2020高考物理二轮练习3新高考模拟卷（一）（Word版带解析）

新高考模拟卷(一) (时间：90 分钟　分值：100 分) 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， 只有一项符合题目要求． 1．钍基熔盐堆核能系统(TMSR)是第四代核能系统之一．其中钍基核燃料铀由较难裂变的 钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪．以下说法正确 的是(　　) A．题中铀核裂变的核反应方程为 23392 U＋10n→14256 Ba＋8936Kr＋310n B．钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C．钍核 23290 Th 经过 2 次β衰变可变成镤 23291 Pa D．在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 解析：选 A.根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为：23392 U＋10n→14256 Ba＋8936Kr＋310n，选项 A 正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状 态和外部条件无关，故 B 错误；钍核(23290 Th)经过 1 次β衰变可变成镤(23291 Pa)，选项 C 错误；重 核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故 D 错 误． 2．根据热学知识可以判断，下列说法不正确的是(　　) A．物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变 B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功 C．在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 D．气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m，若 1 摩尔该气体的体积为 V，则该气体单位体 积内的分子数为 M mV 解析：选 B.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，选项 A 正 确；载重汽车卸去货物的过程中，汽车轮胎内的气体体积增大，对外界做功，外界对轮胎气 体做负功，选项 B 错误；影响压强的两个因素，一是单位时间内对器壁单位面积的平均撞击 次数，二是撞击的力度．在压强不变的情况下，温度降低，分子的平均动能减小，对器壁的 平均撞击力度减小，只能是增加单位时间内对器壁单位面积的平均撞击次数，选项 C 正确； 阿伏加德罗常数为 NA＝ M m，单位体积内气体的物质的量为 n＝ 1 V，则该气体单位体积内的分子 数为 N＝nNA＝ M mV，选项 D 正确． 3.(2017·11 月浙江选考)如图所示是具有登高平台的消防车，具有 一定质量的伸缩臂能够在 5 min 内使承载 4 人的登高平台(人连同平台 的总质量为 400 kg)上升 60 m 到达灭火位置．此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为 3 m3/min，水离开炮口时的速率为 20 m/s，则用于(　　) A．水炮工作的发动机输出功率约为 1×104 W B．水炮工作的发动机输出功率约为 4×104 W C．水炮工作的发动机输出功率约为 2.4×106 W D．伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为 800 W 答案：B 4．如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经 0.5 s 后，其波形如图中虚线 所示，设该波的周期 T 大于 0.5 s．以下说法正确的是(　　) A．如果波是向左传播的，波速是 0.12 m/s B．波的周期可能是 4 s C．如果波是向右传播的，波速是 0.72 m/s D．波的周期一定是 2 3 s 解析：选 A.由题图知波长 λ＝0.24 m；该波的周期 T 大于 0.5 s，说明波在 0.5 s 内传播的 距离小于一个波长．波可能向右传播，传播距离为 x1＝18 cm＝0.18 m，故波速为 v1＝ x1 t ＝ 0.18 0.5 m/s＝0.36 m/s，由 3 4T＝t，得 T＝ 4t 3 ＝ 4 × 0.5 3 s＝ 2 3 s；波可能向左传播，传播距离为 x2＝6 cm ＝0.06 m，故波速为 v2＝ x2 t ＝ 0.06 0.5 m/s＝0.12 m/s；由 T 4＝t 得 T＝4t＝2 s．