山东省威海市2020届高三物理4月一模试题（Word版附答案） 11页

秘密★启用前 高 三 物 理 1．本试卷共 7 页，满分 100 分，考试用时 90 分钟。 2．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 3．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。 4．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。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 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．在β衰变中常伴有一种称为中微子的粒子放出。中微子的性质十分特别，在实验中很难探 测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子 与水中 H1 1 发生核反应，产生中子（ n1 0 ）和正电子（ e0 1 ）。根据该实验结论可以判定中 微子的质量数和电荷数分别为 A．0 和 0 B．0 和 1 C．1 和 0 D．1 和 1 2．下列说法正确的是 A．扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的 B．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C．某时刻某一气体分子向左运动，则下一时刻它一定向右运动 D．0℃和 100℃氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 3．20 世纪末，由于生态环境的破坏，我国北方地区 3、4 月份沙尘暴天气明显增多。近年来， 我国加大了环境治理，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，沙尘天气明显减少。 现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达式 为 F=αρAv2，其中α为常数，ρ为空气密度，A 为沙尘颗粒的截面积，v 为风速。设沙尘颗 粒为球形，密度为ρ0，半径为 r，风速竖直向上，重力加速度为 g，则 v 的表达式为 A． 03 4   α gr B．   α gr 3 4 0 C．   α gr0 D． α gr 3 4 4．1970 年 4 月 24 日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探 索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕，自 2016 年起，每年 4 月 24 日定为“中 国航天日”。已知“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点 M 和远地点 N 的高 度分别为 439km 和 2384km。则 A．“东方红一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．“东方红一号”在近地点的角速度小于远地点的角速度 C．“东方红一号”运行周期大于 24h D．“东方红一号”从 M 运动到 N 的过程中机械能增加 5．2020 年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代，即 5G 时代。所谓 5G 是指第五代通 信技术，采用 3300~5000MHZ（1M=106）频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术 4G，其频段范围是 1880~2635MHz。未来 5G 网络的传输速率（指单位时间传送的数据量 大小）可达 10G bps（bps 为 bits per second 的英文缩写，即比特率、比特/秒），是 4G 网 络的 50~100 倍。下列说法正确的是 A．4G 信号和 5G 信号都是纵波 B．4G 信号更容易发生衍射现象 C．4G 信号和 5G 信号相遇能产生稳定干涉现象 D．5G 信号比 4G 信号在真空中的传播速度快 6．如图所示，等腰三角形 ABC 为一棱镜的横截面，顶角 A 为θ。一束光线从 AB 边入射，从 AC 边射出，已知入射光线与 AB 边的夹角和出射光线与 AC 边的夹角相等，入射光线与 出射光线的夹角也为θ。则该棱镜的折射率为 A． 1 sin 2  B． 2 sin C． 1 2cos 2  D． 2cos 2  7．如图所示，a、b、c 为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的 是 A．a、b、c 三个状态的压强相等 B．从 a 到 c 气体的内能减小 C．从 a 到 b 气体吸收热量 D．从 a 到 b 与从 b 到 c 气体对外界做功的数值相等 A B C ( θ · · · V TO T0 2T0 3T0 a b c 8．离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中 P 处注入，在 A 处电离出正离子，已知 B、C 之间加有恒定电压 U，正离子进入 B 时的速度 忽略不计，经加速形成电流为 I 的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为 J 。 为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。 则推进器获得的推力大小为 A． UJI2 B． JI U 2 2 C． JI U 2 D． UJI 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 a 所示为一线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的 u-t 图像，假设将此电压加在图 b 所示的回旋加速器上给氘核加速，已知氘核的质量为 3.3×10-27kg，下列说法正确的是 A．