山西省太原市2020届高三模拟能力物理测试（一） Word版含解析

山西省太原市2020届高三模拟能力物理测试（一） Word版含解析

www.ks5u.com 太原市2020年高三年级模拟试题（一）物理能力测试 二、选择题 ‎1.在2019年武汉举行的第七届世界军人运动会中，21岁的邢雅萍成为本届军运会的“八冠王”。如图是定点跳伞时邢雅萍运动的v-t图像，假设她只在竖直方向运动，从0时刻开始先做自由落体运动，t1时刻速度达到v1时打开降落伞后做减速运动，在t2时刻以速度v2着地。已知邢雅萍（连同装备）的质量为m，则邢雅萍（连同装备）（　　）‎ A. 0~t2内机械能守恒 B. 0~t2内机械能减少了 C. t1时刻距地面的高度大于 D. t1~t2内受到的合力越来越小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．0~t1时间内，邢雅萍做自由落体，机械能守恒，t1~ t2由于降落伞的作用，受到空气阻力的作用，空气阻力做负功，故0~t2内机械能不守恒，故A错误；‎ B．机械能损失发生在t1~ t2时间段内，设t1时刻物体距离地面高度为h，则有 解得 阻力做负功，故机械能的减小量为 故B错误；‎ C．图象与时间轴围成面积表示位移大小，如图 - 25 -‎ 若物体做匀减速直线运动，则有时间里平均速度 由图可知运动员时间里位移小于红线表示的匀减速运动的位移，故两段时间里，邢雅萍的平均速度小于，故t1时刻距地面的高度小于；故C错误；‎ D．图象的斜率表示加速度，由图像可知，在时间内运动员做加速度不断减小的减速运动，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.4月1日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素电池为其保暖供电，已知是人工放射性元素，可用中子照得到。衰变时只放出射线，其半衰期为88年。则（　　）‎ A. 用中子辐照Np237制造Pu238时将放出电子 B. Pu238经一次衰变会有两个质子转变为两个中子 C. Pu238经一次衰变形成的新核含有144个中子 D 当到达下个月昼太阳能电池板工作时，Pu238停止衰变不再对外供电 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．用中子辐照Np237时的核反应方程为 根据核反应方程可知，有电子放出，故A正确；‎ BC．Pu238经一次衰变，衰变方程为 - 25 -‎ Pu238经一次衰变会把2个质子和2个中子作为一个整体抛射出来，衰变后形成的新核中有中子数为 ‎（个）‎ 故BC错误；‎ D．放射性元素有半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界环境无关，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎3.2019年8月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由5个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”，仅用22分钟就飞越了英吉利海峡35公里的海面。已知扎帕塔（及装备）的总质量为120kg，设发动机启动后将气流以6000m/s的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔（及装备）悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为（不考虑喷气对总质量的影响，取g=10m/s2）（　　）‎ A. 0.02kg B. 0.20kg C. 0.50kg D. 5.00kg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设扎帕塔（及装备）对气体的平均作用力为，根据牛顿第三定律可知，气体对扎帕塔（及装备）的作用力的大小也等于，对扎帕塔（及装备），则 设时间内喷出的气体的质量，则对气体由动量定理得 解得 代入数据解得 - 25 -‎ 发动机每秒喷出气体的质量为0.2kg，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎4.三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I1、I2、I3表示，方向如图。现在O点垂直纸面固定一根通有电流为I0的直导线，当时，O点处导线受到的安培力大小为F。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（　　）‎ A. 当时，O点处导线受到的安培力大小为4F B. 当时，O点处导线受到的安培力大小为 C. 当时，O点处导线受到的安培力大小为 D. 当时，O点处导线受到的安培力大小为2F ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则画出在O点的磁感应强度的示意图如图所示 当时，三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为，根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为 此时O点处对应的导线的安培力 - 25 -‎ AB．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当时，则有 ‎，‎ 根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为 此时O点处对应的导线的安培力 故AB错误；‎ C．当时，有 ‎，‎ 如图所示 根据磁场叠加原理可知 此时O点处对应的导线的安培力 故C正确；‎ D．