山东省德州市2020届高三下学期第二次模拟考试物理试题 Word版含解析

山东省德州市2020届高三下学期第二次模拟考试物理试题 Word版含解析

高三物理试题 一、单项选择题 ‎1.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（　　）‎ A. 以较低频率拍打水面 B. 以较高的频率拍打水面 C. 只要拍打，A就会明显振动 D. 无论怎样拍打，A都不会明显振动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，以较高的频率拍打水面，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，根据可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显。故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A明显振动起来，选项A正确，BCD错误。‎ 故选A ‎2.戴一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片，对此以下 说法正确的是（　　）‎ A. 照片中的口罩一定为不合格产品 B. 照片中附着层内分子比水的内部稀疏 C. 照片中水滴表面分子比水的内部密集 D. 水对所有材料都是不浸润的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ - 24 -‎ ‎【详解】A．合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的，照片中的口罩正好发生了不浸润现象，A错误；‎ B．根据照片所示，水发生了不浸润现象，则附着层内分子比水的内部稀疏，B正确；‎ C．照片中水滴为球形，水滴表面分子比水的内部分子间距大，分子之间的作用力为引力形成的，是表面的张力，则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏，C错误；‎ D．水不是对所有材料都是不浸润的，比如，水可以浸润玻璃，D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.电压互感器是测量较大交流电压的仪表；电流互感器是测量较大交流电流的仪表，这两种仪表在使用时的电路正确的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由理想变压器的原副线圈的电压之比可知，电压与匝数成正比，则电压互感器接入匝数较少的线圈上，且原线圈应分别接在零线和火线上，故AB错误；‎ CD．由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比，则电流互感器应串联接入匝数较多的线圈上，同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，会形成不稳定的，它容易发生衰变，其半衰期为5730年。生物体中的生成和衰变通常是平衡的，即 - 24 -‎ 的含量是不变的。当生物体死亡后，生物体机体内不再生成，含量会不断减少。以下说法正确的是（　　）‎ A. 发生衰变后生成的新核为 B. 10个经过5730年一定会有5个发生衰变 C. 原子核中含有粒子 D. 若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸距今约有17190年 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由题意得 发生衰变后生成的新核为，原子核中不含有粒子，故AC错误；‎ B．原子核有半数发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期，是大量原子核衰变的统计结果，对少量的放射性元素的原子核不适应，故B错误；‎ D．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，根据 解得 即经过3个半衰期，所以 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示为甲、乙两个质点运动的位移－时间图象，由此可知(图中虚线与曲线相切)(　　)‎ - 24 -‎ A. 甲做匀减速直线运动，乙做变减速直线运动 B. 甲、乙两质点从x＝2x0位置同时出发，同时到达x＝0位置 C. 在0～t0时间内的某时刻，甲、乙两质点的速度大小相等 D. 