2020高考物理模拟卷含答案解析(1)

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1、2 2020020 高考物理模拟高考物理模拟卷卷( (1 1) ) (建议用时:60 分钟 满分:110 分) 二、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.在每小题给出的四 个选项中,第1418题只有一项符合题目要求,第1921题有多项符 合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分) 14.关于原子核的变化、核能及核力,下列说法正确的是( ) A.核力是一种弱相互作用,只能发生在原子核内相邻核子之间 B.某原子经过一次衰变和两次衰变后,核内质子数不变 C.放射性原子核 X 发生衰变,生成物的结合能一定小于 X 的结合能 DUnBaKr+ n 是

2、太阳内部发生的核反应之一 15.如图所示,半球形物体 A 和小球 B 紧靠着放在一固定斜面上,并处 于静止状态,忽略小球B 表面的摩擦,用水平力F沿物体A表面将小球 B 缓慢拉至物体 A 的最高点 C,物体 A 始终保持静止状态,则下列说法 中正确的是( ) A.物体 A 受到 4 个力的作用 B.物体 A 受到斜面的摩擦力大小始终不变 C.小球 B 对物体 A 的压力大小始终不变 D.小球 B 对物体 A 的压力大小一直增加 16.如图所示,质量为m,长为l 的铜棒ab,用长度也为l 的两根轻导线 水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为 B,未通电时,轻导 线静止在竖直方向,通入恒定电

3、流后,棒向外偏转的最大角度为,则 ( ) A.棒中电流的方向为 ba B.棒中电流的大小为 C.棒中电流的大小为 D.若只增大轻导线的长度,则角变大 17.如图所示,一个箱子内放置质量为 m 的物体,现让箱子以初速度为 零从高空释放,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度成正比,在箱子 下落过程中,下列说法正确的是( ) A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 B.箱内物体对箱子底部刚开始存在压力,但随着箱子下降,压力逐渐 减小直到为零 C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时小 18.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻

4、可忽 略)通过理想变压器向定值电阻 R0供电,电路如图(甲)所示,所产生的 交变电压随时间变化规律如图(乙)所示,C 是耐压值为 2.5 V 的电容 器,R 是滑动变阻器,所有电表均为理想电表.则( ) A.副线圈输出的电流频率为 0.5 Hz B.各电表的示数均为瞬时值 C.若原副线圈的匝数比为 101,则电容器不会被击穿 D.滑动变阻器滑片 P 向下移动时,电流表 A1,A2的示数均增大 19.有一倾角为 30的光滑斜面,劲度系数为 k 的轻弹簧下端固定在 斜面底端,上端与一质量为 m 的滑块 A 连接,A 处于静止状态.另一质 量也是 m 的滑块 B 在距离滑块 A 为 L 处由静止释放

5、,A,B 相碰后粘在 一起沿斜面向下运动,A,B 均可以视为质点,则下列说法正确的是 ( ) A.滑块 B 与 A 碰撞前瞬间 B 的速度为 v0= B.AB 滑块相碰前弹簧所具有的弹性势能为 Ep= C.整个过程损失的机械能为 mgL D.当 A,B 滑块速度减为零时弹簧弹力的大小为 mg 20.如图所示,一个带电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的 O 点.另一个带电荷量为+q、质量为 m 的点电荷乙,从 A 点以初速度 v0 沿它们的连线向甲运动,运动到 B 点时速度为 v,且为运动过程中速度 的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A,B间距离为L0,静电 力常量为 k,则下

6、列说法正确的是( ) A.点电荷乙从 A 点向甲运动的过程中,加速度先减小再增大 B.点电荷乙从 A 点向甲运动的过程中,其电势能先增大再减小 C.OB 间的距离为 D.在点电荷甲形成的电场中,AB 间电势差 UAB= 21.如图所示,电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上,导轨 间距为 1 m,导轨中部有一直径也为 1 m 的圆形匀强磁场区域,与两导 轨相切于 M,N 两点.磁感应强度大小为 1 T、方向竖直向下,长度略大 于 1 m 的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中,并与区域圆直径 MN 重合.金属棒的有效电阻为 0.5 ,一劲度系数为 3 N/m 的水平轻质 弹簧一端与金属棒中心

