1、2 2020020 高考物理模拟高考物理模拟卷卷( (4 4) ) (建议用时:60 分钟 满分:110 分) 二、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四 个选项中,第1418题只有一项符合题目要求,第1921题有多项符 合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分) 14.利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟,可 以制成氢原子钟.如图所示为氢原子的能级图,则下列说法正确的是 ( ) A.当氢原子处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的 B.氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=2 能级跃迁
2、到 n=1 能级辐 射出电磁波的波长长 C.当用能量为 11 eV 的电子撞击处于基态的氢原子时,氢原子一定不 能跃迁到激发态 D.从 n=4 能级跃迁到 n=2 能级时释放的光子可以使逸出功为 2.75 eV 的金属发生光电效应 15.粗糙水平地面上的物体,在一个水平恒力作用下做直线运动,其 v-t 图象如图所示,下列物理量中第 1 s 内与第 2 s 内相同的是( ) A.摩擦力的功 B.摩擦力的冲量 C.水平恒力的功 D.水平恒力的冲量 16.如图所示,用铰链将三个质量均为m 的小球A,B,C 与两根长为L的 轻杆相连,B,C 置于水平地面上,系统静止时轻杆竖直,现给系统一个 微小扰动,
3、B,C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面 内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为 g,则此过程中( ) A.球 A 的机械能一直减小 B.球 C 的机械能一直增大 C.球 B 对地面的压力不可能小于 mg D.球 A 落地的瞬时速度为 17.如图,虚线,分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道为 与第一宇宙速度 7.9 km/s 对应的近地环绕圆轨道,轨道为椭圆轨道, 轨道为与第二宇宙速度 11.2 km/s 对应的脱离轨道,a,b,c 三点分 别位于三条轨道上,b 点为轨道的远地点,b,c 点与地心的距离均为 轨道半径的 2 倍,则( ) A.卫星在轨道的运行周期为轨道的 2 倍 B.
4、卫星经过 a 点的速率为经过 b 点的 倍 C.卫星在 a 点的加速度大小为在 c 点的 4 倍 D.质量相同的卫星在 b 点的机械能等于在 c 点的机械能 18.在冰壶比赛中,红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生 对心碰撞,碰撞时间极短,如图(甲)所示.碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝 壶前进方向的冰面,来减小阻力.碰撞前后两壶运动的 vt 图象如图 (乙)实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行.已知两冰壶质量相等, 由图象可得( ) A.红、蓝两壶的碰撞可能是弹性碰撞 B.碰撞后,蓝壶的瞬时速度为 0.8 m/s C.碰撞后,红、蓝两壶运动的时间之比为 16 D.碰撞后,红、蓝两壶与冰面间的动
5、摩擦因数之比为 45 19.某住宅小区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的 理想变压器组成,发电机中矩形线圈电阻不计,它可绕轴 OO在磁感 应强度为 B 的匀强磁场中以角速度匀速转动,降压变压器副线圈上 的滑动触头 P 上下移动时,可改变输出电压,R0表示输电线电阻,下列 判断正确的是( ) A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值 最大 B.当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头 P 应向下 滑动 C.若滑动触头 P 向下滑动,流过 R0的电流将变大 D.若发电机线圈的转速减为原来的一半,用户获得的功率也将减为原 来的一半 20.如图所示,在半径为R的
