁感應強度大小為1 T、方向豎直向下,長度略大于1 m的金屬棒垂直導軌水平放置在磁場區(qū)域中,并與區(qū)域圓直徑MN重合.金屬棒的有效電阻為0.5 ,一勁度系數(shù)為3 N/m的水平輕質(zhì)彈簧一端與金屬棒中心相連,另一端固定在墻壁上,此時彈簧恰好處于原長.兩導軌通過一阻值為1 的電阻與一電動勢為4 V、內(nèi)阻為0.5 的電源相連,導軌電阻不計.若開關(guān)S閉合一段時間后,金屬棒停在導軌上某位置,下列說法正確的是()A.金屬棒停止的位置在MN的右側(cè)B.停止時,金屬棒中的電流為4 AC.停止時,金屬棒到MN的距離為0.4 mD.停止時,金屬棒受到的安培力大小為2 N三、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分,第2225題為必考題,每個試題考生都必須作答.第3334題為選考題,考生根據(jù)要求作答)(一)必考題:共47分.22.(6分)甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖(甲)、(乙)、(丙)所示的實驗裝置,驗證“當質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律.已知他們使用的小車完全相同,小車的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m,試回答下列問題:(1)甲、乙、丙實驗中,必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組是.A.甲、丙B.甲、乙C.甲、乙、丙(2)實驗時,必須滿足“M遠大于m”的實驗小組是.(3)實驗時,甲、乙、丙三組同學的操作均完全正確,他們作出的aF圖線如圖(丁)中A,B,C所示,則甲、乙、丙三組實驗對應的圖線依次是,.23.(9分)某同學設(shè)計如圖(a)所示電路來測量未知電阻Rx的阻值和電源電動勢E.實驗器材有:電源(內(nèi)阻不計),待測電阻Rx(約為5 ),電壓表V(量程為3 V,內(nèi)阻約為1 k),電流表(量程為 0.6 A,內(nèi)阻約為2 ),電阻R0(阻值3.2 ),電阻箱R(099.9 ),單刀單擲開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導線若干.(1)根據(jù)圖(a)所示電路圖用筆畫線代替導線在圖(b)中完成實物電路的連接.(2)閉合開關(guān)S1,將S2撥至1位置,調(diào)節(jié)電阻箱,測得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.97 V和0.45 A;再將S2撥至2位置,調(diào)節(jié)電阻箱,測得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.70 V和0.54 A.由上述數(shù)據(jù)可測算出待測電阻Rx=(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).(3)拆去電壓表,閉合開關(guān)S1,保持開關(guān)S2與2的連接不變,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表示數(shù)I和相應電阻箱的阻值R,以1I為縱坐標,R為橫坐標,作1IR圖線如圖(c)所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢E=V.實驗中,隨著電阻箱阻值的改變,電阻箱消耗的功率P會發(fā)生變化,當電阻箱阻值R=時,電阻箱消耗的功率最大.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)24.(12分)如圖,是某科技小組制作的嫦娥四號模擬裝置示意圖,用來演示嫦娥四號空中懸停和著陸后的分離過程,它由著陸器和巡視器兩部分組成,其中著陸器內(nèi)部有噴氣發(fā)動機,底部有噴氣孔,在連接巡視器的一側(cè)有彈射器.演示過程:先讓發(fā)動機豎直向下噴氣,使整個裝置豎直上升至某個位置處于懸停狀態(tài),然后讓裝置慢慢下落到水平面上,再啟動彈射器使著陸器和巡視器瞬間分離,向相反方向做減速直線運動.若兩者均停止運動時相距為L,著陸器(含彈射器)和巡視器的質(zhì)量分別為M和m,與地面間的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度為g,發(fā)動機噴氣口截面積為S,噴出氣體的密度為;不計噴出氣體對整體質(zhì)量的影響.求:(1)裝置懸停時噴出氣體的速度.(2)彈射器給著陸器和巡視器提供的動能之和.25.(20分)如圖所示為xOy平面直角坐標系,在x=a處有一平行于y軸的直線MN,在x=4a處放置一平行于y軸的熒光屏,熒光屏與x軸交點為Q,在第一象限內(nèi)直線MN與熒光屏之間存在沿y軸負方向的勻強電場.