山东省2020年普通高中学业水平等级考试模拟卷（一）物理试题 Word版含解析

山东省2020年普通高中学业水平等级考试模拟卷（一）物理试题 Word版含解析

‎2020年山东省普通高中学业水平等级考试(模拟卷一)‎ 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1.根据热力学定律，判断下列说法正确的是（ ）‎ A. 空调在制冷过程中，从室内吸收的热量大于向室外放出的热量 B. 海水降低温度可以放出大量的热量，科技的不断进步使得人类有可能通过降低海水的温度来发电，从而解决能源短缺的问题 C. 即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能 D. 对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故A错误；‎ B．根据热力学第二定律降低海水温度要放出热量，但是要引起其他的变化，根据能量守恒定律，此方法不可能实行，选项B错误；‎ C．根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故C正确；‎ D．对能源的过度消耗使自然界的可利用的能源不断减少，形成“能源危机”，自然界中能量总是守恒的，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b是x轴上离坐标原点由近及远的两质点，图甲和图乙分别为x 轴上a、b两质点的振动图像，且xab为6m。下列说法正确的是（ ）‎ - 19 -‎ A. b比a点至少晚振动了个周期 B. 这列波的波速可能为2m/s C. 这列波的波速可能为6m/s D. a、b两点的相位差为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．波沿x轴正方向传播，由振动图象读出t=0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，而b位于波峰，b比a点至少晚振动了个周期，结合波形得到 ‎ ，n=0，1，2…‎ 得到波长为 ‎ ‎ 波速为 由于n是整数，当n=0时，v=6m/s。但是波速不能等于2m/s。故AB错误，C正确。 D．a、b两点的相位差为，故D错误。 故选C。‎ ‎3.如图所示，线圈的自感系数0.1H，电阻忽略不计，电容器的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S。下列判断正确的是（ ）‎ A. 开关断开后，线圈中有正弦交流电，其最大值0.5A B. 开关断开时，线圈两端的电压最大 C. 开关断开ms时，电容器左极板带正电 D. 开关断开2ms时，线圈中的电流沿ab方向 - 19 -‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．电路稳定后通过线圈的电流为 此时电容器带电量为零；开关断开后，在LC回路形成振荡电流，即线圈中有正弦交流电，其最大值为0.5A，此时线圈两端电压为零，选项A正确，B错误；‎ C．对LC振荡电路周期为 则开关断开时，电容器左极板带负电，右极板正电，选项C错误；‎ D．开关断开时，线圈中的电流沿ba方向，电容器反向充电，选项D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中（ ）‎ A. 电荷受电场力先不变后增大 B. 电荷受电场力方向不断变化 C. 电荷经过各点的电势不断增大 D. 电荷的电势能先不变后减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B点的场强大于A点，C点场强大于B点，则电荷受电场力一直增大，选项A错误；‎ B．在AB直线上场强方向垂直AB向下，在BC直线上场强方向沿CB向下，则电荷受电场力方向不变，选项B错误；‎ CD．在AB直线上的电势为零，而沿BC向上方向电势逐渐升高，则负电荷的电势能先不变后减小，选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ - 19 -‎ ‎5.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5 V，内阻为0.05Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10 A（车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60 A，电动机的线圈电阻为0.05Ω。下列论述正确的是（ ）‎ A. 车灯接通电动机未启动时，车灯的功率约为125W B. 电动机启动时，车灯的功率约为95W C. 电动机启动时输出的机械功率约为500W D. 电动机启动时，电源输出的功率约为570W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．车灯接通电动机未启动时，车灯两端电压 车灯的功率 选项A错误；‎ B．电动机启动时，车灯两端的电压 车灯的电阻 车灯的功率约为 选项B错误；‎ - 19 -‎ C．电动机启动时通过灯泡的电流 则通过电动机的电流为 ‎ ‎ 电动机的输出的机械功率约为 选项C错误；‎ D．电动机启动时，电源输出的功率约为 选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为a的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。g 取 10 m/s2。设加速度的方向向上为正、向下为负，则（ ）‎ A. b点应标注的加速度数值为-1m/s2‎ B. b点应标注的加速度数值为1m/s2‎ C. a点应标注的加速度数值为0.1m/s2‎ D. a点应标注的加速度数值为-0.1m/s2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】设刻度尺每小格为L，则下端悬吊0.9N重物与下端悬挂1.0N的重物时弹簧伸长10L，则 ‎1.0-0.9=k∙10L 当电梯加速度向上时，指针在b点，则由牛顿第二定律 解得 a1=0.1m/s2‎ 当电梯加速度向下时，指针在a点，则由牛顿第二定律 解得 a2=-0.1m/s2；‎ 故选D。‎ ‎7.一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，如图所示，空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方，重力大小为240 N。横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为37°，sin 37°=0.6。假定横梁对O点的拉力总沿OA方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向。下列判断正确的是（ ）‎ A. 如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁对O点的作用力将变大 B. 如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对O点的作用力将变大 C. 横梁对O点的拉力为160N D. 斜梁对O点的支持力为400N ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】对O点受力分析，由平衡知识可知横梁对O点的拉力为 斜梁对O点的支持力为 A．