在0～t0时间内，乙的速度大于甲的速度，t0时刻后，乙的速度小于甲的速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据位移－时间图象的斜率表示速度可知，甲沿x轴负方向做匀速直线运动，乙沿x轴负方向做速度逐渐减小的直线运动，选项A错误；‎ B．甲、乙两质点从x＝2x0位置同时出发，乙质点在t1时刻先到达x＝0位置，甲质点在2t0时刻到达x＝0位置，选项B错误；‎ C．在0～t0时间内的某时刻，甲、乙两质点的位移－时间图象的斜率相等，说明两质点的速度大小相等，选项C正确；‎ D．过位移－时间图象中虚线与乙质点的位移－时间图线的切点作t轴的垂线，与t轴的交点为t′，如图所示，在0～t′时间内，乙的速度大于甲的速度，t′时刻后，乙的速度小于甲的速度，选项D错误．‎ ‎6.如图所示，由固定水平绝热气缸和绝热活塞封闭的空间被阀门K分为两部分，在K左侧封闭一定质量的气体，右侧为真空。现打开阀门K，一段时间后再向左将活塞移至虚线MN位置，然后保持静止不动。打开阀门K后，对封闭气体的说法正确的是（　　）‎ - 24 -‎ A. 自打开阀门K至活塞开始左移，气体分子热运动的剧烈程度降低 B. 自打开阀门K 至活塞开始左移，气体的压强不变 C. 活塞处于MN位置时，气体的温度高于打开阀门前气体的温度 D. 活塞处于MN位置时，气体的压强一定小于打开阀门前气体的压强 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．自打开阀门K至活塞开始左移，温度不变，故气体分子热运动的剧烈程度不变，根据 可知，温度不变，体积增大，故气体压强减小，故AB错误；‎ CD．随着活塞向左移动至MN位置时，体积减小，压强增大，当活塞处于MN位置时，此时压强比打开阀门前的压强大，根据 可知 故 故气体的温度高于打开阀门前气体的温度，故D错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎7.利用光电效应原理制成的光控制电路可以进行自动计数、自动报警、自动跟踪等。如图所示为某金属的遏止电压随入射光频率v变化的图像，电子电量为e，由此图像可知（　　）‎ - 24 -‎ A. 该金属的逸出功为de B. 普朗克常量为 C. 入射光频率为a时，只要照射时间足够长，就能发生光电效应 D. 入射光频率为c时，无论照射到哪种金属上，都能发生光电效应 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据动能定理得 根据光电效应得 联立解得 由图像可知横轴的截距 图像的斜率 解得 即 故B错误，A正确；‎ CD．光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光照射时间无关，故CD - 24 -‎ 错误。‎ 故选A。‎ ‎8.如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰构成一正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 最终状态与初态相比，细绳a的拉力变大 B. 最终状态与初态相比，细绳b的拉力变大 C. 最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹力变大 D. 最终状态时，水平拉力F等于G ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.初始状态时，左侧小球在竖直方向上：受到竖直向下的重力，a的拉力沿竖直方向的分力，二力平衡。细线a的拉力：‎ ‎；‎ 末状态时左侧小球的受力：受到竖直向下的重力，a的竖直向上的拉力，二力平衡。细线的拉力等于重力。细线的拉力变小。故A错误；‎ C. 初始状态时，左侧小球在水平方向上：弹簧向左的弹力，a的拉力沿水平方向的分力，二力平衡。弹簧的弹力：‎ ‎，‎ - 24 -‎ 末状态时左侧小球的受力：受到竖直向下的重力，a的竖直向上的拉力，二力平衡。弹簧的弹力为零，变小，故C错误；‎ B.初始状态时，右侧小球在竖直方向上：受到竖直向下的重力，b的拉力沿竖直方向的分力，二力平衡。细线b的拉力：‎ ‎；‎ 末状态时右侧小球的受力：受到竖直向下的重力，b的拉力和水平向右的拉力F，b的竖直向上的拉力等于重力，弹簧恢复原长，细线b与竖直方向的夹角大于60°，细线b的拉力：‎ ‎，‎ 细线b的拉力变大。故B正确；‎ D. 因为细线b与竖直方向的夹角大于60°，所以水平拉力F的大小：‎ ‎，‎ 故D错误。