该交流电电压的有效值为 2000kV B．t=0.5×10-7s 时，穿过线圈的磁通量最大 C．氘核在回旋加速器中运动的周期为 1.0×10-7s D．加在回旋加速器上的匀强磁场的磁感应强度大小约为 1.3T 图 a ~ 图 b u/×104V 0 t/×10-7s1.50.5 1.0 200 2.0 -200 10．如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关 S 与 1 端相连，电源向电容器 C 充电，待电路稳定后把开关 S 掷向 2 端，电容器通过电阻放电， 传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的 i﹣t 曲线，这个曲线的 横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。若其他条件不变，只将电阻 R 更换，现用虚线 表示更换电阻后的 i﹣t 曲线，下列说法正确的是 A．更换的电阻的阻值比原来的大 B．充电过程中，电容器的电容逐渐增大 C．图中实线与虚线分别与坐标轴围成的面积相等 D．放电过程中，电阻 R 左端电势高于右端 11．如图所示，匀强电场中的三点 A、B、C 是一个三角形的三个顶点，AB 的长度为 1m，D 为 AB 的中点。已知电场线的方向平行于△ABC 所在平面，A、B、C 三点的电势分别为 4V、6V 和 2V。设电场强度大小为 E，一质子从 D 点移到 C 点电场力所做的功为 W，则 A．W=7eV B．W=3eV C．E>2V/m D．E<2V/m 12．如图所示，质量均为 1.0kg 的木板 A 和半径为 0.1m 的 4 1 光滑圆弧槽 B 静置在光滑水平面 上，A 和 B 接触但不粘连，B 左端与 A 相切。现有一质量为 2.0kg 的小滑块 C 以 5m/s 的 水平初速度从左端滑上 A，C 离开 A 时，A 的速度大小为 1.0m/s。已知 A、C 间的动摩擦 因数为 0.5，重力加速度 g 取 10m/s2。下列说法正确的是 A．木板 A 的长度为 0.85m B．滑块 C 能够离开 B 且离开 B 后做竖直上抛运动 C．整个过程中 A、B、C 组成的系统水平方向动量守恒 D．B 的最大速度为 5m/s 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 i/mA t/s0 2 4 6 8 10 1 2 3 4C R 12 S 接计算机 电 流 传 感 器 D C BA BAC 13．（6 分） 在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）需要记录的数据有：小钢球的直径 d、_______、摆长 L、_______和周期 T； （2）用标准游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径 d 为______mm； （3）如图乙所示，某同学由测量数据作出 L-T2 图线，根据图线求出重力加速度 g=______m/s2（已知π2≈9.86，结果保留 3 位有效数字）。 14．（8 分） 某实验小组要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，实验原理如图所示，要求当热敏电阻 的温度达到或超过 60℃时，系统报警。该热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示。 t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 220.0 165.0 130.0 100.0 80.0 70.0 可供选用的器材有： A．电源 E1（3V，内阻不计） B．电源 E2（9V，内阻不计） 图甲 L/m T2/s2 4.54.03.53.02.5 5.0 0.70 1.10 1.00 0.90 0.80 1.20 图乙 a b c ·· · S Rt 报警器 C．滑动变阻器 R1（0~100Ω） D．滑动变阻器 R2（0~1000Ω） E．热敏电阻 Rt F．报警器（电阻不计，流过的电流超过 40mA 就会报警，超过 80mA 将损坏） G．开关 S H．导线若干 （1）电路中电源应选用______，滑动变阻器应选用______；（填器材前的代号） （2）实验中发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压， 则应将选择开关旋至______（选填“直流 2.5V”，“直流 10V”，“交流 2.5V”） 档，合上 开关 S，用调节好的多用电表进行排查，现测量 a、b 和 a、c 两点间的电压，则接在 a 点的应 是______（填“红”或“黑”）表笔，若接入 a、b 时示数为零，接入 a、c 时指针偏转，若电 路中只有一处故障，则电路故障为______； （3）排除故障后，将热敏电阻置于温控室中，调整温控室的温度为 60℃，将开关 S 闭合， 调整滑动变阻器，当报警器刚开始报警时，滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω，若要求 降低报警温度，则滑动触头应该向______移动（填“左”或“右”）。 15．（8 分） 坐标原点 O 处有一波源做简谐振动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播。 t=0 时，波源开始振动，t=3s 时，波刚好传到 x=6m 处，波形图如图所示，其中 P 为介质中的 一个质点。 （1）通过计算画出波源的振动图像； （2）再经过多长时间 P 点的动能最大。 16．（8 分） 如图甲所示，两根足够长的光滑平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接一电容器， 一金属棒垂直放在导轨上，且与导轨接触良好。在整个装置中加上垂直于导轨平面的磁场， 磁感应强度按图乙所示规律变化。0~t0 内在导体棒上施加外力使导体棒静止不动，t0 时刻撤去 外力。