6、圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁 场,MN 是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点 P 以速度 v 垂直磁 场正对着圆心 O 射入带正电的粒子,且粒子所带电荷量为 q、质量 为 m,不考虑粒子重力,关于粒子的运动,以下说法正确的是( ) A.粒子在磁场中通过的弧长越长,运动时间也越长 B.射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心 O C.射出磁场的粒子一定能垂直打在 MN 上 D.只要速度满足 v=,入射的粒子出射后一定垂直打在 MN 上 21.一长为 L 的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为 m、 带电荷量为 q 的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时,将细线与小 球
7、拉成水平,小球静止在 A 点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细 线转过 60角时,小球到达 B 点的速度恰好为零,则( ) A.A,B 两点的电势差 UAB=- B.匀强电场的电场强度大小 E= C.小球所带电荷为正电荷 D.小球到达 B 点时,细线对小球的拉力大小 FTB=mg 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第 2225 题为必考题, 每个试题考生都必须作答.第 3334 题为选考题,考生根据要求 作答) (一)必考题:共 47 分. 22.(6 分)某实验小组利用如图(甲)所示的装置探究弹簧弹性势能与 形变量的关系,竖直悬挂的轻弹簧下端有一水平轻杆,可以推动竖直 刻度尺边缘的指
8、针.在弹簧下端轻绳套不挂钩码的情况下,调节铁架 台使弹簧下端轻杆推动指针与刻度尺 0 刻度对齐.在轻绳套上挂钩码, 由静止释放轻杆推动指针向下运动,可记录钩码运动到最低点指针对 应的位置.已知钩码运动到最低点时符合 2mg=kx,g=10 m/s 2. (1)图(乙)为某次实验中指针的最低位置,其读数为 cm. (2)根据多次实验得出钩码质量m与指针读数x的图象如图(丙)所示, 可知弹簧弹性势能 Ep与弹簧伸长量 x 的关系为 (选填“Ep与 x 成正比”或“Ep与 x 2成正比”). (3)由图(丙)可得弹簧的劲度系数为 N/m. 23.(9 分)为测量某微安表 G(量程 200 A,内阻大
9、约 2 200 )的内 阻,有以下器材可供选择: A.电压表(03 V);B.电压表(015 V);C.滑动变阻器(010 );D. 滑动变阻器(01 k); E.电源 E(电动势约为 6 V);F.电阻箱 RZ(最大阻值为 9 999 ). 开关 S 一个,导线若干. (1)按图(甲)所示电路图将(乙)图中的实物连线. (2)实验过程为:合上开关 S,先调节 R 使电压表读数为 U,再调节电阻 箱(此时电压表读数几乎不变),使微安表指示为满偏,记下此时电阻 箱阻值为 R1=8 056 ;然后再调节 R,使电压表读数为 U,再调节电阻 箱(此时电压表读数几乎不变),使微安表指示为满偏,记下此时
10、电阻 箱阻值为 R2如图(丙)所示.电压表应选 ,滑动变阻器 应选 .(填字母代号) 电阻箱的读数 R2= ,待测微安表的内阻 Rg= . 24.(12 分)如图所示,在水平面内放置着金属导轨 OAC,OA 段是直径为 a 的半圆,AC 段是半径为 a 的 圆弧,半圆、圆弧和虚线 CO 围成的区域 内充满垂直于水平面向下的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为B; 其余区域没有磁场.OP 是一根长为 a 的均匀细金属棒,以恒定的角速 度绕 O 点顺时针旋转,旋转过程中金属棒 OP 与圆弧均接触良好.已 知金属棒 OP 的电阻为 R0,两个圆弧的电阻可忽略,开始时 P 点与 A 点 重合.求: (
11、1)t(T )时刻,金属棒 OP 产生的感应电动势的大小. (2)t(T )时刻,金属棒 OP 所受到的安培力的大小. 25.(20 分)如图所示,质量 m1=1 kg 的木板静止在倾角为=30足够 长的、 固定的光滑斜面上,木板下端上表面与半径 R= m 的固定的光 滑圆弧轨道相切,圆弧轨道最高点 B 与圆心 O 等高.一质量 m2=2 kg、 可视为质点的小滑块以v0=15 m/s 的初速度从长木板顶端沿木板滑下, 已知滑块与木板之间的动摩擦因数= ,木板每次撞击圆弧轨道时都 会立即停下而不反弹,最终滑块未从木板上端滑出,取重力加速度 g=10 m/s 2.求: (1)滑块离开圆弧轨道 B
