山东省泰安市2020届高三四模物理试题（含答案）

1 试卷类型：A 高三第四轮复习质量检测 物 理 试 题 2020．6 本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分，共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 注意事项： 1．答第 I 卷前，考生务必将自己的姓名、考号、试卷类型、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。 2．每小题选出答案后，用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，再选涂其它答案，不能答在试卷上。 3．考试结束后，监考人员将本试卷和答题卡一并收回。 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．核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。反应堆中的核反应方 程式为 ，已知铀核的质量 mU，中子的质量 mn，锶(Sr)核的质量 mSr， 氙(Xe)核的质量 mXe，光在真空中的传播速度为 c。则 A．Z=38 A=136 B．Z=48 A=146 C．一个 裂变时的质量亏损 D．一个 裂变时释放的能量为 2．如图所示，有一质量为 m 的物块分别与轻绳和轻弹簧相连，其中轻 绳竖直， 轻弹簧与竖直方向的夹角为 θ，重力加速度大小为 g，则下列说法正确的 是 A．弹簧可能处于压缩状态 B．轻绳的弹力大小可能小于 mg C．剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为 g D．剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为 gsinθ 3．如图所示，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分理想气体， 活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为 S。整个装置放在大气压为 p0 的室内，稳定时活塞与容器 底的距离为 h0。现把容器移至大气压仍为 p0 的室外，活塞缓慢上升 d 后再次平衡，重力加速度大小 235 1 90 1 92 0 54 010A ZU n Sr Xe n+ → + + 235 92U 10U Sr Xe nm m m m m∆ = − − − 235 92U 2( 10 )U Sr Xe nm m m m c− − − 2 为 g。若此过程中气体吸收的热量为 Q，则密闭气体的内能 A．减少了 Q－(mg+p0S)d B．减少了 Q+(mg+p0S)d C．增加了 Q－(mg+p0S)d D．增加了 Q+(mg+p0S)d 4．在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，其棱镜的横截面 ABCD 是底 角为 45°的等腰梯形，与 BC 平行的三条光线经 AB 面射入棱镜，经 BC 面反射后，反射光线直接 射到 CD 面上。已知棱镜材料的折射率 n= ，则 A．光线 1 在 AB 面上的折射角为 60° B．三条光线在 BC 面上都发生全反射 C．只有光线 3 在 BC 面上发生全反射 D．从 DC 射出的光线跟入射光线平行，且距离 C 点最近的为光线 3 5．爱因斯坦提出光电效应理论获得诺贝尔物理学奖已近 100 年。用金属钙做实验时，得 到的光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率 v 的关系如图所示。用其他金属做实验，得到的 Ekm－v 图线也为直线。表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，下列判断正确的是 A．如用金属钨做实验，得到的 Ekm－v 图线的斜率比图中直线的斜率大 B．如用金属钨做实验，得到的 Ekm－v 图线的斜率比图中直线的斜率小 C．如用金属钠做实验，得到的 Ekm－v 图线延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则 Ek2＞Ek1 D．如用金属钠做实验，得到的 Ekm－v 图线延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则 Ek2＜Ek1 金属 钨 钙 钠 截止频率 v0／×1014Hz 10.95 7.73 5.53 逸出功 W0／eV 4.54 3.20 2.29 2 3 6．如图所示，某行星半径为 R，外围有一圈厚度为 d 的 卫 星群，设卫星群中的某“点”绕行星的运动速度为 v ， 该 “点”到行星中心的距离为 r。已知该行星的第一宇 宙速度为 v0。下列图象可能的是 7．如图所示，细线的一端固定于 O 点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在 竖直平面内由 A 点运动到 B 点。在此过程中水平拉力的瞬时功率 变 化 情 况 是 A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大 8．如图所示，半径分别为 R、2R 的两个同心圆，圆心为 O，大圆和小圆之间区域有垂直于纸面向外的 匀强磁场，其余区域无磁场。