当时，有 ‎，‎ - 25 -‎ 如图所示 根据磁场叠加原理可知 此时O点处对应的导线的安培力 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图，竖直平面内的Rt△ABC，AB竖直、BC水平，BC=2AB，处于平行于△ABC平面的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能Ek沿AB方向从A点射出，小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则（　　）‎ A. 从A到C，小球的动能增加了4Ek B. 从A到C，小球的电势能减少了3Ek C. 将该小球以3Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点 D. 将该小球以4Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设小球的速度为，则有 - 25 -‎ 小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则说明小球在竖直方向上的速度减为0，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，运动的位移为竖直方向上位移的2倍，则平均速度为竖直方向上平均速度的2倍，又这段时间竖直方向的平均速度为 故水平方向的平均速度为 又 解得 则 从A到C，小球的动能增加了 故A错误；‎ B．由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即，重力做负功，故电场力做功大于，则小球的电势能减小量大于，故B错误；‎ D．由上分析可知：动能为，则速度大小为2v，即小球以2v对速度从C点沿CB方向射出。而由AB分析可知，小球以初速度v沿AB方向从A点射出时，小球将以速度大小为2v，方向沿BC方向通过C点，则小球以2v的速度从C点沿CB方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程，所以若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；故D正确；‎ C．由D分析可知，若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；则若将小球小于2v的速度从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧。所以，若将该小球以的动能从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧，不能经过A点，故C错误。‎ 故选D。‎ - 25 -‎ ‎6.如图，从P点以水平速度v将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中（　　）‎ A. 在相等的时间内，皮球动量的改变量相同 B. 在相等的时间内，皮球动能的改变量相同 C. 下落相同的高度，皮球动量的改变量相同 D. 下落相同的高度，皮球动能的改变量相同 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因物体在空中只受重力，所以在相等的时间间隔内，皮球受到的冲量均为mgt，故皮球受到的冲量相同，根据动量定理可得，皮球动量的改变量相同，故A正确；‎ B．在相等的时间间隔内，皮球下落的高度不同，故重力做的功不相等，即合外力做功不等，故皮球动能的改变量不同，故B错误；‎ C．下落相同的高度，时间并不相等，故皮球受到的重力的冲量不相等，故皮球动量的增量不相同，故C错误；‎ D．下落相同的高度，重力做功均为mgh，故重力做功相等，小球动能的增量相同，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎7.如图，A、B两点分别固定有等量的点电荷，其中A处的为正电荷，B处的电性未知。MN为AB连线的中垂线，O为垂足。由绝缘材料制成的闭合光滑轨道abed关于O点对称，其上穿有带正电小环。现在P点给小环一沿轨道切线方向的初速度，小环恰能沿轨道做速率不变的运动，则（不考虑重力）（　　）‎ A. 小环在a、c两点受到的电场力相同 - 25 -‎ B. 小环在b、d两点的电势能相同 C. 若在d点断开轨道，小环离开轨道后电场力一直做正功 D. 若将小环从d沿da连线移到a，电场力先做负功后做正功 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】由带电小环恰能沿轨道做速率不变的运动可知，在运动过程中电场力对小环不做功，即轨道上各处的电势相同，轨道与电场中的某一等势线重合，根据常见电场的电场分布图和等势面分布图可知，A、B两点处固定的是等量同种电荷。‎ A．由等量同种电荷中垂线上的电场分布特点可知，a、c两点电场强度大小相等，方向相反，故小环在a、c两点受到的电场力方向不同，故A错误；‎ B．b、d两点在同一等势面上，故b、d两点的电势能相同，故B正确；‎ C．若在d点断开轨道，此时速度方向与电场力方向垂直，此后，电场力方向与速度方向成锐角，电场力一直做正功，故C正确；‎ D．由等量同种电荷的电势分布可知，da连线上从d点到a点，电势先升高后降低，故带正电的小环电势能先增大后减小，故电场力先做负功，后做正功，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎8.如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（　　）‎ - 25 -‎ A. 金属杆匀速运动时的速率为 B. 出磁场时，dc间金属杆两端的电势差 C. 从b到c的过程中，金属杆产生的电热为 D. 