12、 点后上升的最大高度. (2)木板的最小长度. (3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能.(保留三位有效 数字) (二)选考题:共 15 分.(请考生从给出的 2 道物理题中任选一题作答) 33.物理选修 3-3(15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是 .(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分 为 0 分) A.单晶体有固定熔点,而多晶体没有固定熔点 B.给自行车打气时气筒压下后反弹,是由分子斥力造成的 C.一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 D.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿
13、感受的因素是空气中水 蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距 E.物体内能的微观决定因素是分子势能、分子平均动能和分子总数; 宏观决定因素是物体的体积、物体的温度及物质的量 (2)(10分)空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管) 液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥.某空 调工作一段时间后,排出液化水的体积 V=1.010 3 cm3.已知水的密度 =1.010 3 kg/m3、摩尔质量 M=1.810-2 kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.010 23 mol-1.试求:(结果均保留一位有效数字) 该液化水中含有水分子的总数 N. 一个水分子的直径
14、 d. 34.物理选修 3-4(15 分) (1)(5 分)已知波源的平衡位置在 O 点,t=0 时刻开始做振幅为 50 cm 的简谐振动,频率为 20 Hz,发出一列横波沿 x 轴正方向传播,如图所 示为 P 点恰好开始振动时的波形,P,Q 两质点平衡位置坐标分别为 P(6 m,0)、Q(28 m,0),则下列说法正确的是 .(填正确答案 标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个 扣 3 分,最低得分为 0 分) A.这列波的波速为 40 m/s B.当 t=0.35 s 时,Q 点刚开始振动 C.波源刚开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向
15、 D.Q 点刚开始振动时,P 点恰位于平衡位置 E.Q 点刚开始振动之前,P 点经过的路程为 14.0 m (2)(10 分)一厚度均匀的圆形玻璃管内径为 16 cm,外径为 24 cm.一 条光线从玻璃管壁中点入射,光线AB与竖直方向成60角,与直径MN 在同一竖直面内,如图所示.该玻璃的折射率为,光速 c=3.0 10 8 m/s. 光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管,求玻璃管 的长度. 保持入射点不动,调整入射角.求光线 AB 在玻璃管内壁处恰好发生 全反射时,光线在玻璃管中传播的时间.(以上结果均保留 2 位有效 数字) 参考答案参考答案 14.B 氢原子处于不同能级时,
16、核外电子在各处出现的概率不同,故A 错误;从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级辐射 出的光子能量小,即辐射的电磁波的频率小,波长长,故 B 正确;当用 能量为 11 eV 的电子撞击处于基态的氢原子时,氢原子可以吸收其中 的 10.2 eV 的能量,可能跃迁到激发态,故 C 错误;从 n=4 能级跃迁到 n=2 能级时释放的光子的能量为 E=E4-E2=-0.85 eV+3.4 eV=2.55 eV0,红蓝两壶碰撞过程是非弹性碰撞,故 A错误,B正确;设碰撞后,蓝壶经过t蓝时间停止运动,根据三角形相似 法有,= ,蓝壶运动时间 t蓝=5 s,由 v t 图
