山东省泰安市2020届高三第五次模拟考试（全国模拟）物理试题（含答案）

1 全国高考模拟试题 物 理 试 题 本试题卷共 8 页，18 题。全卷满分 100 分，考试用时 90 分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答 题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在 试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿 纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束一定时间后，通过扫描二维码查看讲解试题的视频。 第Ⅰ卷 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。 1．2019 年新中国成立 70 周年之际，“两弹一星”元勋程开甲被授予“人民科学家”国家荣誉称号， 程开甲曾参与了我国第一颗原子弹的研制，还参与主持了氢弹、两弹结合以及地面、首次空投、首 次地下平洞、首次竖井实验等多种实验方式的 30 多次核试验，在我国的核事业发展上立下累累功勋， 被称为中国“核司令”。关于核知识的叙述，下列说法正确的是 A．太阳中的能量主要来源于氢核的聚变，发生聚变后产生的新核的比结合能增大 B．大多数核电站的能量来源于重核裂变，发生裂变后产生的新核的比结合能减小 C．核聚变与核裂变相比平均每个核子放出的能量更多，现在应用也更广 D．原子核的结合能是指组成原子核的所有核子所具有的能量之和 2．如图所示，用一交流电源给理想变压器供电，已知理想变压器原线圈连有阻值为 R 的 电阻，副线圈接有电阻 R1、R2，且 R1=R2=100R，闭合开关 S 后发现三个电阻消耗的功率均为 P，则 理想变压器原、副线圈的匝数比 n 和 a、b 间的电压 U。分别为 A．n=5：1， B．n=5：1， 0 3U PR= 0 5U PR=2 C．n=1：5， D．n=1：5， 3．2019 年 1 月 3 日上午 10 点 26 分，中国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，成为 人类首次在月球背面软着陆的探测器，首次实现月球背面与地面站通过中继卫星通信。若已知地球 和月球的半径之比 ，地球和月球表面的重力加速度之比 ，则地球近地卫星和月球近 月卫星的运行周期之比为 A． B． C． D． 4．针对新型冠状病毒肺炎的治疗，北京大学第一医院的主任医师王贵强在 2020 年 2 月 20 日国务院 联防联控机制新闻发布会上表示：无论轻重症，早期的氧疗都可以大大缓解这种疾病的发展。现有 一个容积为 400L 的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为 15 MPa，为了使用方便，用一 批相同规格的小型氧气瓶(瓶内视为真空)进行分装，发现恰好能装满 40 个小氧气瓶，分装完成后原 医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为 3 MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧 气瓶的容积为 A．20L B．40L C．50L D．60L 5．如图甲所示，大量的质量为 m、电荷量为 e 的电子由静止开始经电压为 U0 的电场加速后，先后 从上极板的边缘平行极板方向进入偏转电场，其中偏转电场两极板间的电压 UAB 随时间 t 变化的规 律如图乙所示。已知偏转极板间的距离为 d，板长为 l，不计电子的重力及电子间的相互作用，电子 通过偏转极板间所用的时间极短，可认为偏转电压不变，当偏转电压为 3U0 时，粒子刚好从距上极 板 的 P 点射出， 下列说法正确的是 A．d=2l B．当 UAB=3U0 时，电子射出偏转电场时的速度 C．当 UAB=3U0 时，电子射出偏转电场时速度的偏转角为 45° 0 3U PR= 0 5U PR= 0 4R R = 0 6g g = 6 6 3 2 6 3 2 3 3 3 d 06eUv m =3 D．在 T～T 时间内进入偏转电场的电子都不能从极板右侧射出 6．如图所示，水平地面上 A、B 两个木块用轻弹簧连接在一起，质量分别为 2m、3m，静止时弹簧 恰好处于原长。一质量为 m 的木块 C 以速度 v0 水平向右运动并与木块 A 相撞。不计一切摩擦，弹 簧始终处于弹性限度内，则碰后弹簧的最大弹性势能不可能为 A． B． C． D． 7．如图所示为研究光电效应现象的实验原理图。已知光电管阴极材 料的极限 频率为 v0，现用频率为 v(v＞v0)的单色光照射光电管，发现滑动变阻 器的滑片 P 处于图示位置时，灵敏电流计的示数为零，下列说法正确的是 A．灵敏电流计的示数为零，是因为没有发生光电效应 B．若不断向左移动滑片 P，则灵敏电流计一定会有示数 C．若不断向右移动滑片 P，则灵敏电流计一定会有示数 D．仅不断增大入射光的光照强度，灵敏电流计一定会有示数 8．