‎ 故选：B 二、多项选择题 ‎9.2019年天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片，在宇宙空间假设有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统，黑洞的质量大于恒星的质量，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质，造成质量转移且两者之间的距离减小，下列说法正确的是（　　）‎ A. 恒星做圆周运动的周期不断减小 B. 双星系统的引力势能减小 C. 黑洞做圆周运动的半径变大 D. 黑洞做圆周运动的周期总是大于恒星做圆周运动的周期 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设恒星质量为m1，运动半径为r1，黑洞质量为m2，运动半径为r2，转移的质量为，双星之间的距离为L，对m1有 - 24 -‎ 又 联立解得 双星的总质量不变，距离减小，周期减小，故A正确；‎ B．双星系统的引力增大，距离减小，引力做正功，引力势能减小，故B正确；‎ C．黑洞的运动半径为 恒星的质量减小，L减小，故黑洞的半径减小，故C错误；‎ D．两者做圆周运动角速度、周期相等，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎10.如图甲所示，滑块A和足够长的木板B叠放在水平地面上，A和B之间、B和地面之间 的动摩擦因数相同，A和B的质量均为m。现对B施加一水平向右逐渐增大的力F，当F增大到时B开始运动，之后力F按图乙所示的规律继续增大，图乙中的x为B运动的位移，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。对两物块的运动过程，以下说法正确的是（　　）‎ A. 木板B开始运动后过一段时间，A再开始运动 B. 滑块A的加速度一直在增大 C. 自x=0至木板x=x0木板B对A做功为 D. x=x0时，木板B的速度大小为 - 24 -‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．开始A、B相对静止，一起开始做加速运动，B运动时A同时运动，故A错误；‎ B．当拉力等于最大静摩擦力即拉力等于滑动摩擦力时，B开始运动，由图示图象可知，B受到地面的摩擦力为 设A、B刚好相对滑动时拉力为，对A则有 对B则有 解得 当拉力在之间时，A、B相对静止一起加速运动，当拉力大于时，A、B相对滑动，A、B相对静止一起加速运动时，A的加速度一直增加，当A、B相对滑动后，A的加速度保持不变，故B错误；‎ CD．从到过程，对A、B系统由动能定理得 解得 对A由动能定理得 即木板B对A做功为，故C、D正确；‎ 故选CD。‎ ‎11.如图所示，在xOy坐标系中，第一、二象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为B，第三、四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。—带正电粒子自y - 24 -‎ 轴上的M点以大小为v的初速度沿着与y轴垂直的方向向左射出，粒子的质量为m，带电量为q，粒子第一次到达x轴时沿着与x轴正方向为30°的方向进入电场。不计粒子重力，对粒子的运动，以下说法正确的是（　　）‎ A. 粒子自开始射出至第一次到达x轴时的时间间隔为 B. 粒子再次与y轴相交时速度最小 C. 粒子运动过程中的最小速度为 D. 粒子离开M点后，其速度第n次与初速度相同时距M点的距离为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．画出粒子运动轨迹如图：‎ 粒子第一次到达x轴时沿着与x轴正方向为30°的方向进入电场，由图中几何关系可知粒子自开始射出至第一次到达x轴时，转过的角度为150°角，根据洛伦兹力提供向心力有 - 24 -‎ 可得 又 所以时间间隔为 选A正确；‎ BC．粒子进入电场后做类平抛运动，竖直方向分速度为0时即合速度水平时速度最小，最小速度为 选项B错误，C正确；‎ D．粒子进入电场后做类斜抛运动，竖直方向分速度为0时，有 解得 则粒子在电场中水平方向的位移为 粒子离开M点后，其速度第一次与初速度相同时距M点的距离为 所以粒子离开M点后，其速度第n次与初速度相同时距M点的距离为 - 24 -‎ 选项D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎12.