17、象可知,红壶的加速度 大小为 a红= = m/s 2=0.2 m/s2,碰撞后红壶的运动时间为 t 红= = s=1 s,碰撞后红、蓝壶运动时间之比为 15,C 错误;蓝壶的加速度大 小为 a蓝= = m/s 2=0.16 m/s2,由牛顿第二定律得 a=g,解得动摩擦 因数= ,红、蓝壶与冰面间的动摩擦因数之比为= ,D 错误. 19.BC 图示位置线圈的磁通量最大,穿过线圈磁通量的变化率为零, 感应电动势为零,变压器原线圈的电流瞬时值为零,A 错误;当用户数 目增多时,负载电阻减小,副线圈输出电流增大,输电线上的电压损失 变大,用户得到的电压变小,为使用户电压不变,应增大副线圈的匝数, 提
18、高输出电压,滑动触头 P 应向下滑动,B 正确;若滑动触头 P 向下滑 动,副线圈输出电压增大,在用户负载不变的情况下,流过 R0的电流将 增大,C 正确;若发电机线圈的转速减为原来的一半,感应电动势的最 大值 Em=NBS将减为原来的一半,变压器原线圈两端的电压的有效值 减为原来的一半,副线圈输出电压 U 也减为原来的一半,用户得到的 功率 P用=IU-I 2R 0,减为原来的四分之一,故 D 错误. 20.BD 速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相 等,对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中轨道半径越大,弧长越长, 轨迹对应的圆心角越小,由 t= T 知,运动时间 t 越小,
19、故 A 错误;带 电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子, 其出射方向的反向延长线一定过圆心,故 B 正确;速度不同,半径不同, 轨迹对应的圆心角不同,对着圆心入射的粒子,出射后不一定垂直打 在 MN 上,与粒子的速度有关,速度满足 v=时,粒子的轨迹半径为 r= =R,粒子一定垂直打在 MN 板上,故 C 错误,D 正确. 21.ACD 小球由 A 到 B 过程中,由动能定理得 mgLsin 60+qUAB=0,解 得 UAB=-=-,故 A 正确;匀强电场的电场强度大小为 E=,故 B 错误;小球在 B 点受到水平向右的电场力,与电场 方向相同,小球带正电荷,故 C
20、正确;小球在 AB 间摆动,由对称性得 知,B 处细线拉力与 A 处细线拉力大小相等,在 A 处,由水平方向平衡 有 FTA=qE=mg,在 B 点,细线的拉力 FTB=FTA=mg,故 D 正确. 22.解析:(1)由图示刻度尺可知,其分度值为 1 mm,所以示数为 3.60 cm. (2)钩码到达最低点时速度为零,钩码动能为零,由能量守恒定律 得,mgx=Ep,又 2mg=kx,整理可得 Ep= kx 2,即 E p与 x 2成正比. (3)由 2mg=kx 得 m= x,结合图象可知 =,解得 k=50 N/m. 答案:(1)3.60 (2)Ep与 x 2成正比 (3)50 评分标准:每
21、问 2 分. 23.解析:(1)根据电路图,实物连线如图所示. (2)因为电源电动势约为 6 V,B 电压表量程太大,故电压表选 A,但操 作时,需注意不能超过 A 电压表的量程.要使调节电阻箱时电压表读 数几乎不变,微安表内阻应远大于滑动变阻器阻值,故滑动变阻器选 C;由题图(丙)可知,电阻箱的读数 R2=4 653 ;由题意有 (Rg+R1)Ig=U,(Rg+R2)Ig= U,联立解得,待测微安表的内阻 Rg=2 153 . 答案:(1)见解析图 (2)A C 4 653 2 153 评分标准:第(1)问 3 分;第(2)问,前两个空各 1 分,后两个空各 2 分. 24.解析:(1)经过
22、时间 t,OP 转过的弧度为t,其有效切割长度 l=a(1-cos t)(2 分) P 点的线速度 vP=a(1 分) 棒与 AO 弧的交点 Q 点的线速度 vQ=acos t(2 分) 由法拉第电磁感应定律,电动势 E=Bl (1 分) =(1 分) 联立得 E=.(1 分) (2)由闭合电路欧姆定律 I= (1 分) PQ 间的电阻 R=R0 (1 分) 金属棒 OP 所受安培力 F=BIl(1 分) F=.(1 分) 答案:(1) (2) 25.解析:(1)由滑块与木板之间的动摩擦因数= =tan 30可知,滑 块在木板上匀速下滑,即滑块到达 A 点时速度大小依然为 v0=15 m/s,