某物体做直线运动，设该物体运动的时间为 t，位移为 x，其 图象如图所示，则 下列说法正确的是 A．物体做的是匀加速直线运动 B．t=0 时，物体的速度为 ab C．0～b 时间内物体的位移为 2ab2 D．0～b 时间内物体做匀减速直线运动，b～2b 时间内物体做反向的匀加速直线运动 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．如图甲所示为一半圆形坑，现将一颗弹丸先后两次从 A 点水平抛出，由于飞行过程中 受气流作用，影响了弹丸的飞行时间和速度。若从弹丸离开 A 点开始计时，t1 和 t2 分别表示它们落 到坑壁的时间， v 表示它在竖直方向的速度， 其 v—t 图象如图 乙所示，则下列说法正确的 是 4 5 2 0 1 3 mv 2 0 1 5 mv 2 0 1 12 mv 2 0 4 15 mv 2 1x t t −4 A．第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小 B．第二次弹丸在水平方向上的位移比第一次小 C．第二次弹丸在竖直方向上受到的阻力比第一次大 D．第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第一次大 10．如图所示，A、B 两个物体中间用一根不可伸长的轻绳相连，在物体 B 上施加一斜向 上的力 F，使 A、B 两物体保持相对静止一起沿水平地面向右匀速运动，当力 F 与水平面的夹角为 θ 时，力 F 最小。已知 A、B 两物体的质量分别为 m1=0.5kg、m2=2.5kg，物体 A 与地面间的动摩擦因数 ，g 取 10m／s2，不计 空气阻力，则下列说法正确的是 A．θ=30° B．θ=60° C．力 F 的最小值为 12N D．力 F 的最小值为 15N 11．如图所示，一列横波沿 x 轴传播，轴上各质点均沿 y 轴做简谐运动。已知 P、Q 是 x 轴上相距为 1m 的两点，P、Q 两点的振动方程分别为 、 ，则下列 说法正确的是 A．如果波沿 x 轴正方向传播，则波长的最 大值为 2m B．如果波沿 x 轴正方向传播，则波速的最 大值为 1m／s C．如果波沿 x 轴负方向传播，则波速可能为 m／s 3 3 µ = 8cos( )2y t cm π= 8sin( )2y t cm π= 1 115 D．t=4.5s 时刻，Q 点离开平衡位置的位移为 4 cm 12．如图所示，倾角 θ=37°的平行导轨上端连着一个阻值 R=0.8Ω 的定值电阻，下端通过一小段光 滑的圆弧与固定在水平面上的平行导轨相连，两导轨间距均为 L=1m，整个装置处在竖直向上的磁 感应强度大小 B=0．5T 的匀强磁场中。质量 m=0．1kg、电阻 r=0．2Ω、长度也为 L 的金属棒垂直 于导轨放置，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为 。现让金属棒从距水平面高 h=3.75m 的位 置由静止释放，当金属棒滑到底端前速度已经达到最大速度 v，最终停在水平导轨上。已知导轨电阻 忽略不计，重力加速度 g=10m／s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是 A．v=2m／s B．金属棒在倾斜导轨上运动过程中回路上消耗的电能 和增加的动能之和小于其重力势能的减少量 C．金属棒在水平导轨上运动过程中回路上消耗的电能 等于金属棒动能的减少量和摩擦产生的内能之和 D．金属棒在倾斜导轨上运动过程中通过金属棒任意截面的电量为 2.5C 第Ⅱ卷 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分) 某实验小组用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验，使用的是电压为 220V、频率为 50Hz 的交流电。 (1)关于实验的步骤，错误的是____________(填正确答案标号)。 A．按如图甲所示把打点计时器安装在铁架台上，将打点计时器与电源连好 B．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停在打点计时器附 近 C．先接通电源，后释放纸带，让重锤带着纸带自由下落 D．重复几次，得到 3～5 条打好的纸带 E．在打好的纸带中，挑选点迹清晰且第一、二点之间的距离为 2cm 的纸带，在起点标上 O，在以 后各点依次标上 A、B、C …，用毫米刻度尺依次测出各点到起始点间的距离 h1，h2、h3 … F ．应用公式 计算各点的瞬时速度 G．计算各点对应的重力势能的减少量 mghn。和动能的增加量 ，进行比较得出结论 11 23 µ = 2n nv gh= 21 2 nmv6 (2)某条纸带数据如图乙所示，相邻两个点的时间间隔为 0.04s，重锤的质量为 400g，当地的重力加 速度为 9.80m／s2，那么从起点 0 到打下“3”点的过程中，重锤重力势能的减少量与动能的增加量 的比值 k=___________________。(保留三位有效数字) 14．