山东省滨州市2020届高三三模考试物理试题（含答案）

1 高 三 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，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓、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 0.5 毫米黑色签 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作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷 上答题无效。保持卡面整洁，不折叠、不破损。 第Ⅰ卷(选择题 共 40 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，只有一项是 符合题目要求的。 1．下列说法正确的是 A．结合能越大，原子核就越稳定 B．具有放射性的物质经过两个半衰期就全部衰变成其它元素 C．光电效应和康普顿效应均说明光具有粒子性 D．α 粒子散射实验，说明原子核是有结构的 2．如同所示，ACDB 为圆柱型玻璃的横截面，AB 为其直径。现有两单色光组成的复合光沿 EA 方 向射向玻璃，其折射光线分别沿 AC、AD 方向，光从 A 到 C 的时间为 tAC，从 A 到 D 的时间为 tAD。 则2 A．tAC=tAD B．tAC＜tAD C．tAC＞tAD D．无法确定 3．如图所示，光滑圆形轨道竖直固定在倾角 α=30°的光滑斜面上，B 点为圆与斜面相切的点，C 为 圆轨道上与圆心等高的点，D 点为圆形轨道的最高 点。一质 量为 m=0.5kg 的小球，从与 D 等高的 A 点无初速度 释放，小 球可以无能量损失的通过 B 点进入圆轨道，当地 重力加速 度为 g=10m／s2。在小球运动的过程中，下列说法 正确的是 A．小球可以通过 D 点 B．小球到最高点时速度为零 C．小球对 C 点的压力大小为 10N D．由于圆轨道的半径未知，无法计算出小球对 C 点的压力大小 4．2020 年 7 月，备受瞩目的火星探测将迎来发射“窗口期”，届时，包括中国“天问一号”、美国 “毅力号”和阿联酋“希望号”在内的多国火星探测器，将“同台竞技”奔向火星，在探测器下降 与着陆过程中，存在所谓“恐怖 7 分钟”，即要在 7 分钟内将探测器的速度从 5000m／s 降到零。已 知地球的质量约为火星质量的 10 倍，地球的半径约为火星半径的 2 倍，地球表面的重力加速度为 g=10m／s2。在恐怖 7 分钟内，探测器的运动可视为竖直向下的匀变速直线运动。则 A．火星探测器在恐怖七分钟内处于失重状态 B．火星表面的重力加速度约为 2m／s2 C．火星的第一宇宙速度约 1.6km／s D．探测器至少要距离火星表面 1.05×106m 开始减速 5．如图甲所示，在一无限大光滑水平面上静止放置可视为质点、质量为 m=2kg 的物体，以物体所 在初始位置为坐标原点建立一维坐标系，现给物体施加一沿 x 轴正向的作用力 F，其大小与坐标的 关系如图乙所示。则在 x=4m 处，作用力 F 的瞬时功率为 A．15W B．20W C．40W D．无法计算3 6．如图所示，一绝缘轻质弹簧两端连接两个带有等量正电荷的小球 A、B，小球 B 固定在斜面上， 小球 A 放置在光滑斜面上，初始时小球 A 处于静止状态，若给小球 A 一沿弹簧轴线方向的瞬时冲量， 小球 A 在运动过程中，弹簧始终在弹性限度范围内。则 A．初始小球 A 处于静止状态时，弹簧一定处于拉伸状态 B．给小球 A 瞬时冲量后，小球 A 将在斜面上做简谐运动 C．给小球 A 瞬时冲量后，小球 A 沿斜面向上运动到最高 点时，加 速度方向一定沿斜面向下 D．给小球 A 瞬时冲量后，小球 A 沿斜面向上运动过程中，减小的电势能一定等于小球增加的机械 能 7．如图所示，一导热良好的足够长气缸水平放置在光滑水平桌 面上，桌面 足够高，气缸内有一活塞封闭了一定质量的理想气体。一足够 长 轻 绳 跨 过定滑轮，一端连接在活塞上，另一端挂一钩码，滑轮与活塞 间 的 轻 绳 与桌面平行，不计一切摩擦。已知当地重力加速度为 g，大气 压为 P0 ， 钩码质量为 m1，活塞质量为 m2，气缸质量为 m3，活塞横截面积为 S。则释放钩码，气缸稳定运动过 程中，气缸内理想气体的压强为 A． B． C．P0 D． 8．A、B 两物块放置在光滑水平面上，带有同种电荷，A 物块的质量为 M，B 物块的质量为 m。A、 B 两物块紧靠在一起(A、B 间无电荷交换)，释放一段时间后，A、B 两物块相距为 d，此时 B 物块 的速度为 v。A、B 两带电体均可看作点电荷，已知两点电荷系统具有的电势能的大小仅与两带电体 的电荷量以及距离有关。