原點O處放置一帶電粒子發(fā)射裝置,它可以連續(xù)不斷地發(fā)射同種初速度大小為v0的帶正電粒子,調(diào)節(jié)坐標原點處的帶電粒子發(fā)射裝置,使其在xOy平面內(nèi)沿不同方向?qū)щ娏Ｗ由淙氲谝幌笙?速度與x軸正方向間的夾角為02).若在第一象限內(nèi)直線MN的左側(cè)加一垂直xOy平面向外的勻強磁場,這些帶電粒子穿過該磁場后都能垂直進入電場.已知勻強磁場的磁感應強度大小為B,帶電粒子的比荷qm=v0Ba,電場強度大小E=12Bv0,不計帶電粒子重力,求:(1)粒子從發(fā)射到到達熒光屏的最長時間.(2)符合條件的磁場區(qū)域的最小面積.(3)粒子打到熒光屏上距Q點的最遠距離.(二)選考題:共15分.(請考生從給出的2道物理題中任選一題作答)33.物理選修33(15分)(1)(5分)下列說法正確的是.(填正確答案標號.選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分.每選錯1個扣3分,最低得分為0分)A.懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動,這反映了水分子運動的無規(guī)則性B.隨著分子間距離的增大,分子間相互作用力可能先減小后增大C.隨著分子間距離的增大,分子勢能一定先減小后增大D.壓強是組成物質(zhì)的分子平均動能的標志E.在真空和高溫條件下,可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素(2)(10分)如圖所示,內(nèi)壁光滑、橫截面積不同的兩個連在一起的圓柱形絕熱汽缸水平放置,左右兩部分橫截面積之比為21,汽缸左側(cè)有一導熱活塞A,汽缸右側(cè)有一絕熱活塞B,活塞A距左側(cè)汽缸底及距兩汽缸連接處的距離均為L,活塞B距兩汽缸連接處的距離也為L,汽缸右側(cè)足夠長且與大氣連通,兩活塞的厚度均可忽略不計.汽缸左側(cè)和兩活塞A,B之間各封閉一定質(zhì)量的理想氣體,初始時兩汽缸內(nèi)氣體的溫度均為27 ,壓強等于外界大氣壓p0.現(xiàn)通過電熱絲給汽缸左側(cè)的氣體緩慢加熱,使汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體溫度升到800 K,求此時汽缸左側(cè)氣體的壓強p1和此過程中活塞B移動的距離d.34.物理選修34(15分)(1)(5分)如圖所示為直角三棱鏡的截面,其中AB邊長為L,AC邊長為L2,C=90,一束單色光從AB面上的D點以與BD成45角射入,結(jié)果折射光線剛好到達BC邊的中點E,BD=14L,則玻璃對此單色光的折射率為,光線在BC面上(選填“會”或“不會”)發(fā)生全反射.(2)(10分)一簡諧橫波沿x軸傳播,圖(甲)為該波在t=1 s 時刻的波形圖,圖(乙)是波傳播路徑上某質(zhì)點的振動圖象.若圖(乙)是質(zhì)點Q的振動圖象,試判斷波的傳播方向并求出波傳播的速度大小.若波沿x軸負方向傳播,寫出質(zhì)點P的振動方程,并求出t=4.5 s時,質(zhì)點P離開平衡位置的位移.參考答案14.B核力是強相互作用,是短程力,且每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力的作用,故A錯誤;衰變的過程中電荷數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4,衰變的過程中電荷數(shù)增加1,質(zhì)量數(shù)不變,某原子核經(jīng)過一次衰變和兩次衰變后,電荷數(shù)不變,即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變,故B正確;放射性原子核X發(fā)生衰變,要釋放能量,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來X的結(jié)合能,故C錯誤;太陽內(nèi)部的反應是聚變反應,故D錯誤.15.A物體A受重力、壓力、支持力和靜摩擦力,共4個力的作用,A正確;對A,B整體分析,受拉力、重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,有f=(M+m)sin +Fcos ,對球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三個力構(gòu)成首尾相連的矢量三角形,如圖所示,將小球B緩慢拉至物體A的最高點過程中,變小,故支持力FN變小,拉力F也變小,靜摩擦力減小,由牛頓第三定律知,B對A的壓力變小,故B,C,D錯誤.16.C根據(jù)導體棒受到的安培力方向可知,電流的方向由a到b,故A錯誤;根據(jù)動能定理可知,BIl2sin -mgl(1-cos )=0-0,解得I=mg(1-cos)Blsin,故B錯誤,C正確;根據(jù)以上分析可知,最大偏轉(zhuǎn)角與導線的長度無關(guān),故D錯誤.17.C以箱子和物體m整體為研究對象,設(shè)總質(zhì)量為M,根據(jù)牛頓第二定律得Mg-f=Ma,得a=g-fM=g-kvM,隔離物體研究,根據(jù)牛頓第二定律得mg-FN=ma,得FN=mg-ma=mg-m(g-kvM)=kmMvv,剛開始時速度v=0,支持力FN=0,隨著速度的增大,支持力FN增大,箱內(nèi)物體對箱子底部剛開始沒有壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸增大,箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大,故C正確,A,B,D錯誤.18.D根據(jù)圖(乙)知交流電的周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,故A錯誤;電流表、電壓表的示數(shù)表示的是有效值,故B錯誤;由題意知,原線圈的最大電壓為31.1 V,則副線圈兩端的最大電壓U2=11031.1 V=3.11 V,而電容器的耐壓值為2.5 V,則電容器會被擊穿,故C錯誤;滑動變阻器的滑片向下滑動,電阻減小,而副線圈電壓不變,副線圈中的電流增大,原線圈中的電流也增大,即兩個電流表的示數(shù)都增大,故D正確.19.BC滑塊B下滑距離L的過程,由動能定理可得mgLsin 30=12mv02,解得v0=gL,故A錯誤;碰撞前A處于平衡狀態(tài),有mgsin 30=kx,彈性勢能為Ep=12kx2=12k(mg2k)2=m2g28k,故B正確;兩滑塊在碰撞過程中動量守恒,有mv0=2mv1,損失的機械能為E=12mv02-122mv12=14mv02=14mgL,故C正確;AB系統(tǒng)的平衡位置為kx=2mgsin 30=mg,當彈簧彈力的大小為mg時,AB兩個滑塊恰好運動到平衡位置,此時速度最大,故D錯誤.20.AC點電荷乙從A點向甲運動的過程中,受向左的庫侖力和向右的摩擦力,兩球靠近過程中庫侖力逐漸增大,點電荷乙先減速后加速,所以加速度先減小后增大,故A正確;點電荷乙向左運動過程中庫侖力一直做正功,因此電勢能一直減小,故B錯誤;當速度最小時有f=F庫=kQqr2,解得r=kQqf,故C正確;點電荷從A運動到B過程中,根據(jù)動能定理有qUAB-fL0=12mv2-12mv02,解得UAB=fL0+12mv2-12mv02q,故D錯誤.21.AC由金屬棒中電流方向從M到N可知金屬棒所受的安培力向右,A正確;停止時金屬棒中的電流I=ER+R0+r=2 A,B錯誤;設(shè)金屬棒向右移動的距離為x,金屬棒在磁場中的長度為2y,kx=BI(2y),x2+y2=L22,解得x=0.4 m,y=0.3 m,金屬棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2 N,C正確,D錯誤.22.解析:(1)(甲)、(乙)、(丙)三個圖小車與長木板之間都有摩擦力,為保證小車受到的拉力就是所受的合力,所以都需要平衡摩擦力.故C正確.(2)(乙)、(丙)兩圖繩上的力由彈簧測力計和力傳感器直接讀出,不需要用重物的重力代替,所以不需滿足Mm.(甲)圖用重物的重力代替繩的拉力,必須滿足Mm.(3)(甲)圖用重物的重力代替繩子的拉力,需滿足Mm,隨著m的增大,不滿足Mm時,圖象出現(xiàn)彎曲,所以甲組對應的是C;(乙)、(丙)圖根據(jù)拉力相等時,加速度a乙a丙,從而判斷乙組對應A,丙組對應B.答案:(1)C(2)甲(3)CAB評分標準:第(1)問1分,第(2)問2分,第(3)問每空1分.23.解析:(1)實物電路連線如圖所示.(2)當開關(guān)S1閉合,S2撥至1位置時,由歐姆定律可得U1=I1(RA+Rx),當S2撥至2位置時,由歐姆定律可得U2=I2(RA+R0),聯(lián)立解得RA=1.8 ,Rx=4.8 .(3)由閉合電路歐姆定律可得E=I(RA+R0+R),變形得1I=1ER+RA+R0E,可由斜率求得E=5.0 V,或由截距及RA=1.8 求得E=5.0 V;電阻箱消耗的功率P=I2R=E2(RA+R0+R)2R=E2(R-RA-R0)2R+4(RA+R0),當R=RA+R0=5.0 時,電阻箱消耗的功率最大.答案:(1)見解析圖(2)4.8(3)5.05.0評分標準:第(1)問3分,第(2)問2分,第(3)問每空2分.24.解析:(1)懸停時氣體對模擬裝置的作用力為F,F=(M+m)g(1分)取t時間噴出的氣體為研究對象,由動量定理Ft=(Svt)v(2分)解得v=(M+m)gS.(1分)(2)彈射過程水平方向動量守恒Mv1-mv2=0(2分)著陸器和巡視器減速運動的距離分別為L1和L2,由動能定理得-MgL1=0-12Mv12(1分)-mgL2=0-12mv22(1分)L=L1+L2(1分)彈射器提供的總動能Ek=12Mv12+12mv22(2分)解得Ek=MmgLM+mM2+m2.