山东省济宁市2020届高三物理5月模拟试题（Word版附解析）

济宁市 2020 年高考模拟考试 物理试题 2020.05 一、单项选择题 1.中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站位于山东省威海市荣成石岛湾。目前 核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是 。下列关于 x 的说法正确的是（ ） A. x 是 粒子，具有很强的电离本领 B. x 是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的 C. x 是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的 D. x 是 粒子，穿透能力比较弱 【答案】B 【解析】 【详解】AD． 根据该反应的特点可知，该核反应为重核裂变，x 为中子。故 AD 错误； BC． 根据物理学史可知，中子是查得威克通过实验最先发现的，故 B 正确 C 错误。 故选 B。 2.简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴负方向传播，波速为 v。若某时刻在波的传播方向上，位 于平衡位置的两质点 a、b 相距为 s，a、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波 形中质点 a 最早到达波谷的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 235 144 89 92 56 36U x Ba Kr 3x+ → + + β α【详解】先判断图中质点 a 的运动方向，AC 选项质点 a 运动方向向下，故经过 周期后到达 波谷，因 A 选项波长长其周期也长，C 选项较 A 选项早到达波谷，；BD 选项质点 a 运动方向 向上，故经过 周期到达波谷，因 B 选项波长长其周期也长，D 选项较 B 选项早到达波谷， 对于 C 选项的波波长为 ，因此有 对于 D 选项波，波长为 ，因此有 显然 t 小于 t′，因此 C 选项的波质点 a 先到达波谷。 故选：C。 3.质点在做匀变速直线运动，依次经过 A、B、C、D 四点。已知质点经过 AB 段、BC 段和 CD 段所需的时间分别为 t、3t、5t，在 AB 段和 CD 段发生的位移分别为 x1 和 x2，则该质点运动的 加速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB 中间时刻的速度 CD 段中间时刻速度 加速度 故 B 正确 ACD 错误。 故选 B。 4.山地车上常安装磁电式转速传感器以测量车速，传感器主要由磁铁和感应器组成，如图甲所 示。磁铁固定在车轮辐条上，感应器由 T 形软铁、线圈等元件组成，如图乙所示。车轮转动 1 4 3 4 s 1 4 4 st T v = = 2 3 s 2 3 3 3 4 4 2 s st T v v ′ = = ⋅ = 2 1 2 x x t − 2 1 2 5 30 x x t − 2 1 2 3 12 x x t − 2 1 2 3 18 x x t − 1 1 xv t = 2 2 5 xv t = 2 1 2 1 2 5 6 30 v v x xa t t − −= =时，线圈中就会产生感应电流。已知车轮的半径为 r，自行车匀速运动时测得线圈中感应电流 的频率为 f。下列说法正确的是（ ） A. 自行车的车速为 B. 当磁铁距离线圈最近的时候，线圈中的磁通量最大 C. 随着车轮转速的增加，线圈中感应电流的频率增加但有效值不变 D. 车轮转动时线圈中的感应电流方向不变，只是大小发生周期性变化 【答案】B 【解析】 【详解】A． 自行车匀速运动时测得线圈中感应电流的频率为 f。则自行车的车速为 故 A 错误； B． 当磁铁距离线圈最近的时候，线圈中磁感应强度最强，线圈中的磁通量最大，故 B 正确； C． 随着旋转体转速的增加，穿过线圈的磁通量变化率变大，所以产生的感应电动势的最大值 也会增大，有效值增加，故 C 错误； D． 线圈中的原磁通量方向不变，但是因为穿过线圈的磁通量有增大也有减小，所以感应电 流的磁场方向有与原磁场方向相同时，也有相反时，所以感应电流的方向也会变化，故 D 错 误。 故选 B。 5.如图所示，等边三角形 ABC 处于水平面内，边长为 L，O 点为 AB 边的中点。CD 为光滑绝 缘直轨道，D 点在 O 点的正上方，且 D 点到 A、B 两点的距离均为 L。在 A、B 两点分别固定 一点电荷，电荷量均为-Q。一质量为 m、电荷量为+q 的小球套在轨道上，现将小球从 D 点由 静止开始释放，已知静电力常量为 k、重力加速度为 g，且 ，忽略空气阻力， 2 r f π 2v rfπ= 2 3 3 Qqk mgL =则下列说法正确的是（ ） A. C 点和 D 点的电场强度相同 B. C 点的电势比 D 点的电势低 C. 