若 A 物体质量不变，将 B 物块的质量增大为 2m，A、B 两物块电荷量保持 不变，仍从紧靠在一起释放，则释放后 A、B 两物块距离为 d 时 B 物块的速度为 A． B． C． D． 1 3 0 1 2 3( ) m m gP m m m S − + + 1 3 0 2 3( ) m m gP m m S − + 1 0 m gP S − 1 2 v 2 2 v 2 m M vm M + + 4 2 m M vm M + +4 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．如图所示为研究光电效应的实验装置，接线柱 O 固定在滑动 变阻器电 阻丝 ab 的中点，初始时，滑动触头 P 位于滑动变阻器的中点位 置。现用 一束单色光照射光电管阴极，电流表有示数。下列说法正确的 是 A．滑动触头 P 向 b 端移动，电流表示数可能先变大后不变 B．滑动触头 P 向 a 端移动，电流表示数不变 C．若滑动触头 P 不动，仅增大入射光的强度，电流表的示数变 大 D．若滑动触头 P 不动，仅增大入射光的强度，电流表的示数不 变 10．如图，理想变压器原线圈匝数为 N，有两个接有电阻阻值均为 R 的独立副线圈甲、乙。现测得 线圈甲上的电流 I1，线圈乙上的电流为 I2，原线圈电压为 U。则 A．甲线圈匝数为 B．乙线圈匝数为 C．原线圈电流为 I1+I2 D．原线圈电流为 11．如图所示，完全一样的导线绕成单匝线圈 ABCD 和 EFGH，它们分别绕 成扇形，扇形的内径 r=0.2m，外径为 R=0.5m，它们处于同一个圆面上，扇形 ABCD 对应的圆心角为 30°，扇形 EFGH 对应的圆心角为 60°。在 BCGF 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均匀增大。则 A．线圈 ABCD 中电流的方向为 ADCBA B．线圈 ABCD 和线圈 EFGH 中电动势之比为 1：2 C．线圈 ABCD 和线圈 EFGH 中电流之比 1：1 D．线圈 ABCD 和线圈 EFGH 中产生的电功率之比 1：2 12．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、N 上的 A、B 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，开始 A、B 等高，绳子长度是两杆 距离的两倍，绳的右端匀速上移较小的距离 x 的过程中，下列说法正确的是 A．衣服做加速运动 1I R NU 2 U NI R 2 2 1 2I I RU +5 B．衣服做匀速运动 C．衣服移动距离 x D．衣服移动距离 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将导轨调至水平，滑块装有宽度为 d 的遮光条，滑块包括遮光条总质量为 M。细绳下端挂砝码，钩码的质量为 m。滑块在钩码作用下先 后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门 1 和 2 各自的时间，可以计算出滑块通过 光电门的速度 v1 和 v2，用刻度尺测出两个光电门之间的距离 x，重力加速度为 g。 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，示数如图乙，则 d=___________cm。 (2)写出滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，验证机械能守恒定律的表达式________ ________________(用题中给出的物理量表示)。 (3)增加绳子下端砝码的个数，滑块每次都从同一位置由静止释放，作出 图象 如图丙所示，其斜率为 k=__________________(用题中给出的物理量表示)。 3 3 x 2 2 2 1 1 1 v v m −−6 14．(6 分)某实验小组测量一电流表的内阻，实验供选择的器材有： A．待测电流表(量程 3mA，内阻约为 2kΩ) B．电压表(量程 2V，内阻约为 10kΩ) C．滑动变阻器(阻值 0～50Ω，额定电流 1A) D．滑动变阻器(阻值 0～1kΩ，额定电流 0.2A) E．电源(电动势为 6V，内阻不计) F．电源(电动势为 2V，内阻不计) G．开关及导线若干 (1)该实验小组根据提供的器材设计了如图甲所示的电路，为使测量尽量精确，滑动变阻器应选择 ____________，电源应选__________(均填器材字母代号)。 (2)根据正确的实验原理图连接好实验器材，调节滑动变电阻器阻值，读出多组电压值 U 和电流 I 的 数据。由实验数据描点、连线并延长绘出的 U—I 图象如图乙所示，由此可求得电流表的内阻 RA=_____________Ω。