【物理】山东省2020届高三下学期高考压轴模拟考试试题（解析版）

【物理】山东省2020届高三下学期高考压轴模拟考试试题（解析版）

山东省2020届高三下学期高考压轴模拟考试 第Ⅰ卷 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.如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面足够大，斜面上P点到斜面底端的距离l=‎3.5m。现将一可视为质点的小球从P点以‎1m/s的速度在斜面所在的平面内抛出，已知重力加速度g=‎10m/s2，则小球运动至斜面底端的时间可能为（　　）‎ A. 0.6‎s B. 1.2s C. 0.8s D. 2.1s ‎【答案】B ‎【详解】ABCD．由题可知，光滑斜面足够大，小球以的初速度沿斜面抛出，但抛出速度的方向未知，则当小球速度方向与斜面平行向上做匀变速直线运动时，小球在斜面上运动的时间最长，由匀变速直线运动规律可得：‎ 又因为 代入数据为：‎ 求解得：‎ 当小球初速度方向平行斜面向下做匀加速直线运动时，小球在在斜面上运动的时间为最短时间，则同理代入数据可得：‎ 求解得：‎ 设小球在斜面上运动的时间可能为t，则有：‎ 故选项B符合，所以选项ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎2.‎2020年1月16日环球网报道，银河航天首发星在酒泉卫星发射中心搭载快舟一号甲运载火箭发射成功，成为中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星。该卫星的轨道高度为200～2000千米。则该卫星与地球同步卫星相比（　　）‎ A. 向心加速度大 B. 周期大 ‎ C. 线速度小 D. 角速度小 ‎【答案】A ‎【详解】同步卫星的高度约为36000千米，则该卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据 可得 ‎ ‎ 可知，该卫星与地球同步卫星相比向心加速度大，周期小，线速度大，角速度大。‎ 故选A。‎ ‎3.如图所示，光滑斜面倾角为θ，固定挡板与斜面垂直，斜面与挡板之间放置一个半球形物体A，上面叠放着半径与物体A相同的B球，A、B的质量分别为m和‎3m，系统处于静止状态。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 如果θ=30°，物体A对斜面的压力大小为 B. 如果θ=30°，B球对挡板的压力大小为mg C. 如果给物体A施加沿斜面向上的力使其向上缓慢滑动，则B球接触斜面前对挡板的压力逐渐增大 D. 如果给物体A施加沿斜面向上的力使其向上缓慢滑动，则B球接触斜面前对物体A的压力逐渐减小 ‎【答案】C ‎【详解】A．如果θ=30°，则对AB的整体可知，物体A对斜面的压力大小为 选项A错误；‎ B．如果θ=30°，对B球受力分析可知，B球对挡板的压力大小为 选项B错误；‎ CD．画出球B的受力图如图，由图可知，如果给物体A施加沿斜面向上的力使其向上缓慢滑动，在B球接触斜面前，物体A对物体B的支持力逐渐变大，挡板对球B的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，B球对物体A的压力逐渐变大，对挡板的压力逐渐增大，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.新型冠状病毒在世界范围内肆虐，给我们的生命财产造成了重大损失。为了杀死病毒，预防传染，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液(如图所示)，两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子做布朗运动的结果 B. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关 C. 使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体蒸发的缘故 D. 使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，内能不变 ‎【答案】C ‎【详解】AB．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子的扩散运动的结果，证明了酒精分子在不停地做无规则运动，AB错误；‎ C．因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散现象，C正确；‎ D．洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，温度不变分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，分子势能增大，所以，内能增大，D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，在某匀强电场中有一个正六面体，边长l=‎1m，已知A、D、H、G点的电势分别为、、、，则下列说法正确的是（　　）‎ A. F点的电势为14V B. B点的电势为6V C. 匀强电场的场强大小为8V/m，方向沿DH水平向右 D. 匀强电场的场强大小为V/m，方向沿GD斜向上 ‎【答案】D ‎【详解】A．因AD与FG平行，则 因则 选项A错误；‎ B．因AB与HG平行，则 则 选项B错误；‎ CD．因AD和FG都是等势面，可知场强方向垂直于AD和FG，沿GD斜向上，场强大小为 选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小娜同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则 B. 如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过(b，0)点的一系列直线 C. 如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到一系列平行的倾斜直线 D. 普朗克常量 ‎【答案】C ‎【详解】A．如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律：则由图乙可得该金属的逸出功 由图丙可得该金属的逸出功：‎ 故有：‎ 故A错误；‎ B．如果研究不同金属光电效应的规律，则根据：‎ 可判断不同的金属不同，故当时，对应的不同，故在图乙中将得不到经过(b，0)点的一系列直线，故B错误；‎ C．如果研究不同金属光电效应的规律，则根据：‎ 可判断直线的斜率k为：‎ 故在图丙中将得到一系列平行的倾斜直线，故C正确；‎ D．由图乙可得普朗克常量：‎ 由图丙可得，直线斜率k有：‎ 所以联立求得：‎ 故D错误；‎ 故选C。‎ ‎7.在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表都是理想电表，A、B为小灯泡，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，C为电容很大的电容器，闭合开关S后小灯泡均发光。现将滑动变阻器R1的滑片P向右缓慢滑动一段距离，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数增大 C 小灯泡A、B均变亮 D. 当电路稳定后，断开开关S，小灯泡A、B均立刻熄灭 ‎【答案】B ‎【详解】AB．滑动变阻器R1的滑片P向右缓慢滑动一段距离，R1阻值变小，B小灯泡和滑动变阻器以及R2并联后的电阻值变小，根据闭合电路的欧姆定律 电流表的示数变大，电压表的示数 电压表的示数增大，A错误正确；‎ C．因为外电阻变小，所以路短电压变小， 根据 并联电路两段的电压变小，即B灯两端的电压变小，B灯变暗，A灯两端的电压变大，A灯变亮，C错误；‎ D．当电路稳定后，给电容器充了电，断开开关S后，电容器和A灯组成的一个闭合回路，电容器放电通过A灯，A灯不立即熄灭，B灯因为电路成了断路，B灯立即熄灭，D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.在空中的O点将一可视为质点的小球以速度v0水平抛出，经时间t1小球经过P1点，速度方向偏转了45°角；如果在O点将该小球以速度3v0水平抛出，经时间t2小球经过P2点，速度方向也偏转了45°角，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. O点到P1点和O点到P2点的水平距离之比为1：9‎ B. O点到P1点和O点到P2点的竖直距离之比为1：3‎ C. 小球经过P1点、P2点时动能之比为1：3‎ D. OP1、OP2与水平方向夹角的正切值之比为1：9‎ ‎【答案】A ‎【详解】AB．由题意可知，在P1点时的竖直速度为v0，则P2点时的竖直速度为3v0，则根据vy=gt可知，从O到P1与从O到P2的时间之比1:3，根据x=vt可知O点到P1点和O点到P2点的水平距离之比为1：9；根据可知，O点到P1点和O点到P2点的竖直距离之比为1：9，选项A正确，B错误；‎ C．经过P1点时的速度为，经过P2点时的速度为，则根据可知，小球经过P1点、P2点时动能之比为1：9，选项C错误；‎ D．根据平抛运动的推论可知，速度的偏向角的正切值等于位移偏转角的正切的2倍，由于速度偏向角相等，可知OP1、OP2与水平方向夹角的正切值之比为1：1，选项D错误。‎ 故选A。‎ 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。‎ ‎9.