小球在 D 点刚释放时，其加速度大小为 D. 小球沿直轨道 DC 下滑过程中，其电势能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据矢量合成可知，C 点和 D 点的电场强度大小相同，方向不同，故 A 错误； B．根据等量同种电荷电势分布可知，CD 两点据 O 点距离相同，C 点的电势与 D 点的电势相 同，故 B 错误； C． 负电荷产生的电场指向负电荷，可知两个负电荷在 D 处的电场强度分别指向 A 与 B，由 于两个点电荷的电量是相等的，所以两个点电荷在 D 点的电场强度的大小相等，则它们的合 场强的方向沿 DA、DB 的角平分线；由库仑定律，A、B 在 D 点的场强的大小： 它们的合场强： 方向与重力方向相同，故在 D 点 加速度为 故 C 正确； D． 由几何关系可知，在 CD 的连线上，CD 连线的中点处于到 A、B 的距离最小，电势最低， 小球带正电，所以小球在 CD 的连线中点处的电势能最小。则小球沿直轨道 CD 下滑过程中， 其电势能先减小后增大。故 D 错误。 的 2g 2 3 3A B kQ mgE E L q = = = cos30 cos30BD A mgE E E q ° °= + = ( )sin 45 2Dmg E qa gm + °= =故选 C。 6.2019 年 12 月 7 日 10 时 55 分，我国在太原卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，成功 将“吉林一号”高分 02B 卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。 已知地球 半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，卫星与地心的连线在时间 t（小于其运动 周期）内扫过的面积为 S，则卫星绕地球运动的轨道半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知 根据几何关系可知，卫星与地心连线在时间 t 内扫过的面积 联立解得卫星绕地球的轨道半径 在地表 故 故 D 正确 ABC 错误。 故选 D。 7.如图所示，小球甲从 A 点水平抛出，小球乙从 B 点自由释放，两小球先后经过 C 点时的速 度大小相等，方向夹角为 45°，已知 A、C 高度差为 h，不计空气阻力，由以上条件可知 B、 A 两点高度差为（ ） 的 2 2 4 gR t S 2S R g 2 tR g S 2 2 2 4S gR t 2 2 GMm m rr ω= 2 2 tS r ω ππ= ⋅ 2 2 4Sr GMt = 2 GMm mgR = 2 2 2 4Sr gR t =A. B. C. h D. 2h 【答案】C 【解析】 【详解】小球甲做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，由 可得：甲运动的时间 为： t 甲= 竖直分速度： vy=gt 甲= 据运动的合成与分解可知，甲在 C 点的速度： v 甲＝ v 乙 乙球做自由落体运动，下落高度： 故 A、B 两点高度差为 2h-h=h 故 C 正确 ABD 错误。 故选 C。 8.如图所示，某同学做“旋转的液体的实验”时，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极和电源负极 相连，在边缘放一个圆柱形电极和电源正极相连。若蹄形磁铁上方为 S 极，且两极间正对部 分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为 B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为 a=0.05m，电源的 电动势为 E=3V，内阻 r=0.1Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为 R0=0.3Ω，当滑动变阻器 1 4 h 1 2 h 21 2h gt= 2h g 2gh 2cos45 yv gh° = = 2 22 vh hg ′ = =乙接入电路的电阻为 R=4.9Ω 时，闭合开关后液体旋转时电压表的示数恒为 1.5V，则下列说法正 确的是（ ） A. 由上往下看，液体做顺时针旋转 B. 液体所受的安培力大小为 N C. 液体所受的安培力大小为 N D. 当滑片向左移动时，液体转动的速度会增大 【答案】B 【解析】 【详解】A． 