7、相连,另一端固定在墙壁上,此时弹簧恰好处 于原长.两导轨通过一阻值为 1 的电阻与一电动势为 4 V、内阻为 0.5 的电源相连,导轨电阻不计.若开关 S 闭合一段时间后,金属 棒停在导轨上某位置,下列说法正确的是( ) A.金属棒停止的位置在 MN 的右侧 B.停止时,金属棒中的电流为 4 A C.停止时,金属棒到 MN 的距离为 0.4 m D.停止时,金属棒受到的安 培力大小为 2 N 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第 2225 题为必考题, 每个试题考生都必须作答.第 3334 题为选考题,考生根据要求 作答) (一)必考题:共 47 分. 22.(6 分)甲、乙、丙三个实验

8、小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙) 所示的实验装置,验证 “当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的 合力成正比” 这一物理规律.已知他们使用的小车完全相同,小车的质 量为 M,重物的质量为 m,试回答下列问题: (1)甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小 组是 . A.甲、丙 B.甲、乙 C.甲、乙、丙 (2)实验时,必须满足“M 远大于 m”的实验小组是 . (3)实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的 a F 图线如图(丁)中 A,B,C 所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次 是 , , . 23.(9分)某同学设计如图(a)所示电路来测量未

9、知电阻Rx的阻值和电 源电动势 E. 实验器材有:电源(内阻不计),待测电阻Rx(约为5 ),电压表V(量程 为 3 V,内阻约为 1 k),电流表(量程为 0.6 A,内阻约为 2 ),电 阻 R0(阻值 3.2 ),电阻箱 R(099.9 ),单刀单掷开关 S1,单刀双 掷开关 S2,导线若干. (1)根据图(a)所示电路图用笔画线代替导线在图(b)中完成实物电路 的连接. (2)闭合开关S1,将S2拨至1位置,调节电阻箱,测得电压表和电流表的 示数分别为 2.97 V 和 0.45 A;再将 S2拨至 2 位置,调节电阻箱,测得 电压表和电流表的示数分别为 2.70 V 和 0.54 A

10、.由上述数据可测算 出待测电阻 Rx= (结果保留两位有效数字). (3)拆去电压表,闭合开关S1,保持开关S2与2的连接不变,多次调节电 阻箱,记下电流表示数 I 和相应电阻箱的阻值 R,以 为纵坐标,R 为横 坐标,作 R 图线如图(c)所示,根据图线求得电源电动势 E=V. 实验中,随着电阻箱阻值的改变,电阻箱消耗的功率 P 会发生变化,当 电阻箱阻值R= 时,电阻箱消耗的功率最大.(结果均保留两 位有效数字) 24.(12分)如图,是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图,用来 演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程,它由着陆器和巡视器两 部分组成,其中着陆器内部有喷气发动机,底部有喷

11、气孔,在连接巡视 器的一侧有弹射器.演示过程:先让发动机竖直向下喷气,使整个装置 竖直上升至某个位置处于悬停状态,然后让装置慢慢下落到水平面上, 再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离,向相反方向做减速直线运 动.若两者均停止运动时相距为L,着陆器(含弹射器)和巡视器的质量 分别为M和m,与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g,发动机 喷气口截面积为S,喷出气体的密度为;不计喷出气体对整体质量的 影响.求: (1)装置悬停时喷出气体的速度. (2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和. 25.(20 分)如图所示为 xOy 平面直角坐标系,在 x=a 处有一平行于 y 轴的直线 MN,在 x=

12、4a 处放置一平行于 y 轴的荧光屏,荧光屏与 x 轴交 点为 Q,在第一象限内直线 MN 与荧光屏之间存在沿 y 轴负方向的匀强 电场.原点 O 处放置一带电粒子发射装置,它可以连续不断地发射同 种初速度大小为 v0的带正电粒子,调节坐标原点处的带电粒子发射装 置,使其在 xOy 平面内沿不同方向将带电粒子射入第一象限(速度与 x 轴正方向间的夹角为 0 ).若在第一象限内直线 MN 的左侧加一 垂直 xOy 平面向外的匀强磁场,这些带电粒子穿过该磁场后都能垂直 进入电场.已知匀强磁场的磁感应强度大小为 B,带电粒子的比荷 = , 电场强度大小 E= Bv0,不计带电粒子重力,求: (1)粒

13、子从发射到到达荧光屏的最长时间. (2)符合条件的磁场区域的最小面积. (3)粒子打到荧光屏上距 Q 点的最远距离. (二)选考题:共 15 分.(请考生从给出的 2 道物理题中任选一题作答) 33.物理选修 3 3(15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是 .(填正确答案标号.选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分.每选错 1 个扣 3 分,最低得分 为 0 分) A.悬浮在水中的花粉颗粒不停地做无规则运动,这反映了水分子运动 的无规则性 B.随着分子间距离的增大,分子间相互作用力可能先减小后增大 C.随着分子间距离的增大,分子势能一定先减小后增大 D.压