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连一带负电的物块，物块的质量为m，带电量为q，可在光滑水平面上左右移动，水平面上方还有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E。开始时物块在向右的大小为2qE的外力F作用下静止在M点，现将力F撤去，规定物块在M点时的电势能为零，对之后的过程，以下说法正确的是（　　）‎ A. 弹簧和物块组成的系统机械能和电势能之和不变 B. 弹簧处于原长时，物块的速度最大 C. 弹簧最短时的加速度大小为 D. 物块的最小电势能为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对将力F撤去之后的过程，物块受到重力、支持力、电场力和弹簧的弹力作用，电场力对弹簧和物块的系统做功，电势能和机械能之间相互转化，弹簧和物块组成的系统机械能和电势能之和不变，故A正确；‎ B．物块的速度最大，物块的加速度为零，则有 可得弹簧伸长量为 故B错误；‎ CD．开始时，根据平衡条件可得 解得弹簧伸长量为 弹簧最短时弹簧压缩量为，根据动能定理可得 - 24 -‎ 解得 弹簧最短时的加速度大小为 电场力对物块做的功为 由于在M点时的电势能为零，物块的最小电势能为 故C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ 三、非选择题 ‎13.如图所示是《用圆锥摆粗略验证向心力的表达式》的实验原理图，已知重力加速度为g，某同学设计的部分实验步骤如下：‎ ‎①用天平测出钢球的质量m；‎ ‎②将钢球用细线拉起，贴近钢球，在其下方平放一张画有多个同心圆的白纸，使其圆心恰好位于悬点正下方；‎ ‎③使钢球做圆锥摆运动；‎ ‎④通过纸上的圆对照得出钢球做匀速圆周运动的轨迹；‎ ‎⑤用秒表记下钢球运动一圈的时间作为钢球的转动周期T；‎ ‎⑥用刻度尺测出轨迹的半径R；‎ ‎(1)以上测量中第⑤步会造成较大误差，应怎样改进______？‎ - 24 -‎ ‎(2)钢球所需向心力的表达式F1=_______（用上述测得的量表示）‎ ‎(3)该同学又用刻度尺测出细线的长度，则钢球所受合力的表达式F2=________（用m、g、l、R等表达）；‎ ‎(4)将测量数据代入F1、F2的表达式，发现F1、F2近似相等，则说明以上得出的向心力表达式是正确的。‎ ‎【答案】 (1). 让钢球多转动几圈，用总时间除以转动的圈数作为钢球转动的周期T (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]为了减小误差，用秒表记下钢球运动圈的时间，用总时间除以转动的圈数作为钢球转动的周期；‎ ‎(2)[2]钢球所需向心力为 ‎(3)[3]对钢球受力分析，受重力和拉力，如图所示 设绳子与竖直方向的夹角为，则钢球所受合力为 ‎14.某实验小组要测量某长度为15cm的铅笔芯的电阻率，该实验小组首先测量铅笔芯的电阻，所用器材如下：‎ - 24 -‎ 三节干电池，电动势都为1.5V，内阻不计；‎ 待测铅笔，阻值约为十几欧；‎ 定值电阻阻值为10Ω；‎ 滑动变阻器，总阻值为10Ω，额定电流为1A；‎ 两只完全相同的双量程电压表，量程都分别为3V和15V，内阻都为几千欧；‎ ‎(1)要求两电压表的示数范围都尽量大，请在答题卡相应位置将甲图中的实验电路补充完整；（ ）‎ ‎(2)将甲图中左侧电圧表示数记为U1；右侧电压表示数记为U2，该实验小组用正确的电路通过改变滑动变阻器滑片的位置进行了多次测量，根据测量数据做出的U1-U2图像如图乙所示，则待测铅笔芯的阻值为____；‎ ‎(3)该实验小组乂用螺旋测微器测量了此铅笔芯的直径，如图丙所示，则此铅笔芯的直径为____mm；‎ ‎(4)由以上测量数据可得，此铅笔芯的电阻率为_____（结果保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 12 (3). 1.694±0.002 (4). 或 - 24 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]电源的电动势为4.5V，为了减小误差，电压表量程选3V；题中要求两电压表的示数范围都尽量大，所以滑动变阻器应分压式接法，实验电路图如图所示 ‎(2)[2]根据电路结构和串联电路电路相等可得 整理可得 结合图像可得 则待测铅笔芯的阻值为 ‎(3)[3]由图示螺旋测微器可知，主尺上的刻度为1.5mm，转动尺上的示数为19.4×0.01mm=0.194mm，此铅笔芯的直径为 ‎(4)[4]根据电阻定律有 解得此铅笔芯的电阻率为 - 24 -‎ ‎15.