(计算结果保留两位有效数字) 15．(8 分)两列沿同一绳持续独立传播的简谐横波，如图所示为 t=0 时刻这两列横波在 0～12m 区域 的波形图，两列简谐横波的振幅都是 20cm。实线波的频率为 2Hz，沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播。求： (1)波的传播速度大小； (2)从 t=0 时刻开始横坐标 4m～8m 之间的某质点出现位移是 40cm 的最短时间(结果保留 2 位有效数7 字)。 16．(10 分)如图甲所示，两根相距 d=0．30m 的平行光滑金属导轨，放置在倾角为θ=30°的斜面上， 导轨下端接有电阻 R1=1Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的磁感强度 B=0．20T，方向垂直两导轨组成的平 面，导轨上放一质量为 m=40g 的金属杆，金属杆阻值为 R2=2Ω，受到沿斜面向上且与金属杆垂直的 力 F 的作用，金属杆从静止开始沿导轨匀加速上滑。杆 ab 两端电压 U 随时间 t 变化的关系如图乙所 示。重力加速度 取 g=10m／s2。求： (1)金属杆运动的加速度； (2)2s 时力 F 的大小。 17．(14 分)如图所示，一木板放置在足够长的光滑水平面上，木板上有一只青蛙，木板和青蛙均处 于静止状态。小球 O 被 AB 和 CD 两段轻绳悬挂在天花板 上，CD 绳 水平，AB 绳与竖直方向的夹角为θ(θ很小)。已知 AB 绳 长为 l，青 蛙质量为 m ，木板的质量为 M ，青蛙距 A 点的水平 距 离 为 x0 ，x0 满足关系式 。割断 CD 的 同时，青 蛙斜向上跳起，青蛙跳到最高点时，小球恰好向右运动到 最低点， 同时青蛙恰好吃到小球。青蛙和小球均可看作质点，重力加速度取 g。(结果用 l，x0，M，m，g 表 示)求： (1)从青蛙起跳到吃到小球的过程中，木板运动位移的大小； (2)小球运动到最低点速度的大小； (3)青蛙吃到小球前的瞬间，青蛙速度的大小。 0 4 2(1 cosx lπ θ= −8 18.(16 分)如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，两极板的中心开有一个很小的小孔。电容 器两极板带有等量异种电荷。PQ 右侧是 90 个连续分布的平行边界的磁感应强度大小不同的匀强磁 场。在 M 板中央小孔处由静止释放一带电粒子，经过电容器加速后，带电粒子垂直 PQ 边界进入磁 场区域，每经过一个磁场粒子速度方向偏转 1°，且粒子运动轨迹恰好能与第 90 个磁场的右边界相 切。已知第一个磁场的磁感应强度 B1=B，每个磁场的宽度均为 d，带电粒子的质量为 m，电荷置为 q。(带电粒子重力不计，答案可用三角函数表示)求： (1)带电粒子在磁场中的速度的大小 v； (2)第 90 个磁场的磁感应强度的大小 B90； (3)若将 MN 板间距增大为现在的 4 倍，电容器带电荷量不变，则带电粒子经过所有磁场区域后速度 方向的偏转角度。9 高三物理试题参考答案 2020．6 第Ⅰ卷(选择题 共 40 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，只有一项是 符合题目要求的。 l．C 2．B 3．C 4．D 5．B 6．C 7．A 8．D 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，其 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．AC 10．AD 11．AB 12．BD 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)(1)0．660(2 分) (2) (2 分) (3) (2 分) 14(6 分)(1)D(2 分) E(2 分) (2)2.0×103(2 分) 15．(8 分)解：(1)实线波的波长为λ1=4m ①……………………………………(1 分) 波的波速 v=λ1f1 ② …………………………………………………………(2 分) 得 v=8m／s ………………………………………………………………………(1 分) (2)由图可以看出，实线波 t=0 时刻横坐标 4m——8m 之间的 x1=5m 处的质点，虚线波 x2=7．5m 处的质点位移均为 20cm，即在波峰，这两个波峰相遇位置质点的位移是 40cm。 ③……………………………………………………………………………(1 分) 两波峰运动的总路程 x=x2－x1 ④…………………………………………(1 分) 由 2vt=x ⑤……………………………………………………………………(1 分) 解得 t=0．