14、强是组成物质的分子平均动能的标志 E.在真空和高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他 元素 (2)(10 分)如图所示,内壁光滑、横截面积不同的两个连在一起的圆 柱形绝热汽缸水平放置,左右两部分横截面积之比为 21,汽缸左侧 有一导热活塞 A,汽缸右侧有一绝热活塞 B,活塞 A 距左侧汽缸底及距 两汽缸连接处的距离均为 L,活塞 B 距两汽缸连接处的距离也为 L,汽 缸右侧足够长且与大气连通,两活塞的厚度均可忽略不计.汽缸左侧 和两活塞 A,B 之间各封闭一定质量的理想气体,初始时两汽缸内气体 的温度均为 27 ,压强等于外界大气压 p0.现通过电热丝给汽缸左侧 的气体缓慢加热,使

15、汽缸左侧内的气体温度升到 800 K,求此时汽缸左 侧气体的压强 p1和此过程中活塞 B 移动的距离 d. 34.物理选修 3 4(15 分) (1)(5 分)如图所示为直角三棱镜的截面,其中 AB 边长为 L,AC 边长为 ,C=90,一束单色光从AB 面上的D点以与BD 成45角射入,结果 折射光线刚好到达 BC 边的中点 E,BD= L,则玻璃对此单色光的折射率 为 ,光线在 BC 面上 (选填“会”或“不会”)发生全 反射. (2)(10 分)一简谐横波沿 x 轴传播,图(甲)为该波在 t=1 s 时刻的波 形图,图(乙)是波传播路径上某质点的振动图象. 若图(乙)是质点 Q 的振动图

16、象,试判断波的传播方向并求出波传播 的速度大小. 若波沿x轴负方向传播,写出质点P的振动方程,并求出t=4.5 s时, 质点 P 离开平衡位置的位移. 参考答案参考答案 14.B 核力是强相互作用,是短程力,且每个核子只跟邻近的核子发 生核力的作用,故 A 错误;衰变的过程中电荷数少 2,质量数少 4, 衰变的过程中电荷数增加1,质量数不变,某原子核经过一次衰变和 两次衰变后,电荷数不变,即核内质子数不变,故 B 正确;放射性原 子核 X 发生衰变,要释放能量,衰变产物的结合能之和一定大于原来 X 的结合能,故 C 错误;太阳内部的反应是聚变反应,故 D 错误. 15.A 物体 A 受重力、压

17、力、支持力和静摩擦力,共 4 个力的作用,A 正确;对 A,B 整体分析,受拉力、重力、支持力和静摩擦力,根据平衡 条件,有 f=(M+m)sin +Fcos , 对球 B 分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三个力构成首尾 相连的矢量三角形,如图所示,将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程 中,变小,故支持力 FN变小,拉力 F 也变小,静摩擦力减小,由牛顿第 三定律知,B 对 A 的压力变小,故 B,C,D 错误. 16.C 根据导体棒受到的安培力方向可知,电流的方向由 a 到 b,故 A 错误;根据动能定理可知,BIl 2sin -mgl(1-cos )=0-0,解得 I=,故 B 错

18、误,C 正确;根据以上分析可知,最大偏转角与导线的 长度无关,故 D 错误. 17.C 以箱子和物体 m 整体为研究对象,设总质量为 M,根据牛顿第二 定律得 Mg-f=Ma,得 a=g- =g- ,隔离物体研究,根据牛顿第二定律得 mg-FN=ma,得 FN=mg-ma=mg-m(g- )= vv,刚开始时速度 v=0,支持力 FN=0,随着速度的增大,支持力 FN增大,箱内物体对箱子底部刚开始没 有压力,但随着箱子下降,压力逐渐增大,箱子接近地面时,箱内物体 受到的支持力比刚投下时大,故 C 正确,A,B,D 错误. 18.D 根据图(乙)知交流电的周期为 0.02 s,所以频率为 50

