山东省济宁市2020届高三第二次模拟考试（物理）（含答案）

1 2019—2020 学年度高考模拟考试 物理试题 2020．06 注意事项： 1．答题前，考生将自己的姓名、考生号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、 考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用 2B 铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用 0.5mm 黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿 纸、试卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 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， 只有一项是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是 A．晶体一定具有各向异性 B．温度升高物体的内能一定增大 C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．自由下落的水滴呈球形是液体表面张力作用的结果 2．小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示，他在白纸上作一直线 MN 以及它的垂线 AB，玻璃砖的圆心为 O，其底边与直线 MN 对齐，在垂线 AB 上插两 枚大头针 P1 和 P2。小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到 P1、P2 沿 AB 方向射出的光线，若要观察到，应将玻璃砖的位置作 适当调整，下列说法正确的是 A．沿 MN 向 M 端平移适当距离 B．沿 MN 向 N 端平移适当距离 C．向左平移适当距离 D．向右平移适当距离2 3．现有大量处于 n=4 能级的氢原子，当这些氢原子向低能级跃迁时 会辐射出若干种不同频率的光，氢原子能级示意图如图所示。下列 说法正确的是 A．跃迁后核外电子的动能减小 B．最多可辐射出 4 种不同频率的光 C．由 n=4 能级跃迁到 n=1 能级产生的光的波长最短 D．用 n=4 能级跃迁到，n=2 能级辐射的光照射逸出功为 2．65eV 的某种金属能发生光电 效应 4．从塔顶同一位置由静止先后释放两个小球 A、B，不计空气阻力。从释放 B 球开始计 时，在 A 球落地前，两球之间的距离 随时间 t 变化的图像为 5．直角坐标系 xOy 的 y 轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线，位于 x=0 处的一波源发出的 两列机械波 a、b 同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示，此时刻 a 波 恰好传到 x=4m 处，下列说法正确的是 A．波源的起振方向沿 y 轴正方向 B．两列波的频率关系 fa=4fb C．此时刻 b 波传到 x=－16m 处 D．质点 P 在这段时间内的路程为 30cm 6．如图所示，理想变压器的原线圈输入电压的有效值保持不变，副线圈匝数可调，与副 线圈相连的输电线上的等效电阻为 R0，与原线圈相连的输电线上的电阻忽略不计。滑动触 头 P 处于图示位置时，用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时，下列说法正确的是 A．原线圈中的电流减小 B．副线圈两端的电压增大 C．等效电阻 R0 两端的电压不变 D．只需使滑动触头 P 向上滑动，用电器仍可正常工作 x∆3 7．由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中 实线所示。假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d 为弹道曲线上的五点，其中 O 点为发射点，d 点为 落地点，b 点为轨迹的最高点，a、c 两点距地面的高 度相等。下列说法正确的是 A．到达 b 点时，炮弹的速度为零 B．到达 b 点时，炮弹的加速度为零 C．炮弹经过 a 点时的速度小于经过 c 点时的速度 D．炮弹由 O 点运动到 b 点的时间小于由 b 点运动到 d 点的时间 8．如图所示，我国发射的某探月卫星绕月球运动的轨道为椭圆轨道。已知该卫星在椭圆 轨道上运行 n 周所用时间为 t，卫星离月球表面的最大高度为 5R，最小高度为 R，月球的半径为 R，下列说法正确的是 A．月球的自转周期为 B．月球的第一宇宙速度为 C．探月卫星的最大加速度与最小加速度之比为 5：1 D．探月卫星的最大动能与最小动能之比为 25：1 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，一带电油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且关于过轨迹最低 点 P 的竖直线对称，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是 A．Q 点的电势比 P 点的电势高 B．油滴在 Q 点的机械能比在 P 点的机械能大 C．油滴在 Q 点的电势能比在 P 点的电势能小 D．油滴在 Q 点的加速度比在 P 点的加速度大 10．如图所示，直角三角形 ABC 区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重 力)都从 A 点沿 AB 方向射入磁场，并分别从 AC 边上的 P、Q 两点射出磁场，下列说法 正确的是 A．从 P 点射出的粒子速度大 B．从 P 点射出的粒子角速度大 C．从 Q 点射出的粒子向心力加速度大 D．两个粒子在磁场中运动的时间一样长 tT n = 16n R t π4 11．