由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的 正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直 向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转； 故 A 错误； BC． 电压表的示数为 1．5V，则根据闭合电路的欧姆定律：E=U+IR+Ir，所以电路中的电流 值： 液体所受的安培力大小为： F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05=1.5×10-3N 故 B 正确 C 错误； D． 当滑片向左移动时，电阻变大，回路电流变小，安培力变小，故转动速度变小，故 D 错 误。 故选 B。 二、多项选择题 9.一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态，其 V—T 图像如 图所示，pa、pb、pc 分别表示状态 a、b、c 的压强，下列说法正确的是（ ） 31.5 10−× 22.5 10−× 3 1.5 0.3A4.9 0.1 E UI R r − −= = =+ +A. 从 c 到 a 过程中气体一定吸热 B. C. 从 b 到 c 过程中气体放出的热量大于外界对系统做的功 D. 从 b 到 c 过程中每一个分子的速率都减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知过程 ca 中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律 可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故 A 正确； B． 设 a 状态的压强为 pa，则由理想气体的状态方程可知： 所以：pb=3pa，同理： 得：pc=3pa，所以： pc=pb＞pa 故 B 错误； C． 从 b 到 c 过程中气体温度降低，内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知， 气体放热大于外界对气体做功，故 C 正确； D． 从 b 到 c 过程中气体温度降低，平均动能减小，并非每一个分子的速率都减小，分子仍无 规则运动，故 D 错误。 故选 AC。 10.波长为 和 两束可见光分别入射到同一个双缝上，可在光屏上观察到干涉条纹，其中 波长为 的光的条纹间距小于波长为 的条纹间距。则（下列表述中，下标“1”和“2”分 的 c b ap p p= < a 0 b 0 0 0 3 3 3 p V p V T T ⋅ ⋅= a 0 c 0 0 0 3p V p V T T ⋅ = 1 λ 2 λ 1 λ 2 λ别代表波长为 和 的光所对应的物理量）（ ） A. 这两束光的波长 > B. 这两束光从玻璃射向真空时，其临界角 C. 若这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压 D. 若这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到 n=2 能级时产生，则相应激发态的电离能 【答案】BC 【解析】 【详解】A． 由于在其他条件相同的情况下波长为 λ1 的光的干涉条纹间距小于波长为 λ2 的干 涉条纹间距，由 ，可得：λ1n2，由临界角与折射率的关系： ，则这两束光从玻璃射向真空时，其临界角 C1Em2，即 1 的能级更大。结合氢原子电离时需要的能量为能级对应能量值的负值可知，相 应激发态的电离能△E1 1 2E E∆ > ∆ Lx d λ= ⋅ cγ λ= 1sinC n =A. 小球 A、B、 C 组成的系统机械能守恒 B. 小球 C 的机械能先减小后增大 C. 小球 C 落地前瞬间的速度大小为 D. 当小球 C 的机械能最小时，地面对小球 B 的支持力大于 mg 【答案】ABC 【解析】 【详解】A． 由于小球 A，B，C 组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，故 A 正确； B．小球 B 的初速度为零，C 落地面瞬间，B 的速度为零，故 B 的动能先增大后减小，而 B 的重力势能不变，则 B 的机械能先增大后减小，同理可得 A 的机械能先增大后减小，而系统 机械能守恒，故 C 的机械能先减小后增大，故 B 正确； C．根据以上分析可知，小球 C 落地前瞬间的速度大小根据动能定理可知 解得： 故 C 正确； D． 当小球 C 的机械能最小时，小球 B 速度最大，此时小球 B 的加速度为零，水平方向所受 的合力为零，杆 CB 对小球 B 恰好没有力的作用，所以地面对小球 B 的支持力大小为 mg，故 D 错误。 故选 ABC 12.如图甲所示，在光滑绝缘水平面内，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与 水平面垂直。