故 A 正确，B、C、D 错误． 5．随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月 球并在月球表面附近以初速度 v0 竖直向上抛出一个小球，经时间 t 后回到出发点．已知月球 的半径为 R，引力常量为 G，则下列说法正确的是(　　) A．月球表面的重力加速度为 2v0 t B．月球的质量为 v0R2 Gt C．宇航员在月球表面获得 2v0R t 的速度就可能逃脱月球吸引 D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 Rt v0 解析：选 A.小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律得 t＝2v0 g 月，解得 g 月＝2v0 t ，故 A 正确；物体在月球表面上时，由重力等于月球的万有引力得 G M m R2 ＝mg 月，解得 M＝ 2v0R2 Gt ，故 B 错误；根据 G M m R2 ＝m v2 R ，解得月球的第一宇宙速度大小 v＝ 2v0R t ，逃离月球引力， 速度要大于第二宇宙速度，故 C 错误；宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运 动，由重力提供向心力得 mg 月＝m 4π2R T2 ＝m 2v0 t ，解得 T＝π 2Rt v0 ，故 D 错误． 6.如图，边长为 a 的立方体 ABCD­A′B′C′D′八个顶点上有八个带 电质点，其中顶点 A、C′电荷量分别为 q、Q，其他顶点电荷量未知，A 点上 的质点仅在静电力作用下处于平衡状态，现将 C′上质点电荷量变成－Q，则 顶点 A 上质点受力的合力大小为(不计重力)(　　) A. kQq a2 　　　B. 2kQq 3a2 　　　C. kQq 3a2　　　D．0 解析：选 B.A 上质点受力平衡，A、C′间库仑力与其他六个质点对 A 的合力等大反向，当 C′上质点电性变成－Q 时，A 质点受的力为原来 FAC′的两倍，因此选 B. 7．如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两 个面折射后从 AC 面进入空气．当出射角 i′和入射角 i 相等时，出射光线相 对于入射光线偏转的角度为 θ.已知棱镜顶角为 α，则计算棱镜对该色光的折 射率表达式为(　　) A. sin α＋θ 2 sin α 2 B. sin α＋θ 2 sin θ 2 C sin θ sin(θ－α 2 ) D. sin α sin(α－θ 2) 解析：选 A.当出射角 i′和入射角 i 相等时，由几何知识，作角 A 的平分 线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线 的交点，如图所示，可知∠1＝∠2＝ θ 2 ，∠4＝∠3＝ α 2 ，而 i＝∠1＋∠4＝ θ 2 ＋ α 2 ，由折射率公式 n＝ sin i sin ∠4＝ sin α＋θ 2 sin α 2 ，选项 A 正确． 8.质量为 M、内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有 一质量为 m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为 μ.初始时小物 块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度 v，小物块 与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为(　　) A. 1 2mv2 B. mM 2（m＋M）v2 C. 1 2NμmgL D．2NμmgL 解析：选 B.设系统损失的动能为ΔE，根据题意可知，整个过程中小物块和箱子构成的系 统满足动量守恒和能量守恒，则有 mv＝(M＋m)vt(①式)、 1 2mv2＝ 1 2(M＋m)v2t＋ΔE(②式)，由 ①②式联立解得ΔE＝ M m 2（M＋m）v2，可知选项 A 错误，B 正确；又由于小物块与箱壁碰撞为 弹性碰撞，则损耗的能量全部用于摩擦生热，即ΔE＝NμmgL，选项 C、D 错误． 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.如图所示，在矩形区域 ABCD 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，AB ＝5 3 cm，AD＝10 cm，磁感应强度 B＝0.2 T．在 AD 的中点 P 有一个发 射正离子的装置，能够连续不断地向纸面内的各个方向均匀地发射出速率 为 v＝1.0×105 m/s 的正离子，离子的质量 m＝2.0×10 －12 kg，电荷量 q＝ 1.0×10－5 C，离子的重力不计，不考虑离子之间的相互作用，则(　　) A．