(8 分) 有一待测电阻 Rx，测量过程如下： (1)先用多用电表粗测电阻：如图甲所示，红表笔插入“+”插孔，此时红表笔与表内电源的________(填 “正”或“负”)极相连；选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过小，因此 需选择__________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，然后重新欧姆调零，多用电表的示数如图 乙所示，测量结果为_____________Ω。 (2) 除 待 测 电 阻 Rx 外， 实 验 室 还 提 供 了 下 列 器 材： A．电 流 表 A1(量程为 500μA，内阻 r1=1kΩ) B．电流表 A2(量程为 1.5mA，内阻 r2≈2kΩ) C．滑动变阻器 R(0～100Ω) D．定值电阻 Rl=3000Ω E．定值电阻 R2=100Ω7 F．电源(电动势 E=2V，内阻可以忽略) G．开关 S、导线若干 ①实验要求测量尽可能精确且通过电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在虚线框中 (要标出器材的符号)。 ②按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表 A1、A2 的示数 I1，和 I2，移动滑动变阻器的滑片，记 录多组数据，并做出 I1—I2 图线如图所示，则该待测电阻为 Rx=__________Ω (结果保留两位有效数字)，测量值与真实值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 15．(8 分) 如图所示为半径为 R 的半圆形玻璃砖的截面图，O 为圆心，一细光束平行于 OO1 从 M 点射入，从 AB 边 的 N 点 射 出 。 已 知 光 在 真 空 中 传 播 的 速 度 为 c ， ∠ MOO1=45 ° ， ， ，( 6 2) 2ON R −= 6 2sin15 4 −° =8 。 (1)求玻璃砖对该光的折射率； (2)若仅将玻璃砖在纸面内以 O 点为圆心顺时针旋转 180°，求光束在玻璃砖内传播的时间。 16．(8 分) 如图所示，质量 M=8kg 的长木板 B 沿水平地面向左运动，同时受到水平向右的恒力 F=48N 的作用， 当长木板 B 的速度 v=6m／s 时，从长木板 B 的左端滑上一质量 m=2kg 的小木块 A，此时小木块 A 的速度大小也为 v=6m／s，已知小木块 A 未从长木板 B 的右端滑下，小木块 A 与长木板 B 和长木 板 B 与地面之间的动摩擦因数均为 μ=0．2，重力加速度 g=10m／s2。求： (1)长木板 B 向左运动的最大位移； (2)长木板 B 的长度至少为多少? 6 2cos15 4 +° =9 17．(14 分) 如图甲所示，高度 H=0.6m 的竖直光滑圆管下端固定，上端与一半径 R=0.2m 的四分之一光滑圆弧管 道平滑连接，管道右侧固定着一长度 l=2m 的水平传送带，从圆弧管道顶端滑出的木块恰好能沿水平 方向滑上传送带。一轻弹簧下端固定在管底，上端放着一质量 m=0.1kg 的小木块 A(不拴接)，现向下 缓慢推动小木块 A 将弹簧压缩，当小木块 A 到达距离管底 h=0.35m 的 Q 点时，将小木块 A 由静止 释放，小木块 A 恰好能通过圆弧管道的最高点 P。已知重力加速度 g=10m／s2。 (1)求小木块 A 释放瞬间弹簧的弹性势能； (2)若小木块 A 在 Q 点时继续用力 F 向下缓慢推动小木块 A 将弹簧压缩 h1=0.05m，这个过程中力 F 做的功为 WF=0.8J，然后再次由静止释放小木块 A 后，发现小木块 A 由圆弧管道冲上了水平传送带， 锁定传送带不动，且传送带用特殊材料涂抹，小木块 A 与传送带间的动摩擦因数和小木块 A 在传送 带上的位移间的关系如图乙所示，求小木块 A 滑下传送带时的速度； (3)在(2)的基础上，让传送带以恒定的速度 u=1m／s 顺时针转动，小木块 A 刚到 P 点就与静置在 P 点的质量为 3m 的另一个小木块 B 发生弹性正碰，若小木块 B 与传送带间的动摩擦因数恒为 μ0=0.2， 求小木块 B 在传送带上划痕的长度。 18．(16 分) 如图所示，直角坐标系 xOy 在竖直面内，在第一象限存在竖直向下的匀强电场，在第四象限内以 O1(R， 0)点为圆心、以 R 为半径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面的匀强磁场。质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子从 y 轴上 N 点以速度 v0 沿 x 轴正方向射 出，且恰10 好从 O1 点进入磁场，从圆弧的 A(R，－R)点离开磁场。已知匀强电场的场强大小与匀强磁场的磁感应 强度大小之比为 ，不计粒子重力，求： (1)N 点距坐标原点 O 的距离 h； (2)保持电场不变，仅改变磁感应强度 B 的大小，当磁感应强度 B 的取值多大时，该粒子不能从磁场 区域的弧形边界离开磁场。 0 2 v11 全国高考模拟试题 物理参考答案 一、单项选择题 1．