从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得 解得 根据欧姆定律有 所以金属杆匀速运动速度为 故A错误；‎ B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为 所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为 故B正确；‎ C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得 代入可得 - 25 -‎ 所以金属杆上产生的热量为 故C错误；‎ D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为 故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎9.为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B的质量，某同学用如图的装置进行实验。气垫导轨上有A、B两个滑块，A上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带有橡皮泥。已知A的质量为m1，遮光片的宽度为d；打开电源，调节气垫导轨使滑块A和B能静止在导轨上。解锁弹簧，滑块A被弹出后向右运动，通过光电门1后与B相碰，碰后粘在一起通过光电门2。两光电门显示的遮光时间分别为△t1和△t2，由此可知碰撞前滑块A的速度为____________，锁定时弹簧只有的弹性势能为Ep=______，B的质量m2=________。（用已知和测得物理量的符号表示）‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由滑块A通过光电门1的运动时间可知，碰撞前滑块A的速度 ‎[2]解锁弹簧后，弹簧的弹性势能转化为A碰撞前的动能，故弹性势能 - 25 -‎ ‎[3]由碰撞后，AB整体通过光电门2的时间，可求得碰撞后AB整体的速度为 A、B碰撞过程中动量守恒，则有 联立解得 ‎10.在有机玻璃板的中心固定一段镀锌铁丝，盖在盛有适量自来水的不锈钢桶上，铁丝下端浸在水中但不与桶的底面和侧面接触。以镀锌铁丝为负极，钢桶为正极，制成一个自来水电源。为测量该电源的电动势和内电阻，某同学设计了图a的电路进行实验。使用器材主要有两个相同的微安表G1、G2（量程为200μA），两个相同的电阻箱R1、R2（规格均为9999.9Ω）。实验过程如下，完成步骤中的填空：‎ ‎(1)调节电阻箱R1的阻值为_______（选填“8888.8”或“0000.0”）Ω，调节R2的阻值为2545.0Ω，闭合开关S；‎ ‎(2)保持R2的值不变，调节R1，当R1=6000.0Ω时，G1的示数为123.0μA，G2的示数为82.0μA，则微安表的内阻为____________Ω；‎ ‎(3)保持R2的值不变，多次调节R1的值，记录两个微安表的示数如下表所示：‎ 度数 ‎88.0‎ ‎94.2‎ ‎104.2‎ ‎112.8‎ ‎123.0‎ ‎136.0‎ 度数 ‎115.8‎ ‎110.0‎ ‎100.4‎ ‎92.2‎ ‎82.0‎ ‎70.0‎ 在图b中将所缺数据点补充完整，作出I2-I1图线；‎ - 25 -‎ ‎（ ）‎ ‎(4)根据图线可求得电源的内阻r=_____Ω，电动势E=______V。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 8888.8 (2). 455.0 (3). (4). 2.4×103（2.3×103，2.5×103） (5). 0.59（0.57~0.62）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]为了保护电路，调节电阻箱的阻值为8888.8Ω。‎ ‎(2)[2]此时流过的电流为 由并联电路可知，电流之比等于电阻的反比，则 解得 ‎(3)[3]描点作图，如图所示 - 25 -‎ ‎(4)[4][5]和的总电阻为 由图像可得电源的内阻 则 电源电动势 取以及，代入可得 ‎11.如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以16m/s的速度沿水面匀速滑行，其水橇（滑板）与水面的夹角为θ。到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。跳台可看成倾角为θ的斜面，斜面长8.0m、顶端高出水面2.0m。已知运动员与水橇的总质量为90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为、与水间的摩擦不计。取g=10m/s2，不考虑空气阻力，求：‎ ‎(1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小；‎ ‎(2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。‎ - 25 -‎ ‎【答案】(1)60N；(2)14m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设沿水面匀速滑行时绳的拉力大小为，水对水橇支持力的大小为，则 ‎，‎ 由几何关系有 ‎，‎ 解得 ‎(2)设运动员沿台面滑行时加速度大小为a，到达跳台顶端时速度的大小为，则 ‎，‎ 解得 v=14m/s ‎12.如图，xOy坐标系中存在垂直平面向里的匀强磁场，其中，x≤0的空间磁感应强度大小为B；x>0的空间磁感应强度大小为2B。一个电荷量为+q、质量为m的粒子a，t=0时从O点以一定的速度沿x轴正方向射出，之后能通过坐标为（，）的P点，不计粒子重力。‎ ‎(1)求粒子速度的大小；‎ ‎(2)在a射出后，与a相同的粒子b也从O点以相同的速率沿y轴正方向射出。