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，则θ角变大，则这时横梁对O点的作用力将变小，选项A错误；‎ B．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，则θ角变大，这时斜梁对O点的作用力将变小，选项B错误；‎ C．横梁对O点的拉力为 选项C错误；‎ D．斜梁对O点的支持力为 选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.a、b两物体的质量之比 ma：mb＝2：1，只在摩擦力作用下，它们同时以不同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，恰好同时停止，其v-t图像如图所示。此过程中（ ）‎ A. a、b两物体受到的摩擦力之比Fa:Fb=2:1‎ B. a、b两物体与水平面的摩擦系数之比μa:μb=2:1‎ C. a、b两物体受到的摩擦力的冲量之比Ia:Ib=1:1‎ D. a、b两物体受到的摩擦力做的功之比Wa:Wb=1:1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图像可知 a、b两物体加速度之比为1:2，则由f=ma可知受到的摩擦力之比 - 19 -‎ Fa:Fb=1:1，选项A错误；‎ B．根据可知，a、b两物体与水平面的摩擦系数之比μa:μb=1:2，选项B错误；‎ C．根据I=ft可知，a、b两物体受到的摩擦力的冲量之比Ia:Ib=1:1，选项C正确；‎ D．由图像可知a、b两物体位移之比为1:2，根据W=fs可知，两物体受到的摩擦力做的功之比Wa:Wb=1:2，选项D错误。‎ 故选C。‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9.如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于这种传感器的工作原理，下列说法正确的是（ ）‎ A. 这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是自感系数 B. 通过这种传感器线圈的电流是交流电 C. 软铁芯是敏感元件，线圈是转换元件 D. 当物体1向右移动时，线圈的自感系数增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，选项A错误；‎ B．当软铁芯插入或拔出线圈时，在线圈中产生方向相反的电流，则通过这种传感器线圈的电流是交流电，选项B正确；‎ C．因软铁芯的移动导致线圈中产生感应电流，则软铁芯是敏感元件，线圈是转换元件，选项C正确；‎ D．当物体1向右移动时，软铁芯插入线圈的深度减小，则线圈的自感系数减小，选项D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.如图所示，MN和PQ - 19 -‎ 是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，经过一段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，下列金属杆的速度随时间变化的可能图像是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．闭合开关时，金属杆的速度已经不为零，则图像AB都不可能，即AB错误；‎ CD．闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动；若安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动，在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动；若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动。综上所述故CD正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.如图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示，则（ ）‎ - 19 -‎ ‎ ‎ A. 吹冷风时触片P与bc两触点接触 B. 小风扇的内阻为8Ω C. 变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=3:11‎ D. 电热丝中的电流约为2.1A ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当电吹风机送出来的是冷风时，电路中只有电动机自己工作，触片P与触点b、c接触，故A正确； B．小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率，则风扇消耗内阻消耗的功率为8W；通过小风扇的电流 所以小风扇的内阻 故B正确； C．根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系 故C错误； D．电热丝消耗的功率为 P′=460W-60W=400W 则电热丝中的电流约为 ‎ ‎ 故D错误。 故选AB。‎ - 19 -‎ ‎12.2019年1月3日10时26分，大约1400kg重的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区，实现了人类探测器首次在月球背面着陆。着陆过程中，探测器在距月面100m处开始悬停，对障碍物和坡度进行识别，选定相对平坦的区域后，在7500N变推力发动机的作用下，开始缓速垂直下降，经过大约690s，距月球表面4m处发动机关闭，探测器自由下降，在缓冲机构的保护下，探测器平稳降落在月球表面。若假定地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.8倍，已知地球表面的重力加速度为9.8m/s2。下列判断正确的是（ ）‎ A. 探测器自由下落时的加速度约为1.75m/s2‎ B. 探测器落到月球表面时的速度约为8.85m/s C. 探测器从距月面100m处落到月球的过程中，克服发动机推力做功约为2.35×105J D. 若探测器与月面接触后的缓冲时间为2s，且落月后不跳起，则月面与探测器的平均相互作用力约为5110N ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据可得 选项A正确；‎ B．探测器落到月球表面时的速度约为 选项B错误； ‎ C．探测器从距月面100m处落到月球的过程中，克服发动机推力做功约为 选项C错误；‎ D．探测器接触月球表面时，由动量定理 解得 N=5110N - 19 -‎ 选项D正确。‎ 故选AD。‎ 三、非选择题：本题共小题，共60分。‎ ‎13.（1）在用单摆测量重力加速度的实验中，下面的叙述正确的是_______。‎ A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大 D.用刻度尺测量摆线的长度l，这就是单摆的摆长 E.释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期 ‎（2）某同学用单摆测重力加速度。实验时改变摆长，测出几组摆长l 和对应的周期T 的数据，作出l-T 2图像，如图所示。