一列简谐横波在均匀介质中传播，t=0.1s时的波形图如图甲所示，A、B是介质中的两个质点，质点B的振动图象如图乙所示。分析图象可知（　　）‎ A. 波沿着x轴负方向传播 B. 波速大小为‎20m/s C. t=0.65s时质点B的加速度为正向最大值 D. t=0.1s到t=0.5s时间内质点通过的路程为‎0.8m ‎【答案】BD ‎【详解】A．由图乙知时，质点在平衡位置且向下振动，由图甲根据微平移法可知，波沿轴向正方向传播，A错误；‎ B．由图甲知这列波的波长，由图乙知波的周期，波的传播速度大小为 B正确；‎ C．当时，此时质点在正方向最大位移处，那么质点加速度为负方向最大值，C错误；‎ D．到时间是，质点通过的路程是，即，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示，物体M套在光滑水平直杆上，定滑轮上边缘与水平杆间的竖直距离为h。系在物体M上的细线跨过定滑轮与物体N相连，开始时定滑轮左侧连接物体M的细线与水平方向的夹角为，将物体N由静止释放，其下落过程中不会落到地面。已知细线无弹性且不计与滑轮间的摩擦，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体N下落过程中机械能守恒 B. 物体N下落过程中细线的弹力不会一直大于物体N的重力 C. 物体N下落过程中，其重力势能转化为物体M的动能 D. 物体M运动到左侧滑轮正下方时速度最大 ‎【答案】BD ‎【详解】A．物体N下落过程，细绳的拉力要对物体N做功，则机械能不守恒，选项A错误；‎ B．两物体的速度关系，开始时物体N的速度为零，当物块M运动到左侧滑轮正下方时，物块N的速度又变为零，可知物体N下落过程中，速度先增加后减小，先失重后超重，则物体N下落过程中细线的弹力不会一直大于物体N的重力，选项B正确；‎ C．物体N下落过程中，其重力势能转化为物体M和物体N的动能之和，选项C错误；‎ D．由于物体M向右运动到左侧滑轮正下方的过程中，绳子的拉力一直对物体M做正功，则动能增加，运动到左侧滑轮正下方时速度最大，选项D正确。‎ 故选BD。‎ ‎11.如图所示，发电厂的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线的总电阻为r，用户的工作电压也为U。下列说法正确的是（　　）‎ A. mn＞1‎ B. 输电导线上损失的功率为 C. 在用电高峰时，升压变压器的输出功率变大 D. 同时增大m、n能够减小输电导线上损耗的功率 ‎【答案】CD ‎【详解】A．由于升压变压器输入电压为U，降压变压器输出电压为U，则升压变压器输出电压 降压变压器输入为 若变压器的输电功率为P，用户得到的功率为P′，由于在输电线上有电压损失，所以 而 则 整理可得 选项A错误；‎ B．线路损失的电压 损失的功率 由以上式子代入求得 选项B错误。‎ C．当用电高峰时，用户的电流总和变大，故升压变压器的输出功率变大，选项C正确；‎ D．由前面分析得到的可知，同事增大m、n，能够减小输电线上损耗的功率，选项D正确。‎ 故选CD。‎ ‎12.如图所示，间距L=‎0.5m的平行导轨竖直放置，导轨上端与电阻R连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场。现将质量m=‎0.1kg的导体棒从虚线上方h1处垂直于导轨由静止释放，经时间t1后导体棒进入磁场且恰好以速度v0做匀速直线运动，匀速运动t2=2s后给导体棒施加一竖直向上的恒力F=2N，并且由于磁感应强度发生变化回路中不再产生感应电流，再经过t3=0.2s导体棒的速度减为零。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度g=‎10m/s2，关于导体棒由静止释放到速度减为零的过程，下列说法正确的是（　　）‎ A. v0=‎2m/s B. hl=‎‎2m C. 回路中磁通量的最大值为0.4Wb D. 回路中产生的焦耳热为4J ‎【答案】ACD ‎【详解】A．给导体棒施加一个竖直向上的恒力后，回路中无电流，导体棒不受安培力作用，导体棒做匀减速直线运动，根据 加速度大小g，经过 速度减为零，则由 A正确；‎ B．根据 解得 B错误；‎ C．导体棒进入匀强磁场运动后回路中磁通量达到最大，2s时间内导体棒的位移 则回路磁通量的最大值为 C正确；‎ D．根据能量守恒定律可知整个过程中回路中产生的焦耳热与匀速运动阶段重力势能的减少量相等 D正确。故选ACD。‎ 第Ⅱ卷 二、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13.某实验小组用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力的关系。‎ ‎（1）如图乙所示为实验中打出的一条纸带，纸带上相邻两个计数点之间还有4个点迹未标出。已知所用电源的频率为50Hz，由纸带上标出的数据可知小车的加速度大小为a=_____________________m/s2。