山东省2020届高三物理高考实战模拟试题（三）（解析版）

2020 届山东省高三新高考实战模拟物理试题（三） 一、单项选择题：本题共 8 小题。 1.在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作岀了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出 代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（ ） A. 粒子散射实验的重要发现是电荷的量子化，并且发现了中子 B. 卢瑟福用 粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为 C. 卢瑟福根据 粒子散射实验的结果，提出了原子核的结构模型 D. 卢瑟福根据 粒子散射实验 结果，发现原子核由质子和中子组成 【答案】B 【解析】 【详解】AC．卢瑟福根据 粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，中子是查德 威克发现的，故 AC 错误； B．卢瑟福用 粒子轰击氮核，发现了质子，核反应方程为 ，故 B 正 确； D． 粒子散射实验不能说明原子核内存在中子和质子，故 D 错误。 故选 B。 2.一同学研究箱子的运动，让一质量为 的箱子在水平恒力 的推动下沿光滑水平面做 直线运动，箱子运动的 图线如图所示， 是从某时刻开始计时箱子运动的时间， 为箱 子在时间 内的位移，由此可知（　　） A. 箱子受到的恒力大小为 B. 内箱子的动量变化量为 C. 时箱子的速度大小为 D. 内箱子的位移为 【答案】D 的 α α 4 14 17 1 2 7 8 1He N O H+ → + α α α α 4 14 17 1 2 7 8 1He N O H+ → + α 1kgm = F x tt − t x t 0.5NF = 0 ~10s 5kg m/s⋅ 5s 5.5m/s 0 ~ 5s 27.5m【解析】 【详解】A．将匀变速直线运动位移公式 两边同除以 可得 对比 图线可知，箱子的初速度 图线斜率为 箱子运动的加速度 由牛顿第二定律，恒力 故 A 错误； B．箱子的初动量为 时箱子的速度大小 内箱子的动量变化量 故 B 错误； C． 时箱子的速度大小为 故 C 错误； D． 内箱子的位移为 2 0 1 2x v t at= + t 0 1 2 x v att = + x tt − 0 3m/sv = 21 0.5m/s2 a = 21m/sa = 1NF ma= = 0 0 3kg m/sp mv= = ⋅ 10s 0 1 13m/sv v at= + = 0 ~10s 0 10kg m/sp mv mv∆ = − = ⋅ 5s 5 0 2 8m/sv v at= + = 0 ~ 5s故 D 正确。 故选 D。 3.石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一。假设某拱形桥为圆的一部分，半径为 。一辆 质量为 的汽车以速度 匀速通过该桥，图中 为拱形桥的最高点，圆弧 所对的圆心角 为 ， 关于 对称，汽车运动过程中所受阻力恒定，重力加速度为 。下列说法正 确的是（　　） A. 汽车运动到 点时对桥面的压力大于 B. 汽车运动到 点时牵引力大于阻力 C. 汽车运动到 点时，桥面对汽车的支持力等于汽车重力 D. 汽车从 点运动到 点过程中，其牵引力一定一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车运动到 点时，重力垂直于桥面的分力等于 ，由于汽车在竖直面 内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车对桥面的压力小于 ，故 A 错误； B．汽车在竖直面内做匀速圆周运动，运动到 点（圆弧最高点）时牵引力等于阻力，故 B 错 误； C．由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车运动到 点时， 桥面对汽车的支持力小于汽车重力，故 C 错误； D．汽车从 点运动到 点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直减小，设汽车与 之间 圆弧所对圆心角为 ，其牵引力 2 2 0 2 2 1 13 5m 1 5 m 27.5m2 2x v t at= + = × + × × = R m v Q PQS 90° ,P S QO g P cos45mg ° Q Q P S P cos45mg ° cos45mg ° Q Q P Q Q θ一直减小，汽车从 点运动到 点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直增大，其牵引力 一直减小，所以汽车从 点运动到 点过程中其牵引力一定一直减小，故 D 正确。 故选 D。 4.如图所示， 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线， 是关于 对称且平行 的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示， 是垂直于 放置的光 屏， 是屏上的一个光斑，根据该光路图，下列说法正确的是（　　） A. 在玻璃中， 光的波长比 光的波长短 B. 在真空中， 光的频率比 光的大 C. 光的光子动量比 B 光的小 D. 通过同一双缝干涉装置， 光的干涉条纹间距比 光的小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由光路图可知玻璃体对 光的折射率大于对 光的折射率，由此可知 光的频 率大于 光的频率，光的频率越小则波长就越长，故 光的波长比 光的波长长，故 AB 错 误； C．根据 可知，光子的频率越大，则动量也就越大，故 光的光子动量比 光的小，故 C 正确； D．