一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的 P 点沿 PO 方向以速度 v1 射入磁 场，其运动轨迹所对的圆心角为 120°。若将该带电粒子从 P 点射入的速度大小变为 v2，不论其入 射方向如何，都不可能射入小圆内部区域，则 最大为 A． B． C． D． 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，有多项是符 合题目要求的。全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错的得零分。 9．如图甲所示，绝缘水平面上存在方向水平向右的匀强电场，一带电物块以一定的初速度从 O 点 2 1 v v 3 3 4 3 2 3 3 4 4 开始向右运动。取 O 点为电势零点，该物块的电势能与动能之和 E 总、电势能 EP 随它离开 O 点的距 离 x 变化的关系如图乙所示。由此能够确定的是 A．物块受到的电场力 B．匀强电场的场强大小 C．物块返回 O 点时的动能 D．物块与水平面间的动摩擦因数 10．如图甲所示，a、b 为一列简谐横波上平衡位置之间相距 6m 的两个质点，两质点的振动图象如 图乙所示，实线为 a 质点的振动图象，虚线为 b 质点的振动图象。已知两质点平衡位置之间的距离 不小于一个波长。关于该简谐波，下列说法正确的是 A．波长最大值为 24m B．波长最大值为 4.8m C．波速最大值为 1.2m／s D．波速最大值为 6.0m／s 11．如图所示，理想降压变压器的副线圈匝数可通过滑片 F 调节，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器， 为理 想交流电流表，保持交流电源的电压 U 不变。以下说法 正确的是 A．保持 F 不动，P 下移，则两电流表的示数均增大 B．保持 F 不动，P 下移，则两电流表的示数均减小 C．保持 P 不动，F 上移，则两电流表示数均增大，且增大倍数相同 D．保持 P 不动，F 上移，则两电流表示数均增大，但增大倍数不相同 12．如图所示，竖直平面内固定有半径为 R 的光滑半圆形轨道，最高点 M、N 与圆心 O、在同一水 平线上，物块甲、乙质量之比为 1：3。物块甲从 M 处由静止开始无初速释放，滑到最低点 P 与静 止在 P 处的物块乙发生第一次弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰后物块甲立即反向，恰能回到轨 道上 Q 点，物块甲、乙均可视为质点，不计空气阻力，下列说 法正确的 5 是 A．QP 之间的竖直高度为 B．QP 之间的竖直高度为 C．在以后的运动中，物块甲不能回到 M 点 D．在以后的运动中，物块甲能回到 M 点 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 注意事项：第Ⅱ卷用 0.5 毫米黑色签字笔答在答题卡上。 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)某同学利用图(a)所示的实验装置研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与 其质量的关系”。 (1)实验中需要把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，平衡木板对小车的阻力及其他阻力，用手轻拨 小车，直到打点计时器打出一系列_________________的点，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿 木板做______________________________运动。 (2)保持砂和砂桶质量不变，小车中加入砝码，每增加一个砝码打出一条纸带，打点计时器的电源为 50Hz 的交流电源，图(b)是实验打出的一条纸带的一部分，A、B、C、……G 是纸带上标出的计数点， 每两个相邻的计数点之间还有 4 个打出的点未画出。小车的加速度大小 a=_______________m／ s2(保留 2 位有效数字)。 4 R 3 R 6 (3) 某同学在平衡了木板对小车的阻力及其他阻力情况下进行实验，处 理数据时，他以小车加速度的倒数 为纵轴，以小车和车上砝码的总 质量 M 为横轴，描绘出 图象如图(c)所示。设图中直线的斜率为 k ，在纵轴上的截距为 b ，若牛顿定律成立，则砂和砂桶的质量为 ___________(用斜率 k 和截距 b 表示)。 14．(7 分)某实验小组要测量两个电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下： A．待测电压表 V1(量程为 5V) B．待测电压表 V2(量程为 3V) C．滑动变阻器 R1(最大阻值为 20Ω，额定电流为 1A) D．滑动变阻器 R2(最大阻值为 500Ω，额定电流为 1A) E．电阻箱 R(0~9999Ω) F．电源(电动势约 9V，内阻约 1Ω) G．开关两个、导线若干 (1)研究小组设计的电路图如图所示，选用的滑动变阻器为_________(填“R1”或“R2”)。 (2)实验步骤如下： ①按电路图连接好电路，两个开关均要打开，滑动变阻器的 触头要在 最________端(填“右”或“左”)。 ②闭合开关 S1、S2，调节滑动变阻器，使两个电压表的示数逐 渐 增 加 ， 当电压表 V1 示数为 4V 时，电压表 V2 示数为 2V。 ③保持滑动变阻器的位置不变，断开开关 S2，调整电阻箱，当电阻箱的阻值为 R=3kΩ 时，电压表 V2 的示数变为 1V，则电压表 V1 的示数为____________V。 (3)电压表 V1 的内阻为____________kΩ。 (4)电压表 V2 内阻的测量值_______________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 15．(8 分)如图所示，在汽车玻璃强度测试中，将一质量 m=1kg 的铁球以初速 m／s 水平抛出，铁球正 好 垂 直 击中汽车的挡风玻璃，玻璃与水平面成 60°角。通过高 速 摄 像 机观察，玻璃受到冲击时沿球速度方向最大位移为 5mm。 设 铁 球 对玻璃的弹力可看做恒力，且远远大于铁球重力，g 取 10m/s2。 (1)求铁球从抛出到击中玻璃下落的高度； 1 a 1 Ma − 0 3 3v = 7 (2)估算玻璃受到冲击时，铁球对玻璃的弹力大小。 8 16．(9 分)如图所示，厚度不计的活塞把内壁光滑的竖直圆筒形气缸内的理想气体分成 A、B 两部分。 活塞静止时与气缸底部的间距为气缸高度 h 的 ，A 内气体的压强等于外界大气压 p0。已知 B 气体 的质量为 m，活塞的横截面积为 S，活塞的质量为 ，其中 g 为重力加速度大小。若整个系统处于恒温状态，气缸导热性能良好。现将 气缸底部 的阀门 K 打开，B 气体缓慢放出，活塞下移 时关闭阀门 K。 求此时(1)B 气体的压强 pB； (2)气缸内 B 气体剩下的质量 m＇。 17．(14 分)如图所示，倾角θ=37°的足够长光滑斜面上， 质 量 M=2kg、足够长的木板沿斜面向上运动，上端经过斜面上的 P 点时速 度为 v0=4m／s。此时在木板上端轻放上质量 m=1kg 的小物 块 ( 可 视 为质点)，物块与木板间的动摩擦因数 μ=0.5。设最大静摩擦 力 等 于 滑 动摩擦力，取重力加速度大小 g=10m／s2，sin37°=0.6。求： (1)木板向上运动过程中物块相对木板的最大位移大小； (2)物块从开始运动到刚好与木板速度相同经历的时间； (3)木板上端再次经过 P 点时，物块与木板上端的距离。 3 4 03 2 p S g 1 4 h 9 18．(16 分)如图(a)所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为 L； 两根长度均为 L、质量均为 m、电阻均为 r 的相同的导体棒 M、N 静置于导轨上，两棒相距 x0；整 个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B。从 t=0 开始，给导体棒 M 施加一平行于 导轨的外力 F，使导体棒 M 在 0~t0 内以加速度 a=μg 做匀加速运动，导体棒 N 在 t0 时刻(t0 未知)开始 运动，F 随时间变化的规律如图(b)所示。 棒与导轨 间的动摩擦因数均为 μ(最大静摩擦力等 于滑动摩 擦力)，运动过程中两棒均与导轨接触良 好。重力 加速度大小为 g。 (1)求 t0 时刻导体棒 M 的速度； (2)求 2t0 时刻外力 F 的大小； (3)若 2t0 时刻导体棒 M 的速度为 v，求此时两棒间的距离。 10 高三第四轮复习质量检测 物理试题参考答案及评分标准 2020．6 第Ⅰ卷(选择题，共 40 分) 一、单项选择题(24 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A C C B D D A B 评分：每小题 3 分，共 24 分。 二、多项选择题(16 分) 9 10 11 12 AC BC BD AD 评分：全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 第Ⅱ卷(非选择题，共 60 分) 三、非选择题(60 分) 13．(1)点迹距离均匀(1 分) 匀速直线运动(1 分) (2)0．40(2 分)(0．39、0．4l 都给分) (3) (2 分) 14．(1 分)R1(1 分) (2)左(1 分) 2(1 分) (3)2(2 分) (4)大于(2 分) 15．(1)设铁球垂直击中玻璃时，竖直速度为 v1 ……………………………………………………………………………① v1=3m／s 铁球在竖直方向的运动 ………………………………………………………………………………② h=0.45 ………………………………………………………………………………③ (2)铁球冲击玻璃时，铁球的速度 v=v0／sin60°=6m／s ………………………………………………………………④ 铁球冲击玻璃过程中的弹力远远大于铁球重力，以铁球为研究对象，由动能定理 ………………………………………………………………………⑤ F=3．6×103N …………………………………………………………………………⑥ b k 0 1 tan 60 v v ° = 2 1 2v gh= 210 2Fx mv− = − 11 由牛顿第三定律，铁球对玻璃的弹力大小 F=3．6×l03N ………………………………………………………………………⑦ 评分标准：①②③④⑥⑦每式各 1 分，⑤式 2 分，共 8 分。 16．