‎ ‎（2）实验中保持小车的总质量M不变，若将力传感器的示数作为小车受到的合力F。如果根据实验数据作出的F－a图象如图丙所示，则图象未经过原点的原因是______；根据图丙中数据可知小车的总质量为_________kg。‎ ‎【答案】 (1). 1.98 (2). 未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足） 0.8‎ ‎【详解】（1）[1]．两计时点间的时间间隔为T=0.1s，根据逐差法可得 ‎ ‎ ‎（2）[2][3]．由图像可知，当F=0.1N时小车才开始有加速度，可知图象未经过原点的原因是未平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足）；‎ 由可得 根据图丙中数据可知小车的总质量为 ‎14.某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：‎ A.干电池E(电动势约为1.5V、内阻约为1.0Ω)‎ B.电流表A1(满偏电流为1.5mA、内阻RA1=20Ω)‎ C.电流表A2(量程为0～‎0.3A、内阻约为0.1Ω)‎ D.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω、允许通过最大电流为‎2A)‎ E.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω、允许通过的最大电流为‎1A)‎ F.定值电阻R3=980Ω G.定值电阻R4=4Ω H.开关S、导线若干 ‎（1）为了方便且能较精确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_______(填“R‎1”‎或“R‎2”‎)。‎ ‎（2）实验室没有准备电压表，要把电流表改装成电压表，应选用电流表________(填“A‎1”‎或“A‎2”‎)与定值电阻_________(填“R‎3”‎或“R‎4”‎)串联使用，改装后的电压表的量程为_________V，其示数即为U。‎ ‎（3）实验中为了保护待测干电池、方便测量，可以将待测干电池与定值电阻________(填“R‎3”‎或“R‎4”‎)串联作为“等效电源”来处理。‎ ‎（4）根据实验数据画出“等效电源”的U—I图像如图所示，可知待测干电池的电动势E=___________V，内阻r=____________Ω。(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). R1 (2). A1 R3 1.5(或0～1.5) (3). R4 (4). 1.5 1.2‎ ‎【详解】（1）[1]为了方便且能较精确地进行测量，滑动变阻器应该选择阻值较小的，故应选R1；‎ ‎（2）[2]应该选择较小量程且内阻已知的电流表进行改装，改装后测量比较精确，故选A1；‎ ‎（2）[3]小量程的电流表改装成电压表时需要串联一个分压电阻进行分压，改装后的电压表是用来测量外电压的，所以扩大后的量程最大是电源的电动势为，串联的电阻为 Ω=980Ω 所以选择R3；‎ ‎（2）[4]因为改装后的电压表是用来测量外电压的，所以量程为；‎ ‎（3）[5]选择电阻R3会造成电路中的电流过小，测量不准确，所以应该选择R4；‎ ‎（4）[6]根据U-I图像，图像和纵坐标轴的交点即是电源的电动势，即E=；‎ ‎（4）[7]内阻Ω ‎15.某建筑工人从高处向楼下运送细沙时，想出了一个巧妙的办法，如图所示，在树杈上的O点系一长度为R的轻质细绳，绳子另一端系铁钩(重力和大小忽略不计)，在阳台上Q点拉直绳子并将铁钩勾住沙袋，OQ与水平方向的夹角为=30°，将沙袋由静止释放，沙袋运动到O点正下方N点时正好脱钩(脱钩过程中，沙袋无能量损失)，沿水平地面滑到M点停下。已知沙袋可视为质点，质量为m，O、N两点之间的距离为R，M、N两点之间的距离为2R，重力加速度为g，空气阻力不计，求：‎ ‎（1）沙袋运动到N点时的速度大小；‎ ‎（2）沙袋运动到N点脱钩前瞬间绳子的张力大小及沙袋与地面间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】（1）；（2）；0.625‎ ‎【详解】（1）沙袋由静止释放后先竖直下落，绳子张紧后做圆周运动，如图所示 沙袋竖直下落过程中，由机械能守恒定律有 解得 绳子张紧后，沿半径方向的速度消失，沿圆弧切线方向的速度 此后沙袋做圆周运动，从绳子张紧位置运动至N点过程，由机械能守恒定律有 解得 ‎（2）沙袋运动到N点脱钩前，根据牛顿运动定律有 可得绳子的张力 由能量守恒定律有 解得μ=0.625‎ ‎16.‎2020年3月4日环球网消息，北京海关采样检测和排查转运地方检出核酸阳性病例1例，图示为北京海关关员通过负压隔离单元对疑似病例进行隔离转运。