边长为 l 的正方形单匝金属线框 abcd 位于水平面内，cd 边与磁场边界平行。t=0 时刻线框在水平外力 F 的作用下由静止开始做匀加速直线运动，回路中的感应电流大小与时 间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ） 2gh 21 2 mv mgh= 2v gh=A. 水平外力为恒力 B. 匀强磁场的宽度为 C. 从开始运动到 ab 离开磁场 时间为 D. 线框穿出磁场过程中外力 F 做的功大于线框中产生的热量 【答案】BD 【解析】 【详解】A． 线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化 的，因此外力 F 必然不是恒力，选项 A 错误； B． 由图乙可知 2t0～4t0 时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为 a，边框长 为： 磁场的宽度为： 故 选项 B 正确； C． 设 t 时刻线框穿出磁场，则有： 解得： 选项 C 错误； D． 根据能量守恒可知，线框穿出磁场过程中外力 F 做的功增加了线框动能和产热，故线框 穿出磁场过程中外力 F 做的功大于线框中产生的热量，选项 D 正确。 的 8 3 l 02 15t ( ) ( )2 2 2 0 0 0 1 14 2 62 2l a t a t at= − = ( ) ( )2 2 2 0 0 0 1 16 2 162 2d a t a t at= − = 8 3 ld = ( )22 2 0 0 1 16 62 2at at a t= − 04 3t t=故选 BD。 三、非选择题 13.某实验小组利用如图甲所示的实验装置进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。纸 带连接在小车左端，并穿过电火花打点计时器，细绳连接在小车的右端，并通过动滑轮与弹 簧测力计相连，不计细绳与滑轮的摩擦，钩码悬挂在动滑轮上。 (1)关于该实验，下列说法正确的是__________； A.实验前应对小车进行平衡摩擦力 B.需要满足小车的质量远大于钩码的质量 C.实验时应先接通打点时器再释放小车 D.弹簧测力计的示数始终等于钩码重力的一半 (2)某次实验得到的纸带如图乙所示，用刻度尺测量出相邻计数点间的距离分别为 x1、x2、x3、 x4，且相邻计数点间还有四个计时点未画出，已知电源的频率为 f，可得小车的加速度表达式 为 a=_________（用 x1、x2、x3、x4、f 来表示）； (3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于 220V，那么加速度的测量值与实际值相比 _________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 (1). AC (2). (3). 不变 【解析】 【详解】(1)[1] 实验前应对小车进行平衡摩擦力，使绳的拉力为小车受到的合外力，故 A 正确； B．绳中拉力根据弹簧测力计读出，不需满足小车的质量远大于钩码的质量，故 B 错误； C． 实验时应先接通打点时器再释放小车，故 C 正确； D．弹簧测力计的读数为绳中的拉力，而钩码向下加速运动故绳中拉力小于钩码重力的一半， 故 D 错误。 故选 AC。 (2)[2] 根据逐差法可知，小车的加速度为： 24 3 2 1 100 x x x x f + − −(3)[3] 根据（2）中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测 量值与实际值相比是不变的。 14.在测量干电池的电动势 E 和内阻 r 的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2 为单 刀双掷开关，定值电阻 R0=3Ω。合上开关 S1，S2 接图甲中的 1 位置，改变滑动变阻器的阻值， 记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2 改接图甲中的 2 位置，改变滑动变阻器的阻 值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示 数 U 和对应的电流表示数 I 的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为 3.00V、2.99V， 与横轴的截距分别为 0.75A、0.80A。 (1)S2 接 1 位置时，作出的 U—I 图线是图乙中的___________（选“A”或“B”）线；测出的 电池电动势 E 和内阻 r 有在系统误差，原因是___________________； (2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为 E 真=___________V，r 真=__________Ω； (3)根据图线求出电流表内阻为_______________Ω。 