A 2．C 3．B 4．B 5．C 6．A 7．C 8．D 二、多项选择题 9．AC 10．AD 11．BC 12．BD 三、非选择题 13．（1）EF（3 分） （2）1.03（3 分） 14．（1）负（1 分） ×100（1 分） 1500（1 分） （2）①电路图如图所示（3 分） ②1.6×103（1 分） 相等（1 分） 15．【解析】(1)光路图如图甲所不，设在 M 点的折射角为 θ，在 N 点的入射角为 α，则由正弦定理 得 (1 分) 由几何关系可知 θ+α=45° (1 分) 代入数据解得 θ=30° (1 分) 所以 (1 分) sin sin(90 ) ON R θ α= °+ sin 45 2sin30n °= =°12 (2)将玻璃砖转过 180°后，光路图如图乙所示，在圆弧上发生两次全反射，则光线在玻璃砖内传播 的路程为 (1 分) 又 (1 分) (1 分) 联立解得 (1 分) 16．【解析】(1)初始时刻对小木块 A、长木板 B 分别进行受力分析如图所示 对小木块 A 有 μmg=ma1，解得 a1=2 m／s2，方向向左 (1 分) 对长木板 B 有 F+μmg+μ(M+m)g=Ma2，解得 a2=9 m／s2，方向向右 (1 分) 可见长木板 B 先向左减速直到速度为零， ， (2 分) (2)在 时间内，小木块 A 一直向右减速， ， (1 分) 之 后 ， 小 木 块 A 继 续 向 右 减 速 ， 加 速 度 不 变 ； 长 木 板 B 开 始 向 右 加 速 ， 加 速 度 ，设又经过 t2 两者共速 v 共=v1－alt2=a3t2 4 sin 45 2 2s R R= ° = cn v = st v = 4Rt c = 1 2 2 3 vt sa = = 1 1 22B vx t m= = 1 2 3t s= 1 1 1 14 3v v a t m s= − = ／ 1 1 1 32 2 9A v vx t m += = 2 3 ( ) 4F mg M m ga m sM µ µ+ − += = ／13 解得 ， m／s (1 分) ， (1 分) 这时小木块 A 相对长木板 B 向右运动的位移为 (1 分) 长木板 B 的长度至少为 2 7 9t s= 28 9v =共 1 2 2 245 2 81A v vx t m += =共 2 2 98 2 81B vx t m= =共 1 1 2 2 199 27A B A Bx x x x x m= + + − = 199 27 m14 17．【解析】(1)小木块 A 恰好能通过最高点 P，则小木块 A 到达 P 点时速度为 0，由能量守恒定律 得 EP=mg(H+R－h) (2 分) 解得 EP=0.45 J (1 分) (2)从再次压缩后释放到小木块 A 到达 P 点的过程中，设小木块 A 到达 P 点时的速度为 v，由能量守 恒定律得 (2 分) 解得 v=4 m／s (1 分) 设小木块 A 到达传送带右端的速度为 v1，则由动能定理得 (1 分) 由图象知 μ1=0.2，μ2=0.4 解得 v1=2 m／s (1 分) (3)由(2)知小木块 A 到达 P 点时的速度为 v=4 m／s，小木块 A、B 碰撞过程动量守恒，机械能守恒， 则 mv=mv2+3mv3 (1 分) (1 分) 解得 v2=－2 m／s，v3=2 m／s 小木块 B 以 v3=2 m／s 的速度冲上传送带后，与传送带共速前所用的时间为 (1 分) 小木块 B 的位移 (1 分) 传送带的位移 x2=ut=0.5 m (1 分) 所以划痕为△x=x1－x2=0.25 m (1 分) 18．【解析】(1)粒子进入磁场时，设合速度与水平方向的夹角为 θ，则合速度大小为 （1 分） 由图可知轨迹圆半径 (1 分) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 (1 分) 2 1 1 1( ) 2F PW mgh E mg H R h h mv+ + = + − + + 2 21 2 1 1 1 2 2 2 mg mg l mv mv µ µ+− = − 2 2 2 2 3 1 1 1 32 2 2mv mv mv= + × 3 0 0.5v ut sgµ −= = 3 1 0.752 v ux t m += = 0 cos vv θ= 2cos Rr θ= 2vBqv m r =15 联立解得 (1 分) 又 解得 (1 分) 粒子在电场中做类平抛运动，则 (1 分) (1 分) R=v0t (1 分) 联立可得 (1 分) (2)在(1)中，可知 (1 分) 合速度 ，与水平方向的夹角为 45° (1 分) 当 R 为轨迹圆直径的时候，轨迹圆与磁场圆相切，这时粒子恰不从弧形边界射出磁场 粒子在磁场中有 (2 分) 又 r1≤ (1 分) 解得 B1≥ (2 分) 02mvB qR = 0 2 vE B = 2 0mvE qR = 21 2h at= Eqa m = 2 Rh = 0y Eqv at t vm = = = 02v v= 2 1 1 vB qv m r = 2 R 02 2mv qR