(1分)答案:(1)(M+m)gS(2)MmgLM+mM2+m225.解析:(1)由題意知,粒子在磁場中做勻速圓周運動,速度沿y軸正方向的粒子在磁場中運動的時間最長,t1=m2qB=a2v0(2分)粒子進入電場到到達熒光屏,在x軸方向做勻速直線運動,運動時間t2=4a-av0=3av0(1分)故粒子從發(fā)射到到達熒光屏的最長時間t=t1+t2=(+6)a2v0.(1分)(2)帶電粒子在磁場內(nèi)做勻速圓周運動,有qv0B=mv02R(2分)解得R=a(1分)由于帶電粒子的入射方向不同,若磁場充滿紙面,它們所對應的運動軌跡如圖所示.為使這些帶電粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后都能垂直直線MN進入電場,由圖可知,它們必須從經(jīng)O點做圓周運動的各圓的最高點飛離磁場.設(shè)磁場邊界上P點的坐標為(x,y),則應滿足方程x=Rsin ,y=R(1-cos ),(2分)所以磁場邊界的方程為x2+(y-R)2=R2(1分)以=2的角度射入磁場區(qū)域的粒子的運動軌跡(x-R)2+y2=R2即為所求磁場另一側(cè)的邊界,因此,符合題目要求的最小磁場的范圍應是圓x2+(y-R)2=R2與圓(x-R)2+y2=R2的交集部分(圖中陰影部分),(1分)由幾何關(guān)系,可以求得符合條件的磁場的最小面積為Smin=(2-1)a2.(2分)(3)帶電粒子在電場中做類平拋運動,分析可知所有粒子在熒光屏左側(cè)穿出電場,設(shè)粒子在電場中的運動時間為t,豎直方向的位移為y,水平方向的位移為l,則l=v0t(1分)y=12qEmt2(1分)又E=12Bv0聯(lián)立解得l=4ay(1分)設(shè)粒子最終打在熒光屏的最遠點距Q點為h,粒子射出電場時的夾角為,有tan =vyvx=qElmv02=ya(1分)h=(4a-a-l)tan =(3a-4ay)ya=(3a-4ay)4ay2a(1分)則當3a-4ay=4ay時,即y=916a時,h有最大值hmax=98a.(2分)答案:(1)(+6)a2v0(2)(2-1)a2(3)98a33.解析:(1)布朗運動是懸浮在水中的花粉顆粒的運動,是由于受到水分子的撞擊不平衡而發(fā)生的,反映水分子做永不停息的無規(guī)則運動,故A正確;當分子間距rr0時,分子力表現(xiàn)為引力,r增大,分子力先增大后減小,故B正確;若分子間距rr0,分子間距增大,分子力做負功,分子勢能一直增大,故C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,故D錯誤;在真空和高溫條件下,可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素,故E正確.(2)初始狀態(tài)汽缸左側(cè)的氣體溫度為T1=27 =300 K,設(shè)左右兩部分橫截面積分別為2S和S,當活塞A剛好移動到汽缸連接處時氣體的溫度為T0,移動過程中氣體的壓強保持不變,根據(jù)蓋呂薩克定律有L2ST1=2L2ST0(2分)代入數(shù)據(jù)解得T0=600 K(1分)即當汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體溫度為800 K之前,活塞A已經(jīng)移動到了兩汽缸的連接處,之后體積不再變化,對汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p0L2ST1=p12L2ST2(2分)代入數(shù)據(jù)解得p1=43p0(1分)因活塞A導熱,兩活塞AB之間的氣體溫度也升高,在變化過程中壓強不變,根據(jù)蓋呂薩克定律得L2S+LST1=xST2(2分)代入數(shù)據(jù)解得x=8L(1分)活塞B移動的距離d=x-L=7L.(1分)答案:(1)ABE(2)43p07L34.解析:(1)AB邊長為L,AC邊長為L2,由幾何關(guān)系可知,B=30,BC=32L,BE=34L,如圖所示,光在AB面的折射角r=30,由公式n=sinisinr=sin45sin30=2,光線在BC面上的入射角為60,由sin C=1n,得C=45,由于入射角大于臨界角,因此光線在BC面上會發(fā)生全反射.(2)由題圖(乙)可知,t=1 s時,質(zhì)點Q在平衡位置且沿y軸正方向振動.由波的傳播與振動的關(guān)系可知,波沿x軸正方向傳播(1分)由題圖(甲)可知,波長=4 m(1分)由題圖(乙)可知周期T=4 s(1分)因此波傳播的速度大小v=T=1 m/s.(2分)由圖(甲)、(乙)知,A=2 cm,T=4 s,在t=0時刻質(zhì)點P在平衡位置,且沿y軸正方向運動,因此質(zhì)點P的振動方程y=Asin(2Tt)=2sin(2t)cm,(3分)當t=4.5 s時,y=2sin(24.5)cm=2 cm.(2分)答案:(1)2會(2)波沿x軸正方向傳播1 m/sy=2sin(2t)cm2 cm