欲使在运动过程中两粒子相遇，求。（不考虑粒子间的静电力）‎ - 25 -‎ ‎【答案】(1)；(2)和 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设粒子速度的大小为v，a在x>0的空间做匀速圆周运动，设半径为，则有 由几何关系有 解得 联立以上式子解得 ‎(2)粒子a与b在x≤0的空间半径相等，设为，则 解得 两粒子在磁场中运动轨迹如图 - 25 -‎ 只有在M、N、O、S四点两粒子才可能相遇。粒子a在x>0的空间做匀速圆周运动的周期为，则 粒子a和b在x≤0的空间作匀速圆周运动的周期为，则 ‎(i)粒子a、b运动到M的时间 ‎(ii)同理，粒子a、b到N的时间 粒子不能在N点相遇。‎ ‎(iii)粒子a、b到O的时间 - 25 -‎ ‎；‎ 粒子不能在O点相遇。‎ ‎(iv)粒子a、b到S的时间 ‎；‎ 所以粒子b与a射出的时间差为和时，两粒子可以相遇。‎ ‎13.如图，一定量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，ABCD位于矩形的四个顶点上。下列说法正确的是 。‎ A. 状态C的温度为 B. 从A→B，分子的平均动能减少 C. 从C→D，气体密度增大 D. 从D→A，气体压强增大、内能减小 E. 经历A→B→C→D→A一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．过程为等压过程，则有 即有 - 25 -‎ 解得 过程也为等压过程，则有 即 解得 故A正确；‎ B．从A→B从A→B，温度升高，分子平均动能增大，故B错误；‎ C．过程为等压变化过程，由图可知，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C正确；‎ D．从D→A，由图可知，气体压强增大，温度升高，气体内能增大，故D错误；‎ E．经历A→B→C→D→A一个循环,气体内能不变；在p-V图象中，图象与坐标轴围成面积表示功，所以，即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大于释放的热量，故E正确。‎ 故选ACE ‎14.如图，一端封闭的薄玻璃管开口向下，截面积S=1cm2，重量不计，内部充满空气，现用竖直向下的力将玻璃管缓慢地压入水中，当玻璃管长度的一半进入水中时，管外、内水面的高度差为△h=20cm。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压强p0相当于高1020cm的水柱产生的压强，取g=10m/s2，求：（不考虑温度变化）‎ ‎(i)玻璃管的长度l0；‎ ‎(ii)继续缓慢向下压玻璃管使其浸没在水中，当压力F2=0.32N时，玻璃管底面到水面的距离h - 25 -‎ ‎。‎ ‎【答案】(i)=41.6cm；(ii)274cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(i)设玻璃管长度一半压入水后管内气体的压强为，气体程度为，则 ‎，‎ 由玻意耳定律 得 ‎=41.6cm ‎(ii)设管内气柱的长度为，压强为，则 解得 ‎=32cm 其中 由玻意定律 得 h=274cm ‎15.一列简谐波以1m/s的速度沿x轴正方向传播。t=0时，该波传到坐标原点O，O点处质点的振动方程为y=10sin10πt（cm）。P、Q是x轴上的两点，其坐标xP=5cm、xQ - 25 -‎ ‎=10cm，如图所示。下列说法正确的是 。‎ A. 该横波的波长为0.2m B. P处质点的振动周期为0.1s C. t=0.1s时，P处质点第一次到达波峰 D. Q处质点开始振动时，P处质点向-y方向振动且速度最大 E. 当O处质点通过的路程为1m时，Q处质点通过的路程为0.8m ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】B．O点处质点振动方程为可知，波振幅，起振方向为y轴正向，波动周期 P点振动周期与O点振动周期相同，为0.2s，故B错误；‎ A．波长 故A正确；‎ C．振动从O点传到P点所需时间为 故P处质点振动时间 由于P处质点起振方向沿y轴向上，故经达到波峰，故C正确；‎ D．由题意知，P、Q之间的距离为 - 25 -‎ 结合起振方向可知，Q处质点开始振动时，P处质点位移波峰，此时速度为零，故D错误；‎ E．当O处质点通过的路程为1m时，有 故经历的时间为 因为 所以振动形式从O点传到Q点所需时间为，所以Q处质点振动时间为，Q处质点通过的路程 故E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎16.如图，两等腰三棱镜ABC和CDA腰长相等，顶角分别为∠A1=60°和∠A2=30°。将AC边贴合在一起，组成∠C=90°的四棱镜。一束单色光平行于BC边从AB上的O点射入棱镜，经AC界面后进入校镜CDA。已知棱镜ABC的折射率，棱镜CDA的折射率n2=，不考虑光在各界面上反射后的传播，求：(sin15°=，sin75°=)‎ ‎(i)光线在棱镜ABC内与AC界面所夹的锐角θ；‎ ‎(ii)判断光能否从CD面射出。‎ ‎【答案】(i)45°；(ii)不能从DC面射出 - 25 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(i)光在AB面上发生折射，如图 由折射定律得 解得 ‎∠2=15°‎ 则 ‎=45°‎ ‎(ii)光从AC面进入CDA内，由几何关系可得 ‎∠3==45°‎ 由折射定律 解得 ‎∠4=75°‎ 则由几何关系可得 ‎∠5=45°‎ 由折射定律 解得 ‎∠6=90°‎ 光线在DC面恰好发生全反射，不能从DC面射出。（平行DC射出也可）‎ - 25 -‎ - 25 -‎ - 25 -‎