19、Hz,故 A 错误;电流表、电压表的示数表示的是有效值,故 B 错误;由题意知, 原线圈的最大电压为 31.1 V,则副线圈两端的最大电压 U2= 31.1 V=3.11 V,而电容器的耐压值为 2.5 V,则电容器会被击穿,故 C 错误; 滑动变阻器的滑片向下滑动,电阻减小,而副线圈电压不变,副线圈中 的电流增大,原线圈中的电流也增大,即两个电流表的示数都增大,故 D 正确. 19.BC 滑块 B 下滑距离 L 的过程,由动能定理可得mgLsin 30= m, 解得 v0=,故 A 错误;碰撞前 A 处于平衡状态,有 mgsin 30=kx,弹 性势能为 Ep= kx 2= k( )2= ,

20、故 B 正确;两滑块在碰撞过程中动量守 恒,有 mv0=2mv1,损失的机械能为E= m- 2m= m= mgL,故 C 正 确;AB 系统的平衡位置为 kx=2mgsin 30=mg,当弹簧弹力的大小为 mg 时,AB 两个滑块恰好运动到平衡位置,此时速度最大,故 D 错误. 20.AC 点电荷乙从 A 点向甲运动的过程中,受向左的库仑力和向右 的摩擦力,两球靠近过程中库仑力逐渐增大,点电荷乙先减速后加速, 所以加速度先减小后增大,故 A 正确;点电荷乙向左运动过程中库仑 力一直做正功,因此电势能一直减小,故 B 错误;当速度最小时有 f= F库=k ,解得 r=,故 C 正确;点电荷从 A

21、 运动到 B 过程中,根据动能 定理有 qUAB-fL0= mv 2- m ,解得 UAB=,故 D 错误. 21.AC 由金属棒中电流方向从 M 到 N 可知金属棒所受的安培力向 右,A 正确;停止时金属棒中的电流 I=2 A,B 错误;设金属棒向右 移动的距离为 x,金属棒在磁场中的长度为 2y,kx=BI(2y),x 2+y2= , 解得x=0.4 m,y=0.3 m,金属棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2 N,C正确,D 错误. 22.解析:(1)(甲)、(乙)、(丙)三个图小车与长木板之间都有摩擦力, 为保证小车受到的拉力就是所受的合力,所以都需要平衡摩擦力.故C 正确. (2)

22、(乙)、 (丙)两图绳上的力由弹簧测力计和力传感器直接读出,不需 要用重物的重力代替,所以不需满足 Mm.(甲)图用重物的重力代替 绳的拉力,必须满足 Mm. (3)(甲)图用重物的重力代替绳子的拉力,需满足 Mm,随着 m 的增大, 不满足 Mm 时,图象出现弯曲,所以甲组对应的是 C;(乙)、(丙)图根 据拉力相等时,加速度 a乙a丙,从而判断乙组对应 A,丙组对应 B. 答案:(1)C (2)甲 (3)C A B 评分标准:第(1)问 1 分,第(2)问 2 分,第(3)问每空 1 分. 23.解析:(1)实物电路连线如图所示. (2)当开关 S1闭合,S2拨至 1 位置时,由欧姆定律可

23、得 U1=I1(RA+Rx),当 S2拨至 2 位置时,由欧姆定律可得 U2=I2(RA+R0),联立解得 RA=1.8 ,Rx=4.8 . (3)由闭合电路欧姆定律可得 E=I(RA+R0+R),变形得 = R+,可由斜 率求得 E=5.0 V,或由截距及 RA=1.8 求得 E=5.0 V;电阻箱消耗的功 率P=I 2R= R=,当R=RA+R0=5.0 时,电阻箱消耗的 功率最大. 答案:(1)见解析图 (2)4.8 (3)5.0 5.0 评分标准:第(1)问 3 分,第(2)问 2 分,第(3)问每空 2 分. 24.解析:(1)悬停时气体对模拟装置的作用力为 F, F=(M+m)g(

24、1 分) 取t 时间喷出的气体为研究对象,由动量定理 Ft=(Svt)v(2 分) 解得 v=.(1 分) (2)弹射过程水平方向动量守恒 Mv1-mv2=0(2 分) 着陆器和巡视器减速运动的距离分别为 L1和 L2,由动能定理得 -MgL1=0- M(1 分) -mgL2=0- m(1 分) L=L1+L2(1 分) 弹射器提供的总动能 Ek= M+ m(2 分) 解得 Ek=MmgL.(1 分) 答案:(1) (2)MmgL 25.解析:(1)由题意知,粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度沿 y 轴正 方向的粒子在磁场中运动的时间最长, t1=(2 分) 粒子进入电场到到达荧光屏,在 x 轴