如图所示，截面为半圆形玻璃砖的半径为，一束单色平行光向右垂直直面射向玻璃砖，在玻璃砖右侧可看到圆弧面上有三分之二的区域被照亮。已知光在真空中的速度为c，求：‎ ‎(1)该玻璃砖对此单色光的折射率；‎ ‎(2)自不同点入射的光在玻璃砖中的传播时间不同，计算得出最短传播时间（不考虑光在玻璃砖内的多次反射）。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图所示，设光射到点处恰好发生全反射，临界角为 由几何分析可得此单色光在玻璃砖中全反射的临界角 又有 可得该玻璃砖对此单色光的折射率 ‎(2)光在玻璃砖中的最短传播距离 又有 - 24 -‎ 可得最短传播时间 ‎16.如图甲所示，竖直放置的气缸上端开口，和活塞共同封闭着一定量的气体，气缸和活塞的厚度不计，活塞的质量m=4kg，面积，与气缸底端的距离L=96.25cm。现将气缸和活塞缓慢移至倾角为的斜面上，如图乙所示，首先使气缸静止一段时间，然后再释放。已知大气压强为，气缸和斜面间的动摩擦因数，气缸和活塞间无摩擦，气体始终封闭完好，重力加速度g=10m/s2，求：‎ ‎(1)气缸静止在斜面上时封闭气柱的长度；‎ ‎(2)气缸在斜面上释放后，稳定时封闭气柱长度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)气缸竖直放置时，活塞受力平衡 解得 Pa 气缸静止在斜面上时，活塞沿斜面方向受力平衡 解得 - 24 -‎ Pa 由 得气缸静止在斜面上时封闭气柱的长度 ‎(2)气缸在斜面上释放后，对整体 得加速度 a=2.5m/s2‎ 对活塞 得封闭气体压强 Pa 又 解得封闭气柱气柱长度为 ‎17.如图所示，宽度为L=0.5m的光滑导轨固定在水平地面上，水平部分足够长，光滑倾斜部分与水平面的夹角为，两部分在PQ处平滑连接。导轨水平部分MN右侧区域有竖直方向的匀强磁场；倾斜部分有与导轨所在斜面垂直的匀强磁场（图中均未画出），两处磁场的磁感应强度大小都为B=2T，导体棒ab和cd的质量都为m=0.2kg，电阻阻值都为r=。现使cd静止在距PQ位置x0=4m处，将ab自高度h=1m处由静止释放，必到达PQ之前已达到匀速运动状态。ab到达PQ时释放cd，之后经过一段时间，加速运动至磁场左边界MN处时，其加速度恰好减小为零，又经过一段时间，ab的速度减小为零。已知重力加速度g=10m/s2，导体棒经过PQ处的能量损失忽略不计，导轨电阻不计，求：‎ ‎(1)整个过程回路产生的焦耳热；‎ ‎(2)cd棒离开磁场后，ab棒运动的距离；‎ ‎(3)ab棒速度减为0时与MN的距离。‎ - 24 -‎ ‎【答案】(1)16J；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)导体棒ab到达PQ之前稳定时，由平衡条件 联立解得 自ab进入水平部分至cd到达MN处 cd到达MN时的速度 整个过程中能量守恒 回路中产生的焦耳热 Q=1.6J ‎(2)cd棒离开磁场后，对导体棒ab由动量定理 其中 又 - 24 -‎ 解得 m ‎(3)设ab棒速度减为0时与MN的距离为，对ab棒在水平轨道上的运动应用动量定理 其中 解得 m ‎18.如图所示，水平地面上方有水平向右的匀强电场，竖直放置的光滑绝缘圆弧轨道固定在地面上，轨道末端C点与圆心O的连线和竖直直径的夹角为，轨道右侧竖直虚线MN和PQ间还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。一带电小球（看做质点）自最高点A水平向左进入轨道，小球的质量m=0.3kg，带电量，小球沿着轨道圆周运动至C点的过程中，和轨道间的最小压力，小球离开轨道后立即进入MN右侧有磁场的区域，在MN和PQ间恰好做直线运动，运动至和A 点等高的D点离开磁场区域，又经过一段时间落在地面上。已知重力加速度g =10m/s2，求：‎ ‎(1)小球运动至轨道末端C点时的速度大小；‎ ‎(2)圆弧轨道的半径；‎ ‎(3)小球最后落地时的速度大小。‎ ‎【答案】(1)10m/s；(2)0.6m；(3)‎ - 24 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球在MN和PQ间只能做匀速直线运动，且带正电，沿着运动方向则有 可得匀强电场的电场强度 垂直运动方向则有 解得小球在磁场中的速度，即在轨道末端时的速度 ‎(2)小球在轨道上运动至等效最高点时 自等效最高点至等效最低点（C点）‎ 可得圆弧轨道的半径 ‎(3)小球离开磁场后，竖直方向则有 落地时竖直分速度 又有 可得小球离开磁场到落地的时间 落地时水平速度 - 24 -‎ 落地时速度 - 24 -‎