如图所示，用横截面积为 S=10cm2 的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热良好的 汽缸内，汽缸平放到光滑的水平面上。劲度系数为 k=1000N／m 的轻质弹簧左端与活塞 连接，右端固定在竖直墙上。不考虑活塞和汽缸之间的摩擦，系统处于静止状态，此时 弹簧处于自然长度，活塞距离汽缸底部的距离为 L0=18cm。现用水平力 F 向右缓慢推动 汽缸，当弹簧被压缩 x=5cm 后再次静止(已知大气压 强为 p0=1.0×105Pa，外界温度保持不变)，在此过程 中，下列说法正确的是 A．气体对外界放热 B．气体分子的平均动能变大 C．再次静止时力 F 的大小为 50N D．汽缸向右移动的距离为 11cm 12．如图甲所示，在倾角为 37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为 m=2kg 可视为质 点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。t=0 时刻解除锁定，计算机通过传感 器描绘出滑块的 v—t 图像如图乙所示，其中 Ob 段为曲线，bc 段为直线，取 g=10m／s2， sin37°=0．6，cos37°=0．8，则下列说法正确的是 A．速度最大时，滑块与弹簧脱离 B．滑块与斜面间的动摩擦因数为 μ=0．5 C．滑块在 0．1～0．2s 时间内沿斜面向下运动 D．滑块与弹簧脱离前，滑块的机械能先增大后减小 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但 质量不等的小球 P、Q，杆可以绕固定于中点 O 的水平轴在竖直面内自由转动。O 点正下 方有一光电门，小球球心可恰好通过光电门，已知重力加速度为 g。5 (1) 用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径为 d=_____________cm。 (2)P、Q 从水平位置由静止释放，当小球 P 通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显 示的挡光时间为 =0．01s，则小球 P 经过最低点时的速度为 v=____________m／s。 (3)若两小球 P、Q 球心间的距离为 L，小球 P 的质量是小球 Q 质量的 k 倍(k＞1)，当满足 k=______________(用 L、d、 、g 表示)时，就表明验证了机械能守恒定律。 14．(8 分)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了下列实验器材： A．干电池两节，每节电动势约为 1．5V，内阻约几欧姆 B．直流电压表 V1、V2，量程均为 0～3V，内阻约为 3kΩ C．电流表，量程为 0～0．6A，内阻小于 1Ω D．定值电阻 R0，阻值为 5Ω E．滑动变阻器 R，最大阻值为 20Ω F．导线和开关若干 两位同学分别选用了上述部分实验器材设计了甲、乙两种实验电路。 (1)一同学利用如图甲所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组 U1、I 数据，并画 出 U1—I 图像，求出电动势和内电阻。这种方案测得的电动势和内阻均偏小，产生该误 差的原因是________________，这种误差属于___________(填“系统误差”或“偶然误 差”)。 (2)另一同学利用如图乙所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组 U1 和 U2 的数据， 描绘出 U1—U2 图像如图丙所示，图线斜率为 k，在纵轴上的截距为 a，则电源的电动势 E=___________，内阻 r=_____________。(用 k、a、R0 表示) 15．(8 分)如图甲所示，摆球在竖直面内做简谐运动。通过力传感器得到摆线拉力 F 的大 小随时间 t 变化的图像如图乙所示，摆球经过最低点时的速度为 m／s，忽略空气 t∆ t∆ 5 5v =6 阻力，取 g=10m／s2，π2≈g。求： (1)单摆的摆长 L； (2)摆球的质量 m。 16．(8 分)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，基本原理如图所示。图中上 半部分为侧视图，S、N 为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，图中下半部分 为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空 室中加速运动。已知电子的带电量为 e=1.6×10－19C，质量为 m=9.1×10－31kg，初速度为 零，在变化的磁场作用下运动轨迹半径恒为 R=0.455m，电子轨迹所在处的感生电场的场 强大小恒为 E=9．1V／m，方向沿轨迹切线方向，电子重力不计。求： (1)经时间 t=5×10－3s 电子获得的动能 Ek(结果保留两位有效数字)； (2)t=5×10－3s 时刻电子所在位置的磁感应强度 B 的大小。7 17．(14 分)如图所示为一种打积木的游戏装置，四块完全相同的硬质积木叠放在靶位上， 每块积木的质量均为 m1=0．3kg，长为 L=0．5m，积木 B、C、D 夹在固定的两光滑硬质 薄板间，一可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于 O 点，钢球质量为 m2=0．1kg，轻 绳长为 R=0．8m。游戏时，将钢球拉到与 O 等高的 P 点(保持绳绷直)由静止释放，钢球 运动到最低点时与积木 A 发生弹性碰撞，积木 A 滑行一段距离 s=2m 后停止。取 g=10m／ s2，各接触面间的动摩擦因数均相同，碰撞时间极短，忽略空气阻力。求： (1)与积木 A 碰撞前瞬间钢球的速度大小； (2)与积木 A 碰后钢球上升的最大高度； (3)各接触面间的动摩擦因数。