从边界 BC 边飞出的离子中，BC 中点飞出的离子在磁场中运动的时间最短 B．边界 AP 段无离子飞出 C．从 CD、BC 边飞出的离子数之比为 1∶2 D．若离子可从 B、C 两点飞出，则从 B 点和 C 点飞出的离子在磁场中运动的时间相等 解析：选 ACD.半径确定，在离子转过的圆心角小于π的情况下，弦长 越短，圆心角越小，时间越短，弦长相等，时间相等，因此 A、D 正确；由洛 伦兹力方向可知，离子逆时针方向旋转，发射方向与 PA 方向夹角较小的 离子会从 AP 段飞出，B 错误；由 R＝ mv qB得 R＝0.1 m，通过解析图可知 α＝ 30°，β＝60°，α∶β＝1∶2，离子数之比亦为 1∶2，C 正确． 10．跳伞爱好者从高楼进行跳伞表演，他们从 345 m 的高处跳下，在距地面 150 m 高处 打开伞包．假设打开伞包前后两段时间都可看做匀变速直线运动，且始末速度均为零．一个 质量为 60 kg 的跳伞爱好者，若在 30 s 内完成此跳伞表演(当地重力加速度 g 取 10 m/s2)，则下 列关于跳伞爱好者在跳伞的整个过程中说法错误的是(　　) A．机械能先不变后减小 B．机械能一直变小 C．克服阻力做功 207 kJ D．最大速度为 11.5 m/s解析：选 AD.跳伞过程中跳伞者始终受阻力作用，因而机械能始终减小，选项 A 错误，B 正确；对整个过程运用动能定理有，mgH－W 阻＝0，解得 W 阻＝mgH＝600×345 J＝207 kJ， 选项 C 正确；设最大速度为 vmax，打开伞包前的下落过程用时间 t，则有(345－150) m＝ vmax 2 t， 打开伞后的过程有 150 m＝ vmax 2 (30－t)，解得 vmax＝23 m/s，选项 D 错误． 11.质量为 0.3 kg 的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体 受水平拉力和不受水平拉力的速度－时间图象，则下列说法中正确的是(　　) A．物体不受水平拉力时的图象一定是 b B．物体受水平拉力时的图象一定是 a C．物体的摩擦力可能等于 0.2 N D．水平拉力一定等于 0.1 N 解析：选 CD.两图线加速度大小不同，拉力方向与滑动摩擦力方向可能相反，也可能相同， 无法判断物体不受水平拉力是哪个图象，故选项 A、B 错误；设拉力大小为 F，摩擦力大小为 f，由图读出加速度大小分别为 aa＝ 1 3 m/s2，ab＝ 2 3 m/s2，若物体受水平拉力时的速度图象是 a 时，拉力与速度方向相同，根据牛顿第二定律得 f－F＝maa，f＝mab，解得 F＝0.1 N，f＝0.2 N；若物体受水平拉力时的速度图象是 b 时，拉力与速度方向相反，根据牛顿第二定律得 f＋F ＝mab，f＝maa，解得 F＝0.1 N，f＝0.1 N，故选项 C、D 正确． 12．某实验小组制作一个金属安检仪原理可简化为图示模型．正 方形金属线圈 abcd 平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速 度 v 匀速运动，线圈边长为 L，电阻为 R，质量为 m，有一边界宽度也 为 L 的矩形磁场垂直于传送带，磁感应强度为 B，且边界与线圈 bc 边平行．已知线圈穿过磁 场区域的过程中速度不变，下列说法中正确的是(　　) A．线圈进入磁场时回路中感应电流的方向与穿出时相反 B．线圈进入磁场时所受静摩擦力的方向与穿出时相反 C．线圈进入磁场区域的过程中通过导线某一横截面的电荷量为 BL2 R D．线圈经过磁场区域的过程中电动机多消耗的电功率为 2B2L2v2 R 解析：选 AC.根据右手定则知 A 选项正确；由楞次定律和左手定则判断线圈进入磁场时 所受安培力的方向与穿出时相同，由线圈受力平衡可知静摩擦力的方向相同，故 B 选项错误； 线圈进入磁场区域的过程中，通过导线某一横截面的电荷量 q＝ BL2 R ，故 C 选项正确；线圈经 过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电功率为 P＝Fv＝ B2L2v2 R ，故 D 选项错误． 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分．13．(6 分)某实验小组用图甲所示的实验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数．在一 端装有定滑轮的长木板上固定 A、B 两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光 片通过光电门时的遮光时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计另 一端吊着沙桶，测力计能显示滑块所受的拉力，滑块对长木板的压力与滑块的重力大小相等， 已知遮光片宽度为 d，当地的重力加速度为 g. (1)为了满足实验的要求，下列说法正确的是______． A．