根据 可知，光的波长越长，则干涉条纹间距越大，即 光的干涉条纹间距比 光的大，故 D 错误。 sinF mg fθ= + Q S sinF f mg θ= − P S 1 2O O ,A B 1 2O O MN 1 2O O P A B A B A A B B A B A A B hνp c = A B lx d λ∆ = A B故选 C。 5.北京时间 2019 年 5 月 17 日 23 时 48 分，我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星。该卫星与此 前发射的倾斜地球同步轨道卫星（代号为 ）、18 颗中圆地球轨道卫星（代号为 ）和 1 颗地 球同步轨道卫星（代号为 ）进行组网，为亚太地区提供更优质的服务。若这三种不同类型 卫星的轨道都是圆轨道，中圆地球轨道卫星的轨道半径是同步卫星的轨道半径的 ，下列说 法正确的是（ ） A. 和 绕地球运动的向心加速度大小不相等 B. 和 绕地球运动的线速度大小之比为 C. 和 绕地球运动的周期之比为 D. 和 绕地球运动的向心力大小一定相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．由 可知， 和 绕地球运动的向心加速度大小相等，故 A 错误； B．由 可得 又 P Q S 2 3 P S Q S 6 : 2 Q S 1: 2 P Q 2 MmG mar = P S 2 2 Mm vG mr r = GMv r = 2 3Q Sr r=则 和 绕地球运动的线速度大小之比为 故 B 正确； C．由 可得 和 这两种不同类型轨道卫星绕地球运动的周期之比为 故 C 错误； D．由于 和 的质量不一定相等，所以 和 绕地球运动的向心力大小不一定相等，故 D 错误。 故选 B。 6.轻绳一端系在质量为 m 的物体 A 上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆 MN 的圆环上。现用 水平力 F 拉住绳子上一点 O，使物体 A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持 在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力 F1 和环对杆的压力 F2 的变化情况是（　　） A. F1 保持不变，F2 逐渐增大 B. F1 逐渐增大，F2 保持不变 C. F1 逐渐减小，F2 保持不变 D. F1 保持不变，F2 逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】以圆环、物体 A 及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，如图 1 所示，根据平衡条 Q S : 6 : 2Q Sv v = 2 2 2MmG mrr T π =    3 2π rT GM = Q S 32: :1 2 6 : 93Q ST T  = =   P Q P Q件得到，杆对环 摩擦力 f=G 保持不变； 杆对环的弹力 FN=F 再以结点 O 为研究对象，分析受力情况，如图 2 所示： 设绳与竖直方向夹角为 θ，由平衡条件得到 F=mgtanθ 当物体 A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ 逐渐减小，则 F 逐渐减小，FN 逐渐 减小。据牛顿第三定律可得，F1 保持不变，F2 逐渐减小。故 D 项正确，ABC 三项错误。 7.一质点静止在光滑水平面上，先向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为 ，经 过时间 后加速度变为零；又运动时间 后，质点加速度方向变为向左，且大小为 ，再经过 时间 后质点回到出发点。以出发时刻为计时零点，则在这一过程中（ ） A. B. 质点向右运动的最大位移为 C. 质点回到出发点时的速度大小为 D. 最后一个时间 内，质点的位移大小和路程之比为 3∶5 【答案】C 【解析】 的 1a t t 2a t 2 13a a= 2 2 8 5 a t 2 4 5 a t t【详解】A．以向右为正方向，由速度公式有 由题意知 由位移公式得 ， ， 解得 故 A 错误； B．根据题意，作出质点运动的 图象，如图所示， 设向右从 减速到 0 所用的时间为 ，则有 又 解得 根据 图象的面积表示位移大小可知，质点向右运动的最大位移 故 B 错误； C．质点回到出发点时所用的时间为 1 1v a t= 1 2 30 x x x= + + 2 1 1 1 2x a t= 2 1x v t= 2 3 1 2 1 2x v t a t= − 2 15a a= v t− 1v t′ 1 2v a t′= 1 1v a t= 1 5t t′ = v t− 2 1 1 1 1 1 1 1 8 2 2 5 5x v t v t v t a t= + + ⋅ = 4 5t t t t′′ ′= − =则对应的速度大小为 故 C 正确； D．最后一个时间 内，质点的位移大小为 路程 所以最后一个时间 内，质点的位移大小和路程之比为 15：17，故 D 错误。 故选 C。 8.位于水面上的波源 ，产生两列周期均为 、振动方向相同、振幅均为 的相干波，实 线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示， 、 、 、 、 是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于 处，下列说法正确的是（　　） A. 点的振动加强， 点的振动减弱 B. 一段时间后，小树叶被水波推至 处 C. 、 两点在某时间内也会振动 D. 若波源 突然停止振动，之后的 内， 点通过的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A． 