16s ……………………………………………………………………（1 分） 16．(10 分)解：(1)设路端电压为 U，金属杆的运动速度为 v=at ①…………(1 分) 感应电动势 E=BLv ②…………………………………………………………（1 分） 通过电阻 R 的电流 ③…………………………………………………（1 分） 电阻 R 两端的电压 U=IR1 ④……………………………………………………（1 分） 2 2 2 1 1 ( )( )2mgx M m v v= + − 2 M gx 1 2 EI R R = +10 由图乙可得 U=kt，k=0.10V／s ⑤…………………………………………………（1 分） 解得加速度 a=5m／s2 ………………………………………………………………（1 分） (2)在 2s 末，通过金属杆的电流 ⑥…………………………………………（1 分） 金属杆受安培力 F 安=BIL ⑦ …………………………………………………(1 分) 由牛顿第二定律得 F－F 安－mgsinθ=ma ⑧…………………………………(1 分) 解得 2s 末 F=0．412N ………………………………………………………………(1 分) 17．(14 分)解；(1)青蛙起跳瞬间，青蛙和木板水平方向动量守恒，可得 mv∥=Mv1 ① ……………………………………………………………………………………(2 分) 若青蛙从起跳到吃到小球经历时间为 t，则 x0=v∥t ②………………………(1 分) 从青蛙起跳到吃到小球的过程，木板运动的位移，x1=v1t ③………………(1 分) 联立①②③解得 从青蛙起跳到吃到小球的过程，木板运动的位移 ……………………(1 分) (2)小球从最高点到最低点过程机械能守恒 ④……(2 分) 解得小球运动到最低点的速度 ……………………………………(1 分) (3)θ很小，小球运动可视为简谐运动 小球经过时间 水平向右运动 ⑤………………（2 分） 联立②⑤可得，若小球在最低点向右运动时，青蛙恰好在最高点吃到小球 青蛙吃到小球时的速度 ⑥…………………………………（1 分） 若小球在最低点向右运动时，青蛙能吃到小球需满足 v∥≥v2 ⑦…………………（1 分） 联立④⑥⑦解得 k≤ ……………………………………………………（1 分） 所以青蛙吃到小球时的速度为 （k=0,1） …………………(1 分) 18．(16 分)解：(1)带电粒子在 B1 磁场中圆周运动的圆心角为 1°，由几何关系知 r1sinl°=d 1 UI R = 1 0 mx xM = 2 2 1 2mgl mvθ（1- cos ) = 0 2 4 x gv lπ= 3( )2 ( 0,1,2,4 lt k kg π= + = … ） 0 32 ( )4 x gv lkπ = + ∥ 114 0 32 ( )4 x gv lkπ = + ∥11 ①……………………………………………………………………………… (2 分) 对带电粒于在 B1 中运动列牛顿第一定律， ②………………………(1 分) 联立①② ………………………………………………………………（1 分） (2)带电粒子在 B90 磁场中圆周运动的圆心角为 1°，由几何关系知 r90(1－sin89°)=d ③…………………………………………………………………………………（2 分） 联立①②③解得： ……………………………………………（1 分） (3)设电容器内电场强度为 E 对带电粒子在电场中运动过程列动能定理 ④……………………（1 分） 由于电荷量不变，分析可知电容中的电场强度 E 大小保持不变 ⑤…………（1 分） d 变为原来的 4 倍，则速度 v 变为原来的 2 倍 ⑥…………………………………（1 分） 联立②⑥可知，粒子在每个磁场中运动的半径变为原来的 2 倍 ⑦………………(1 分) 由几何关系可知，在 MN 板间距增大前，粒子在每个磁场中的半径 ，…… ⑧ …………………………………………………………………………………(2 分) 增大 MN 板间距后，粒子在每个磁场中运动满足的几何关系 r＇1(sinθ1－sin0)=d，r＇2(sinθ2－sinθ1)=d，r＇3(sinθ3－sinθ2)=d，……，r＇90(sinθ90－sinθ89)=d ⑨…………………………………………………………………(2 分) 联立⑦⑧⑧解得：MN 板间距增大后，带电微粒经过所有磁场区域后偏转了θ90=30°(1 分) 2vqvB m r = sin1 qBdv m = ° 90 1 sin89 sin1B B − °= ° 21 2qEd mv= 1 2 3, ,sin1 sin 0 sin 2 sin1 sin3 sin 2 d d dr r r= = =°− ° °− ° °− ° 90 sin90 sin89 dr = °− °