北京海关使用的FU—221生物安全型负压隔离单元，内部尺寸为‎2000mm×‎900mm×‎1800mm(长、宽、高)，它不工作时为密闭状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度t0=‎7℃‎，负压隔离单元停止工作且温度t=‎27℃‎时，内部压强比外界低20Pa，空气视为理想气体，热力学温度与摄氏温度之间的关系为T=t+273K，求：(计算结果均保留两位有效数字)‎ ‎（1）负压隔离单元停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；‎ ‎（2）已知温度为‎0℃‎、大气压强为1.0×l05Pa时，空气的密度为‎1.29kg/m3，计算负压隔离单元停止工作且温度t=‎27℃‎时内部空气的质量。‎ ‎【答案】（1）0.93×105Pa；（2）‎‎3.8kg ‎【详解】（1）以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态T1=300K，p1=99980Pa；末状态T2=280K，根据查理定律得 代人数据得p2≈0.93×105Pa ‎（2）负压隔离单元内部气体初状态V1=‎2000mm×‎900mm×‎1800mm=3.24rn3，T1=300K，p1=99980Pa。设其在T3=273K，p3=1.0×105Pa，没有束缚条件下的体积为V3，则 代人数据解得 V3≈2.95rn3‎ 所以其质量为 m=V3ρ≈‎‎3.8kg ‎17.如图所示，质量m1=‎3kg的长木板与质量m2=‎1kg的光滑圆弧轨道紧靠在一起静止在光滑水平面上，圆弧轨道的下端与长木板等高，上端与右侧的平台在同一水平面上。质量m0=‎1kg的滑块以水平速度v0=‎10m/s从左端滑上长木板，通过长木板后又滑上圆弧轨道，当滑块滑离圆弧轨道最高点的瞬间，圆弧轨道撞上右侧平台。已知长木板长度L=‎3.8m，滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，圆弧轨道半径R=‎0.225m，重力加速度g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）滑块在长木板上运动的时间及刚滑离长木板时的速度大小；‎ ‎（2）分析滑块能否落在平台上；如果能够落在平台上，则计算它从离开圆弧轨道到落在平台上所需时间。‎ ‎【答案】（1）0.4s；‎9.2m/s； （2）‎ ‎【详解】（1）滑块在长木板上运动时的加速度 a0=‎ 滑块在长木板上运动时长木板的加速度 设滑块在长木板上经时间t1离开，则有 解得t1=0.4s 滑块刚滑离长木板时的速度大小v0＇=v0－a0t1=‎9.2m/s ‎（2）滑块刚滑离长木板时长木板及圆弧轨道的速度大小 v1=a1t1=‎0.2m/s 滑块滑上圆弧轨道的过程中两者在水平方向上动量守恒，当滑块滑到圆弧轨道顶端瞬间两者水平方向的速度相同，设此时水平方向速度大小为v水，有 m0v0＇+m2v1=(m0+m2)v水 解得 v水=‎4.7m/s 设滑块滑到圆弧轨道顶端瞬间滑块竖直方向的速度大小为vy，根据机械能守恒定律有 解得vy=‎6m/s 滑块离开圆弧轨道后水平方向保持速度v水=‎4.7m/s不变，所以它能够落在平台上 根据运动的合成与分解的知识可知它从离开圆弧轨道到落在平台上的运动时间为 ‎18.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场(未画出)，第二象限存在水平向左的匀强电场。质量为m、电荷量为－q的带电粒子从第三象限无初速度释放后，经电压为U的电场加速后从P(，0)点垂直x轴进入第二象限，然后从A(0，‎2L)点进入第一象限，又经磁场偏转后垂直x轴进入第四象限。不计粒子重力。‎ ‎(1)求第二象限内电场强度的大小；‎ ‎(2)若第一象限内的磁场方向垂直于坐标平面向里，求磁场的磁感应强度大小；‎ ‎(3)若第一象限某矩形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向外，磁感应强度大小取第（2）问计算结果，求矩形区域的最小面积。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【详解】(1)设粒子从P点进入电场的速度大小为v0，根据动能定理有 粒子进入电场后做类平抛运动，有 水平方向 竖直方向有 ‎2L‎=v0t 其中 联立解得 ‎(2)粒子进入第一象限的匀强磁场后，做匀速圆周运动，如图所示 由得 解得 ‎=60°‎ 则粒子进入磁场中的速度为 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，则有 解得 由洛伦兹力提供向心力得 联立解得 ‎(3)磁感应强度大小不变，粒子做匀速圆周运动的半径大小不变，即 画出粒子轨迹示意图如图所示 由几何关系可知粒子偏转240°，所以 矩形的长边为 宽边为 则最小面积为