23、 设滑块离开圆弧轨道 B 点后上升的最大高度为 h,则由机械能守恒定 律可得 m2=m2g(Rcos +h)(2 分) 解得 h=9.75 m.(1 分) (2)由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为 v0=15 m/s, 滑上木板后,木板的加速度为 a1,则有 m2gcos -m1gsin =m1a1(1 分) 滑块的加速度为 a2,则有 m2gcos +m2gsin =m2a2(1 分) 设经过 t1时间后两者共速,共同速度为 v1, 由运动学公式可知 v1=v0-a2t1=a1t1(1 分) 该过程中木板走过的位移 x1= t1(1 分) 滑块走过的位移 x2=t1(1 分)
24、之后一起匀减速运动至最高点,滑块最终未从木板上端滑出, 则木板的最小长度 L=x2-x1(1 分) 联立解得 L=7.50 m(1 分) (3)滑块和木板一起匀减速运动至最高点,然后一起滑下,加速度均为 a3,由牛顿第二定律可知 (m1+m2)gsin =(m1+m2)a3(1 分) 一起匀减速向上运动的位移 x3=(1 分) 木板从最高点再次滑至 A 点时的速度为 v2, 由运动学公式可知 x1+x3=(1 分) 滑块第三次、 第四次到达 A 点时的速度大小均为 v2,第二次冲上木板, 设又经过时间 t2两者共速,共同速度为 v3, 由运动学公式可知 v3=v2-a2t2=a1t2(1 分)
25、 该过程中木板走过的位移 x4= t2(1 分) 一起匀减速向上运动的位移 x5=(1 分) 设木板第二次滑至 A 点时的速度为 v4,由运动学公式可知: x4+x5=(1 分) 木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能为E= m1(2 分) 联立解得E= J5.56 J.(1 分) 答案:(1)9.75 m (2)7.50 m (3)5.56 J 33.解析:(1)单晶体和多晶体都有固定熔点,故 A 错误;给自行车打气 时气筒压下后反弹,不是由分子斥力造成的,而是因为气筒内的气体 压强大于外部大气压的原因,故 B 错误;由热力学第二定律可知:一切 自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
26、,故 C 正确;影 响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气 的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,故 D 正确;从微观上来看, 内能由分子的平均动能、分子势能和分子总数共同决定;从宏观上来 看,内能取决于物体的温度、体积和物质的量,E 正确. (2)V=1.010 3 cm3,水的物质的量 n= (2 分) 水分子数:N=nNA(2 分) 则得 N= NA=610 23个31025个.(1 分) 建立水分子的球模型. 每个水分子的体积为 V0= =(2 分) 又 V0= d 3(1 分) 故得水分子直径 d=,(1 分) 解得 d410 -10 m.(1 分) 答案:(1)
27、CDE (2)310 25个 410-10 m 34.解析:(1)波的频率为 20 Hz,周期为 T=0.05 s;OP=6 m=1.5,则波 长=4 m,则波速 v= = m/s=80 m/s,故 A 错误;振动从 O 传到 Q 的时 间 t= = s=0.35 s,故 B 正确;由波形图可知,P 点开始起振的方向沿 -y 方向,则波源刚开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向,故 C 正确;因 PQ=22 m=5 ,则 Q 点刚开始振动时,P 点恰位于平衡位置,故 D 正确;Q 点刚开始振动之前,P 点要振动 5 T,则经过的路程为 5.54A=22A=220.5 m=11 m,故 E 错误. (2)光在两个界面的入射角和折射角分别是1,2,3,4,根据折 射定律得 n=(1 分) 解得2=45(1 分) n=(1 分) 由几何知识有2+3=90 解得4=60(1 分) 玻璃管的长度为 L=+D1tan 4=(2+16)cm=0.30 m.(2 分) 当光在管内壁处恰发生全反射时,时间最长,光通过的路程为 x=(1 分) 另有 sin C= ,v= ,x=vt(2 分) 则光线 AB 在玻璃管中传播的最长时间为 t=1.510 -9 s.(1 分) 答案:(1)BCD (2)0.30 m 1.510 -9 s