‎ ‎①利用 A、B 两点的坐标可求得重力加速度g，请写出重力加速度的表达式：__‎ ‎②本实验用l-T2图像计算重力加速度，是否可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差？____；请说明理由___________。‎ ‎【答案】 (1). ABE (2). (3). 可以 (4). 直线的斜率不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，选项A正确；‎ B.摆球尽量选择质量大些、体积小些，以减小振动过程中的阻力影响，选项B正确；‎ C.单摆摆动时摆角不超过5°，选项C错误；‎ D.用刻度尺测量摆线的长度l，加小球的半径就是单摆的摆长，选项D错误；‎ E.释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期，选项E正确。‎ - 19 -‎ 故选ABE。‎ ‎（2）①[2]．由周期公式，可得 则 ‎ ‎ 可得 ‎②[3][4]．由以上分析可知，若摆球的质量分布不均匀，但是直线的斜率不变，则计算重力加速度不会产生误差。‎ ‎14.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：‎ 照度（lx）‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ 电阻(k)‎ ‎75‎ ‎40‎ ‎28‎ ‎23‎ ‎20‎ ‎18 ‎ - 19 -‎ ‎①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线___________，并说明阻值随照度变化的特点_________．‎ ‎②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路．给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图_________．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）‎ 提供的器材如下：‎ 光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；‎ 定值电阻：R1=10k，R2=20k，R3=40k（限选其中之一并在图中标出）‎ 开关S及导线若干．‎ ‎【答案】 (1). 光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．‎ ‎ (2). 特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 (3). 电路原理图如图所示．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示． 特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小． ‎ - 19 -‎ ‎（2）电路原理图如图所示． 控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1．‎ ‎15.如图，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=2，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，求这部分光照射圆弧AC的弧长？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设该种材料的临界角为C，则 解得 C=30°‎ - 19 -‎ 如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则 ‎∠ADF=30°‎ 同理，若沿DG方向射入的光线刚好在BC面上发生全反射，则 ‎∠CDG=30°‎ 因此 ‎∠FDH=30°‎ 据几何关系可得,弧 ‎16.如图，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m0的球 C。现将 C 球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。求 A、B 两木块分离时，A、B、C 的速度大小？‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】小球C下落到最低点时，AB开始分离，此过程水平方向动量守恒．根据机械能守恒有 ‎ ‎ 取水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得 m0vC-2mvAB=0‎ - 19 -‎ 联立解得 ‎ ‎ ‎17.为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下：a．打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置；b．关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm；c．打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K；d．向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.6cm。已知容器C和管A的总体积为1000cm3，求被测固体的体积？‎ ‎【答案】7.8×10-5m3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设水银的密度为ρ，大气压强为p0，容器B体积为VB，矿物体积V． 以C、A、B中封闭的气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态．由玻意耳定律得 p0（VB+VC）=（p0+ρgh1）VC 以C中装入矿物质后C、A、B中气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态．由玻意耳定律得 p0（VB+VC-V）=（p0+ρgh2）（VC-V）‎ 解得 V≈7.8×10-5m3‎ - 19 -‎ ‎18.有一种研究带电粒子相互作用的装置简化后的情形如图所示，让高温气化的中性磷（）分子进入电离室A，在那里被电离成带正电的粒子和电子。某时刻一个三价磷粒子M从电离室缝S1飘出（速度可视为0），随即进入S1与S2之间的加速电场被加速，在缝S2处与静止的二价硼（）粒子N发生正碰（碰撞后质量与电量均不变），碰撞的恢复系数为，两物体碰撞后的分离速度与碰撞前的接近速度的比值叫做恢复系数。碰撞后两粒子均垂直进入匀强磁场，最后两粒子分别打在底片上的P、Q两点。缝S1、S2与O所在直线与底片垂直，加速电压U=5×104V，磁场宽度d=12cm，磁感应强度B=。中子和质子的质量均取1.6×10-27kg，电子的电量取1.6×10-19C。求：‎ ‎（1）粒子M射入缝S2时的速度为多大？‎ ‎（2）两粒子碰撞后的速度为多大？‎ ‎（3）P、Q两点之间的距离为多大？‎ ‎【答案】（1）106m/s；（2） ，106m/s；（3）2cm ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子M在加速电场中，由动能定理可得 解得射入缝S2时的速度为 ‎ ‎ ‎（2）两粒子碰撞时满足动量守恒，则 其中 - 19 -‎ 解得 ‎ ‎ 两粒子在磁场中运动的半径分别为 ‎ ‎ 由几何关系可知 ‎ ‎ 则 - 19 -‎