8 18．(16 分)如图甲所示，一足够长的 U 型金属导轨 abcd 放在光滑的水平面上，导轨质量 为 m=1kg、间距为 L=1m，bc 间电阻为 r=0．5Ω，导轨其它部分电阻不计。一阻值为 R=0．5Ω 的导体棒 MN 垂直于导轨放置(不计重力)，并被固定在水平面上的两立柱挡住， 导体棒 MN 与导轨间的动摩擦因数为 μ=0．25，在 M、N 两端接有一理想电压表(图中未 画出)。在导轨 bc 边右侧存在方向竖直向下、大小为 B=0．5T 的匀强磁场；在导体棒 MN 附近的空间中存在方向水平向左、大小也为 B 的匀强磁场。t=0 时，导轨在外力 F 的作用 下由静止开始向右运动，在 t=2．0s 时撤去外力 F，测得 2s 内电压表示数与时间的关系 如图乙所示。求： (1)t=2．0s 时导轨速度大小； (2)在 2s 内外力 F 与 t 的函数关系式； (3)从开始运动到静止导轨的总位移。9 2019—2020 学年度高考模拟考试 物理试题参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D A C D C D D B BC CD ACD BD 13．(6 分)(1)1．450 (2)1．450 (3) (每空 2 分) 14．(8 分)(1)电压表的分流 系统误差 (2) (每空 2 分) 15．（8 分）解析：（1）由乙图可知，单摆周期为 T=2s ……………………………（1 分） 由单摆周期公式 T= ………………………………………………………(2 分) 解得 L=1m …………………………………………………………………………（1 分） （2）当拉力最大时，即 F=1．02N，摆球处在最低点。 …………………………（1 分） 由牛顿第二定律 F－mg= ……………………………………………………(2 分) 可解得 m=0．1kg ……………………………………………………………………（1 分） 16．（8 分）解析：（1）电子收到一直沿切线方向的电场力而不断加速。 由牛顿第二定律得 eE=ma ………………………………………………………(1 分) 由运动学规律知 v=at ………………………………………………………(1 分) 由运动表达式知 Ek= …………………………………………………………（1 分） 解得 Ek=2．9×10－11J ………………………………………………………(2 分) (2)电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向。 由牛顿第二定律得 evB= …………………………………………………………（2 分） 解得 B=0．1T ………………………………………………………………………（1 分） 17．（14 分）解析：（1）对钢球由动能定理得 ……………………(2 分) 解得 v0=4m ／s ………………………………………………………………………(1 分) (2)钢球与积木 A 碰撞过程满足动量守恒和能量守恒，有 m2v0=m1v1+m2v2 ……………………………………………………………………（2 分） 2 2 2 2 gL t d gL t d ∆ + ∆ − 1 a k− 0 1 kR k− 2 L g π 2vm L 21 2 mv 2vm R 2 2 2 0 1 2m gR m v=10 ………………………………………………………（2 分） 解得 v1=2m／s，v2=－2m／s …………………………………………………………（1 分） 对钢球由动能定理得 …………………………………………（1 分） 解得 h=0．2m ……………………………………………………………………（1 分） (3)对滑块 A 由动能定理得 －(μ×4m1g+μ×3m1g)L－μm1g(s－L)= …………………………(3 分) 解得 μ=0．04 …………………………………………………………………………(1 分) 18．(16 分)解析：(1)由图乙可知，t=2．0s 时，MN 两端的电压为 U=2V …………(1 分) ………………………………………………………………………(1 分) 解得 v1=8m／s ………………………………………………………………………(1 分) (2)由图乙可知 U=t …………………………………………………………………(1 分) 由闭合电路的欧姆定律得 …………………………………………………(1 分) U=IR …………………………………………………………………………………(1 分) 解得 v=4t ……………………………………………………………………………(1 分) 所以导轨的加速度为 a=4m／s2 ……………………………………………………(1 分) 由牛顿第二定律得 F－BIL－μBIL=ma …………………………………………(1 分) 带入数据整理可以得到 F=4+1．25t ………………………………………………(1 分) (3)从开始运动到撤去外力 F 这段时间内做匀加速运动。 由运动学规律得 ……………………………………………………(1 分) 在 t=2s 直至停止的过程中，由动量定理得 ………………………………………………………(2 分) ………………………………………………………………………（1 分） 解得 x2=25．6m ……………………………………………………………………(1 分) 总位移为 x=x1+x2=33．6m ………………………………………………………(1 分) 2 2 2 2 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2m v m v m v= + 2 2 2 2 10 2m gh m v− = − 2 1 1 10 2 m v− 1BLvU RR r = + BLvI R r = + 2 1 1 82x at m= = 10BIl t BIL t mvµ− ∆ − ∆ = − 2BLxI t R r ∆ = +