已知电容器的电容为 C，两导轨间距为 L，导体棒到导轨左侧的距离为 d，导体棒的质 2 y/m 1 P· 42 6 x/m0 -2 量为 m。求： （1）电容器带电量的最大值； （2）导体棒能够达到的最大速度 vm。 17．（14 分） 如图所示，质量分别为 mA=0.2kg、mB=0.1kg 的 A、B 两物块叠放在竖直轻弹簧上静止（B 与弹簧连接，A、B 间不粘连），弹簧的劲度 k=20N/m。若给 A 一个竖直向上的拉力 F，使 A 由静止开始以加速度 a=2m/s2 向上做匀加速运动。已知弹簧弹性势能的表达式为 Ep= 2 1 kx2（k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量）。重力加速度 g 取 10m/s2。求： （1）B 上升高度 h 为多大时 A、B 恰好分离； （2）从开始运动到 A、B 分离，拉力做的功 WF； （3）定性画出 B 运动到最高点的过程中其加速度 a 与位移 l 的 关系图像。（以 B 初态静止的位置为位移零点） 18．（16 分） 如图所示，在平面直角坐标系 xOy 中，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场， 磁感应强度为 B，第四象限存在着沿 y 轴正方向的匀强电场，场强大小未知。一带正电的粒子 从 y 轴上的 M 点以速度 v0 沿 x 轴正方向开始运动，从 x 轴上的 N 点进入磁场后恰好经 O 点再 次进入电场，已知 MN 两点的连线与 x 轴的夹角为θ，且 tanθ= 2 1 ，带电粒子的质量为 m，电 图甲 图乙 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × C t0 t/s B/T O B0 A B F 量为 q，不计带电粒子的重力。求： （1）粒子第一次经过 N 点的速度 v； （2）粒子从 N 点运动到 O 点过程中，洛伦兹力的冲量 I； （3）电场强度 E 的大小； （4）粒子连续两次通过 x 轴上同一点的时间间隔△t。 高三物理试题参考答案及评分标准 一、选择题：1~8 题每题 3 分，9~12 题每题 4 分，选不全的得 2 分，满分 40 分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A D B A B D C A BCD AC BC CD 二、非选择题：共 60 分。 13．（6 分） （1）摆线长 l……1 分 30 次全振动的总时间 t……1 分 （2）18.6mm ……2 分 （3）9.66 （9.60~9.70） ……2 分 14．（8 分） （1）B ……1 分 D ……1 分 （2）直流 10V ……1 分 红 ……1 分 bc 间断路 ……1 分 （3）125 ……2 分 左 ……1 分 15．（8 分） 解：（1）简谐横波传播的速度 s2 t xv ……1 分 由图像得： 4m 简谐波的周期 2s v T ……1 分 波源的振动图像 xO y M N(θ v0 E × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B x/m 0 t/s1 2 2 -2 ……2 分 （2）简谐波的表达式 tωAy sin ……1 分 根据 P 点的纵坐标及 T πω 2 得到达 P 点的时间为 s6 1t ……2 分 根据简谐运动的对称性及周期性可得 P 点运动到动能最大的时间为 s6 1 ）（ nt  n=1、2、3 …… ……1 分 16．（8 分） 解：（1）电容器两极板的电压 Ldt BU 0 0 ……1 分 电容器的带电量 CUQ  ……1 分 解得： 0 0 t LdCBQ  ……1 分 （2）电容器放电后剩余的电量 UCQ  ……1 分 vBLU  ……1 分 由动量定理得   vmtFi ……1 分 tIQQ  ……1 分 解得： )( 22 0 22 0 LCBmt dLCB  v ……1 分 17．（14 分） 解：（1）初态时，AB 整体受力平衡，由平衡条件得 gmmkx )( BA1  ……1 分 对 B 利用牛顿第二定律 amgmkx BB2  ……2 分 B 上升的高度 21 xxh  ……1 分 解得： mh 0.09 ……1 分 （2）设 A、B 分离的速度为 v，由运动学公式得 ha22v ……1 分 初态时，弹簧的弹性势能 2 1P1 2 1 kxE  ……1 分 分离时，弹簧的弹性势能 2 2P2 2 1 kxE  ……1 分 对 A、B 和弹簧组成的系统，由能量守恒定律得 ghmmmmEEW )()(2 1 BA 2 BAP2P1F  v ……3 分 解得： J513.0F W ……1 分 （3） ……2 分 18．（16 分） 解：（1）设带电粒子从 M 运动到 N 的过程中，水平位移为 x，竖直位移为 y x ytan ……1 分 tx 0v ……1 分 ty 2 yv ……1 分 粒子第一次经过 N 点的速度 22 y0 vvv  解得： 0vv 2 ……1 分 设粒子第一次经过 N 点的速度与 x 轴夹角为α 0 y v vtan  45 速度方向与 x 轴正方向成 45°角 ……1 分 （2）对粒子从 N 点运动到 O 点过程中，利用动量定理有 v mI ……1 分 02 vmI  ……1 分 方向沿 y 轴正方向 ……1 分 （3）由向心力公式和牛顿第二定律得 R mq 2vvB  ……1 分 a O l v v △v 由几何知识得 Rx 2 Ry 2 2 由运动学公式得 ay22 y v ……1 分 由牛顿第二定律得 maqE  ……1 分 解得： 2 0 BE v ……1 分 （4）带电粒子在复合场中的运动轨迹如图所示 由周期公式得 v RT 2 ……1 分 带电粒子在磁场中的运动时间 Tt 2 3 1  ……1 分 带点粒子在电场中的运动时间 0 2 2 v xt  ……1 分 qB mttt )4π3( 21  ……1 分 xO y M N(θ v0 E × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B