【答案】 (1). B (2). 电压表的分流（或电流表的示数偏小） (3). 3.00 (4). 0.75 (5). 0.25 【解析】 【详解】(1)[1][2] 当 S2 接 1 位置时，可把电压表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧 姆定律：E=U 断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的 U-I 图线应是 B 线； 测出的电池电动势 E 和内阻 r 存在系统误差，原因是电压表分流造成。 (2)[3][4]根据当 S2 接 2 位置时，可把电流表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律 E=U 断可知电动势测量值等于真实值，U-I 图线应是 A 线，即 E 真=UA=3.00V 由图示图象可知，E 真=UA，由于 S2 接接 1 位置时，U-I 图线的 B 线对应的短路电流为 I 短=IB， 23 4 2 1 4 3 2 1 24 (5 ) 100 x x x x x x x xa fT + − − + − −= =×所以 r 真= (3)[5] 开关 S2 接 2 位置时，U-I 图象如图 A 所示，此时： r 真+RA= 电流表内阻： RA= 15.跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，游戏时跳楼机先把乘有十多人的座舱送 到 175m 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面 50m 时制动系统开始启动，座舱匀减速 运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为 100g 的手机体验失重、超重时的受力特点， g 取 l0m/s2。不计空气阻力，求： (1)从最高点运动到地面，整个过程的总时间； (2)当座舱落到离地面高度为 l5m 位置讨，手要用多大的力才能托住手机。 【答案】(1)7s；(2)3.5N 【解析】 【详解】(1)从开始下降到距地面 50m 时，由运动学规律得 解得 v=50m/s 从开始下降到刚好停止 解得 0 0 3.00 3 0.750.80 A B E UR RI I − = − = Ω − Ω = Ω真 短 A A U I 3.00 0.75 0.250.75 A A A B U U I I − = Ω − Ω = Ω ( )2 2v g H h= − 0 2 vH t +=t=7s (2)在减速阶段，由运动学规律得 解得 a=25m/s2 对手机由牛顿第二定律得 F-mg =ma 解得 F=3.5N 16.如图所示，平静湖面岸边有一垂钓爱好者，他 眼睛恰好位于岸边 B 点正上方的 A 点，竿 梢处于水面上的 C 点，浮标处于水面上的 D 点，鱼饵灯处于浮标正下方的 F 点。已知水面与 B 点等高，AB 间的高度 h=0.9m，AC 间的距离 l=4.5m，CD 间的距离 x=2m，此时垂钓者发现 鱼饵灯刚好被竿梢挡住，已知鱼饵灯发出的色光，对湖水的折射率为 ，求： (1)鱼饵灯的深度； (2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 BC 间射出。 【答案】(1)1.5m；(2) 【解析】 【详解】(1)由题意知 由折射定得 的 20 2v ah− = − 6 2n = 2mh′′ = 2 2 2 6sin 5 l hi l −= = 2 2 sin xr x h = ′+解得 (2)鱼饵灯与竿梢的连线和竖直方向夹角恰好为临界角 C 时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 BC 间射出。则 由几何关系得 解得 17.如图所示，在光滑水平桌面 AB 上静止着两个小滑块 1、2，质量分别为 kg、 kg，两滑块之间有一被压缩轻弹簧（滑块与轻弹簧之间不拴接），A 的左端固定着与 AB 相切的光滑竖直半圆轨道，滑块恰好可以在其内部滑行；B 的右端与一水平传送带相连， 传送带长 L=0.9m，且顺时针转动。现释放被压缩的弹簧，两滑块在桌面上被弹出，滑块 1 恰 好能过半圆轨道的最高点 F；滑块 2 从传送带的右端离开后，落在水平地面上的 D 点，已知 滑块 2 被弹出时的速度 m/s，与传送带间的动摩擦因数 ，C 点距地面高 h=0.2m。 不计半圆轨道的孔径的大小，取 g=10m/s2，求： (1)被压缩的轻弹簧的弹性势能 EP； (2)滑块 1 经过双半圆环轨道最低点 A 时对轨道的压力大小； (3)若传送带的速度取值范围为 4m/s