点是波峰和波峰叠加的点， 点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故 A 错误； B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故 B 错误； C． 、 都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静 止不动，故 C 错误； 2 2 2 4 5v a t a t′′= = t 2 1 2 1 3 2x x x a t′ = + = 2 1 1 1 1 1 1 4 1742 5 2 5 10s a t t a t t a t= ⋅ + × ⋅ = t 1 2,S S T A a b c d e d b c b a e 2S 2T b 16A b c a eD．若波源 突然停止振动，由图像可知，在之后 内，质点 b 仍是振动加强点，振幅为 ，完成两次全振动，通过的路程为 ，故 D 正确。 故选 D 二、多项选择题：本题共 4 小题。 9.如图所示，在一个倾角为 的长斜面底端 点正上方 的 点处将一小球以速度 水平抛出，恰好垂直击中斜面上的 点， 。下列说法正确的是（　　） A. 小球的初速度 B. 点离 点的距离 C. 保持 不变，将小球以 的速度水平抛出，则击中斜面的位置到 点的距离小于 D. 若抛出点高度变为 ，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．如图甲所示 小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为 ，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正 切值 可得 。 2S 2T 2A 16A 37° O 1.7mh = P 0v Q sin37 0.6° = 0 4m/sv = Q O | | 1.2mQO = h 02v O 2 | |QO 2h 02v 53° tan53 2 2 tan37 h y h y yx ° ° − −= ⋅ = ⋅小球在空中运动的时间 初速度 故 AB 错误； C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示 若无斜面，则小球应击中 点，实际击中点为轨迹与斜面 交点，显然离底端 的距离小于 ，故 C 正确； D．若抛出点高度变为 ，根据小球垂直击中斜面的规律知 则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据 联立解得 故小球的初速度应调整为原来的 倍，故 D 正确。 的 9 0.9m17y h= = 1.2mx = | | 1.5msin53 xQO °= = 2( ) 0.4sh yt g −= = 0 3m/sxv t = = O′ O 2 | |QO 2h 9 217y h′ = × 0 xv t = 2ht g = 0 2 gv x h = 2故选 CD。 10.如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间 t 前进距离 s，速度达到最大值 vm，在这一过程中电动机的功率恒为 P，小车所受阻力恒为 f， 那么这段时间内( ) A. 小车做加速度逐渐减小的加速运动 B. 小车做匀加速运动 C. 电动机所做的功为 D. 电动机所做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式 P=Fv 可知， 牵引力不断减小，根据牛顿第二定律， P/v−f=ma 故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故 A 正确，B 错误； CD．对小车启动过程，根据动能定理，有 W 电−fs= 这段时间内电动机所做的功为 W 电=fS+ 故 C 错误，D 正确． 故选 AD. 点睛：小车电动机的功率恒定，速度不断变大，牵引力不断减小，故小车的运动是加速度不 断减小的加速运动；结合动能定理列式求解电动机所做的功． 11.滑板运动是以滑行为特色、崇尚自由的一种运动，深受都市青年的喜爱。滑板的一种运动 情境可简化为如下模型：如图甲所示，将运动员（包括滑板）简化为质量 的物块， 2 m 1 mv2 21 2 mfs mv+ 21 2 mmv 21 2 mmv 50kgm =物块以某一初速度 从倾角 的斜面底端冲上足够长的斜面，取斜面底端为重力势能零 势能面，该物块的机械能 和重力势能 随离开斜面底端的高度 的变化规律如图乙所示。 将物块视为质点，重力加速度 ，则由图中数据可得（ ） A. 初速度 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为 0.3 C. 物块在斜面上运动的时间为 D. 物块再次回到斜面底端时的动能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．斜面底端为重力势能零势能面，则 得 故 A 正确； B．当 时，物块运动到最高点由图乙可知此时 根据功能关系，有 得物块与斜面间动摩擦因数 故 B 错误； 0v 37θ °= E总 pE h 210m / s 0 5m / sv = 4 s3 375J 2 01 1 625J2E mv= =总 0 5m/sv = pE E=总 m 1mh = mcos 125Jsin hmg Eµ θ θ⋅ = ∆ =总 3 16 µ =CD．物块沿斜面上滑的时间 上滑的位移 因为 ，所以物块最终会沿斜面下滑，下滑 物块在斜面上运动的时间为 滑到斜面底端时的动能 故 C 错误，D 正确。 故选 AD。 12.如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为 2d，右侧轨道 间距为 d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。