2020届山西省太原市高三年级模拟试题物理能力测试带答案(一)

太原市 2020 年高三年级模拟试题（一） 物理能力测试 （考试时间：上午 9：00——11：30） 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有一项符合题日要 求，第 19～21 题有多项符合题目要求。全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错的得 0 分。 14．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 图象，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 15．4 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 2 12 1 mv 2 ))(( 1221 ttvv −+ u238 94 P 238uP p237 93 N 238uP α16．2019 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（不考虚喷气 对总质量的影响，取 g=10m/s2） A．0.02kg B．0.20kg C．0.50kg D．5.00kg 17．三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 18．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 19．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 0321 IIII === 03201 3 IIIII === 、 03201 3 IIIII === 、 F3 2 0 1 3 03I I I I I= = =、 F3 3 0 1 2 03I I I I I= = =、20．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 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 21．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，金属杆接人两导轨间的电阻为 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（ ） 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 三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33～38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（129 分） 22．（6 分）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。 2 R 2 L 22 3 LB FR BL FRU dc 2= 3 2FL R BL 6 2打开电源，词节气垫导轨使滑块 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 v1 ，锁定时弹簧只有的弹性势为 Ep= ，B 的质量 m2= 。（用已知和测得物理量的符号表示） 23．（9 分）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： 在图 b 中将 所缺数据点补充完整，作 出 I2-I1 图线； 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 1G AI µ/1 2G AI µ/2（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） 24．（12 分）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，水橇与跳台间的动擦因数为 、与水间摩擦不计。取 g10m/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．（20 分）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△t 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△t。（不考虑粒子间的静电力） 15 30 3 2 h 3 2 h（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 這生物题中每科任选一题作答。如果多做， 则每学科按所做的第一题计分。 3．［物理一选修 3-3]（15 分） （1）（5 分）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 （填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 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．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、内减减小 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 （2）（10 分）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人水中，当玻璃管长度的一半进人水中时，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）璃管的长度 l0； （ii）继续缓慢向下压玻管使其浸没在水中，当压力 F2=0.32N 时，玻 璃管底面到水面的距离 h。 0 3 2T34．［物理一选修 3-4]（15 分） （1）（5 分）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=5m、xQ=10m，如图所示。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．该横波的波长为 0.2m B．P 处质点的振动周制为 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 （2）（10 分）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。 1 6 2 2n += 2 6 2 4 − 6 2 4 +