长木板应放在水平桌面上 B．长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力 C．沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量 D．定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行 (2)甲同学测出 A、B 两光电门之间的距离为 L，滑块通过 A、B 两光电门的时间分别为 t1、 t2，滑块的加速度大小 a＝________________(用字母 L、d、t1、t2 表示)． (3)多次改变沙桶里沙的质量，重复步骤(2)，根据测得的多组 F 和 a，作出 a－F 图象如图 乙所示，由图象可知，滑块的质量为____________，滑块与长木板间的动摩擦因数为 ________． 解析：(1)因滑块对长木板的压力与滑块的重力大小相等，所以长木板应放在水面桌面上， 为保证滑块做匀加速运动，绳子的拉力必须恒定，应调整滑轮高度，使细线与木板平行，故 A、D 正确；本实验要测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力，故 B 错误；由于本实验中有测力 计，故不要求沙桶及测力计的总质量远小于滑块的质量，故 C 错误． (2)滑块通过 A、B 两光电门的速度分别为：vA＝ d t1，vB＝ d t2，由匀变速直线运动的速度— 位移公式可知，2aL＝v2B－v2A，解得： a＝ v－v 2L ＝ d2 t －d2 t 2L ＝ d2 2L(1 t－1 t ). (3)滑块受到的摩擦力为：f＝μmg 由牛顿第二定律可得：F－μmg＝ma 解得力 F 与加速度 a 的函数关系式为： a＝ F m－μg， 由图象所给信息可得图象斜率为：k＝ a0 F0＝ 1 m，所以 m＝ F0 a0， 由图象所给信息可得图象截距为： b＝－μg＝－a0，所以μ＝ a0 g .　 答案：(1)AD　(2)d2 2L(1 t－1 t ) (3) F0 a0　 a0 g 14．(8 分)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)．正温度系数 电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小， 热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中．某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻 Rx(常温下阻值约为 10.0 Ω)的电流随其两端电压变化的特点． A．电流表 A1(量程 0～100 mA，内阻约 1 Ω) B．电流表 A2(量程 0～0.6 A，内阻约 0.3 Ω) C．电压表 V1(量程 0～3.0 V，内阻约 3 kΩ) D．电压表 V2(量程 0～15.0 V，内阻约 10 kΩ) E．滑动变阻器 R(最大阻值为 10 Ω) F．滑动变阻器 R′(最大阻值为 500 Ω) G．电源 E(电动势 15 V，内阻可忽略) H．开关、导线若干 (1)实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大， 请 在 所 提 供 的 器 材 中 选 择 必 需 的 器 材 ， 应 选 择 的 器 材 为 电 流 表 ________ ； 电 压 表 ________________________________________________________________________； 滑动变阻器________(只需填写器材前面的字母即可)． (2)请在所提供的器材中选择必需的器材，在虚线框内画出该小组设计的电路图． (3)该小组测出热敏电阻 R1 的 U－I 图线如图甲中曲线 Ⅰ 所示．请分析说明该热敏电阻 是______(填“PTC”或“NTC”). (4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻 R2 的 U－I 图线如图甲中曲线 Ⅱ 所示．然后又将热敏电阻 R1、R2 分别与某电池连成如图乙所示电路，测得通过 R1 和 R2 的电流分别为 0.30 A 和 0.60 A，则该电池组的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留 3 位有效数 字)． 解析：(1)由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，变阻器应选择阻值 较小的 E 以方便调节；根据电源电动势为 15 V 可知电压表应选 D；常温下当 I＝0.6 A 时 U＝ IR＝6 V