(1)A 气体作等温变化，根据玻意耳定律有 ……………………………………………………………………④ 解得 B 气体的压强 …………………………………………………………② 其中 解得 pB=2p0 …………………………………………………………………………③ (2)设打开阀门后 B 气体作等温变化到压强为 pB 时体积膨胀到 V，根据玻意耳定律有 ……………………………………………………………④ 解得 由 ………………………………………………………………………⑤ 得 …………………………………………………………………………⑥ 评分：①②⑤每式各 2 分，③④⑥每式各 1 分，共 9 分。 17．(1)设木板上滑过程中的加速度为 a1，小物块的加运度为 a2，根据牛顿第二定律 a1=8m／s2 ……………………………………① a2=2 m／s2 ……………………………………② 根据运动学公式 0=v0－a1t1 …………………………………………………………………………③ 0－v02=2a1x1 ……………………………………………………………………………④ ……………………………………………………………………………⑤ ………………………………………………………………………………⑥ 代入数据解得 0 1 1 4 2Ap hS p hS=  0 1 2Ap p= B A Mgp p S = + 03 2 p SM g = 0 3( ) 4 B Mgp hS p VS + =  15 16V hS= 1 2 m m VhS =＇ 8 15m m=＇ 1sin cosMg mg Maθ µ θ+ = 2sin cosmg mg maθ µ θ− = 2 2 2 1 1 2x a t= 1 2x x x∆ = + 12 ……………………………………………………………………………⑦ (2)之后木板下滑，在与物块速度相等之前，物块、木板的加运度均不变，设再经过时间 t2 时二者速 度相等，则 v=a2(tl+t2)=a1t2 ………………………………………………………………………⑧ 解得 ………………………………………………………………⑨ (3)设从木板开始下滑到二者速度相等过程木板的位移 x3，物块的位移 x4，取沿斜面向下为正方向 ………………………………………………………………⑩ 此时木板上端仍在 P 点上方 ……………………………………………………⑪ 此时木板上端物块与木板上端的距离 ……………………………………………………………………⑫ 之后二者之间没有摩擦力作用，以相同的加速度下滑，物块不会再相对木块滑动。 评分参考：本题共 14 分，其中①～⑪每式 1 分，⑫式 2 分，说明物块与木板速度相等后加速度相 等，物块不会再相对木块滑动给 1 分。 18．(1)导体棒 N 未运动时，电路中的电动势、电流 E=BLv …… ………………………………………………………………………………① ……………………………………………………………………………………② 每个导体棒收到的安培力 F 安=BiL …………………………………………………………………………………③ 导体棒 N 开始运动时，安培力与摩擦力平衡 F 安=μmg ………………………………………………………………………………④ 整理得，此时导体棒 M 的速度 ……………………………………………………………………………⑤ (2)对导体棒 M，t=0 时刻 F0－μmg=ma ……………………………………………………………………………⑥ t0 时刻 F1－μmg－F 安=ma ………………………………………………………………………⑦ 1.25x m∆ = 1 2 2 3t t t s= + = 2 3 1 2 1 2x a t= 3 1 9x m= 2 4 2 1 2 2 2 1( ) 2x a t t a t= + 4 7 36x m= 1 2 3 4 4 3x x x x m+ − + = 2 Ei r = 0 2 2 2 mgrv B L µ= 13 而 …………………………………………………………………⑧ 整理得 F2=4μmg ………………………………………………………………………⑨ (3)0~t0 时间内，导体棒 M 做匀加速运动 v0=at0 ……………………………………………………………………………………⑩ 由⑤⑩得 ………………………………………………………………………⑪ t0 时刻两棒间的距离为 ……………………………………………………………………………⑫ 设 2t0 时刻两棒间的距离为 x2，导体棒 N 的速度为 v1，t0~2t0 时间内电路中电流的平均值 为 I。根据动量定理对整体 …………………………………………………⑬ 对导体棒 N ……………………………………………………⑭ 此过程中的平均感应电动势 ………………………………………………………………⑮ 而 ) …………………………………………………………………⑯ 整理得 ……………………………………………………⑰ 评分参考：本题共 16 分，其中①~④式共 3 分，其余每式 1 分。 1 0 2 0 0 02 F F F F t t − −= 0 2 2 2mrt B L = 2 1 0 0 1 2x x at= + 1 2 0 0 1 022 F F t mgt mv mv mvµ+ − = + − 0 0 1BILt mgt mvµ− = E t ∆Φ= ∆ 2 EI r = 2 1( )BL x x∆Φ = − 2 2 2 0 2 2 4 4 2 16mvr m grx x B L B L µ= − +