25、方向做匀速直线运动,运动时间 t2= (1 分) 故粒子从发射到到达荧光屏的最长时间 t=t1+t2=.(1 分) (2)带电粒子在磁场内做匀速圆周运动, 有 qv0B=m(2 分) 解得 R=a(1 分) 由于带电粒子的入射方向不同,若磁场充满纸面,它们所对应的运动 轨迹如图所示.为使这些带电粒子经磁场偏转后都能垂直直线 MN 进 入电场,由图可知,它们必须从经 O 点做圆周运动的各圆的最高点飞 离磁场.设磁场边界上 P 点的坐标为(x,y),则应满足方程 x=Rsin ,y=R(1-cos ),(2 分) 所以磁场边界的方程为 x 2+(y-R)2=R2(1 分) 以= 的角度射入磁场区域

26、的粒子的运动轨迹(x-R) 2+y2=R2即为所求 磁场另一侧的边界,因此,符合题目要求的最小磁场的范围应是圆 x 2+(y-R)2=R2与圆(x-R)2+y2=R2的交集部分(图中阴影部分),(1 分) 由几何关系,可以求得符合条件的磁场的最小面积为 Smin=( -1)a 2.(2 分) (3)带电粒子在电场中做类平抛运动,分析可知所有粒子在荧光屏左 侧穿出电场,设粒子在电场中的运动时间为 t,竖直方向的位移为 y, 水平方向的位移为 l, 则 l=v0t(1 分) y= t 2(1 分) 又 E= Bv0 联立解得 l=(1 分) 设粒子最终打在荧光屏的最远点距 Q 点为 h,粒子射出电

27、场时的夹角 为,有 tan = =(1 分) h=(4a-a-l)tan =(3a-)=(3a-)(1 分) 则当 3a-=时, 即 y= a 时,h 有最大值 hmax= a.(2 分) 答案:(1) (2)( -1)a 2 (3) a 33.解析:(1)布朗运动是悬浮在水中的花粉颗粒的运动,是由于受到 水分子的撞击不平衡而发生的,反映水分子做永不停息的无规则运动, 故 A 正确;当分子间距 rr0时,分子力表现为引力,r 增大,分子力先增大后减小,故 B 正确;若分子间距 rr0,分子间距增大,分子力做负功,分子势能一直 增大,故C错误;温度是分子平均动能的标志,故D错误;在真空和高温 条

28、件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素,故 E 正确. (2)初始状态汽缸左侧的气体温度为T1=27 =300 K,设左右两部分横 截面积分别为 2S 和 S,当活塞 A 刚好移动到汽缸连接处时气体的温度 为 T0,移动过程中气体的压强保持不变,根据盖吕萨克定律有 =(2 分) 代入数据解得 T0=600 K(1 分) 即当汽缸左侧内的气体温度为 800 K 之前,活塞 A 已经移动到了两汽 缸的连接处,之后体积不再变化,对汽缸左侧内的气体,根据理想气体 状态方程有 =(2 分) 代入数据解得 p1= p0(1 分) 因活塞 A 导热,两活塞 AB 之间的气体温度也升高,在变化过程中压

29、强 不变,根据盖吕萨克定律得 = (2 分) 代入数据解得 x=8L(1 分) 活塞 B 移动的距离 d=x-L=7L.(1 分) 答案:(1)ABE (2) p0 7L 34.解析:(1) AB 边长为L,AC 边长为 ,由几何关系可知,B=30,BC= L,BE= L,如 图所示,光在 AB 面的折射角 r=30,由公式 n=,光线在 BC 面上的入射角为 60,由 sin C= ,得 C=45,由于入射角大于临 界角,因此光线在 BC 面上会发生全反射. (2)由题图(乙)可知,t=1 s 时,质点 Q 在平衡位置且沿 y 轴正方向 振动. 由波的传播与振动的关系可知,波沿 x 轴正方向传播(1 分) 由题图(甲)可知,波长=4 m(1 分) 由题图(乙)可知周期 T=4 s(1 分) 因此波传播的速度大小 v= =1 m/s.(2 分) 由图(甲)、(乙)知,A=2 cm,T=4 s,在 t=0 时刻质点 P 在平衡位置, 且沿 y 轴正方向运动,因此质点 P 的振动方程 y=Asin( t)=2sin( t)cm,(3 分) 当 t=4.5 s 时,y=2sin( 4.5)cm= cm.(2 分) 答案:(1) 会 (2)波沿 x 轴正方向传播 1 m/s y=2sin( t)cm cm