质量为 2m、有效电阻为 2R 的金属棒 a 静止在左侧轨道上，质量为 m、有效电阻为 R 的金属棒 b 静止在右侧轨道上。现 给金属棒 a 一水平向右的初速度 v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运 动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒 a 始终在左侧轨道上 运动,则下列说法正确的是（ ） A. 金属棒 b 稳定时的速度大小为 B. 整个运动过程中通过金属棒 a 的电荷量为 的 0 1 2 ssin cos 3 vt g gθ µ θ= =+ m 5 msin 3 hs θ= = tanµ θ< 2 2 2 15 sin cos 9 st g gθ µ θ= =− 1 2 6 2 15 s9t t t ++ == m k 1 2 cos 375Jsin hE E mgµ θ θ= − ⋅ =总 0 1 3 v 02 3 mv BdC. 整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为 D. 整个运动过程中金属棒 a 产生的焦耳热为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．对金属棒 a、b 分别由动量定理可得 ， 联立解得 两金属棒最后匀速运动，回路中电流为 0，则 即 则 ， A 错误； B．在金属棒 b 加速运动的过程中，有 即 解得 B 正确； C．根据法拉第电磁感应定律可得 解得 0 2 2Rmv B d 2 0 4 9 mv 02 2 2BI d t mv mv− × × = − BI d t mv′× × = 0mv mv mv′− = 2B d v B d v′× × = × × 2v v′ = 0 1 3v v= 0 2 3v v′ = BI d t mv′× × = 0 2 3Bqd m v= × 02 3 mvq Bd = 3 3 E B Sq I t tR R R ∆Φ ×∆= ∆ = ∆ = = 总C 正确； D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热 则金属棒 a 产生的焦耳热 D 正确。 故选 BCD。 三、非选择题：本题共 6 小题。 13.用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条 ，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计 相连，木板放在安装有定滑轮 和光电门的轨道 上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。 （1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________； （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度 ______ ； （3）主要实验步骤如下： ①测量木板（含遮光条）的质量 ，测量两遮光条间的距离 ，按图甲正确连接器材。 ②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计 示数 及遮光条 先后经过光电门所用的时间 ，则可以测出遮光条 通过光电门 时的速度大小和合外力对木板做的功； ③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度 和细线拉力对木板做的功 的相关图像，分析 得出实验结论。 （4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题： ①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）； ②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功 将_______（填“会”或“不会”） 0 2 2RmvS B d ∆ = 2 2 2 2 0 0 1 1 1 22 22 2 2 3Q mv mv mv mv′= × − × − = 2 0 2 4 3 9Q Q mv′ = = A B、 C D d = cm M L F B A、 2tt t、 B A、 v W W成倍增加； ③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“ ”“ ”或 “ ”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率 的表达式为 ________（用已知物理量的符号表示）。 【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). 0.560 (3). 变小 (4). 不会 (5). (6). 【解析】 【详解】（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩 擦力； （2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为 （4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为 ，根据受力平衡有 释放的瞬间，对木板有 对钩码有 则有 故有 弹簧测力计的示数会变小 [4]由 v W∆ − 2v W− 2v W∆ − k = 2v W∆ − 2 M 0.5cm 12 0.05mm 0.5cm 0.060cm 0.560cm+ × = + = 1F 12F mg= F Ma′ = 12 2mg F m a′− = ⋅ 1 2 mgF = 1 2 2 F mgm M ′ = ⋅ + 1F F′