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- 2021-05-24 发布
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山东省潍坊市2020届高三下学期4月模拟试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。
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.具有放射性,发生一次β衰变成为新原子核X的同时放出能量,下列说法正确的是( )
A. 核能放射出β粒子,说明其原子核内有β粒子
B. 新核X的中子数为143
C. 核的质量等于新核X与β粒子的质量之和
D. 让同其它的稳定元素结合成化合物,其半衰期将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.放射出β粒子,是由于原子核内发生β衰变,其中的中子转化为电子放出的,故A错误;
B.根据质量数和电荷数守恒得新核的质子数为91,质量数为234,则中子数为
故B正确;
C.发生β衰变时会放出能量,由爱因斯坦质能方程可知,反应前后质量不相等,故C错误;
D.元素原子核的半衰期是由元素本身决定,与元素所处的物理和化学状态无关,故D错误。
故选B。
2.如图所示,导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上,用活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞上堆放着铁砂,系统处于静止状态。现缓慢取走铁砂,忽略活塞与气缸之间的摩擦,外界环境温度不变,则在此过程中缸内气体( )
A. 对外做功,其内能减少
B. 温度不变,与外界无热量交换
C. 单个分子碰撞缸壁时的平均作用力减小
D. 单位时间内对活塞的碰撞次数减少
【答案】D
【详解】A.由于圆筒形气缸导热良好且环境温度不变,则气体发生等温变化,气体内能不变,故A错误;
B.由于气体发生等温变化,内能不变,缓慢取走铁砂,由平衡可知,气体压强减小,则体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故B错误;
C.由于温度不变,分子平均动能不变,但单个分子的速度不一定不变,可能变大,也可能变小,则无法确定单个分子碰撞缸壁时的平均作用力大小变化,故C错误;
D.由于气体发生等温变化,内能不变,缓慢取走铁砂,由平衡可知,气体压强减小,则体积增大,分子平均动能不变,则单位时间内对活塞的碰撞次数减少,故D正确。
故选D。
3.某同学练习定点投篮,篮球从同一位置出手,两次均垂直撞在竖直篮板上,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 第1次击中篮板时的速度小
B. 两次击中篮板时的速度相等
C. 球在空中运动过程第1次速度变化快
D. 球在空中运动过程第2次速度变化快
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将篮球的运动反过来看,则篮球两次做平抛运动,由于第1次平抛运动的高度更大,由得
所以第1次运动的时间更长,由于两次的水平位移相等,则时间越长的水平初速度越小,故第1次击中篮板时的速度小,故A正确,B错误;
CD.球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度,由于球只受重力作用,加速度为重力加速度,则两次速度变化快慢相同,故CD错误。
故选A。
4.一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖,入射角为θ,从另一侧射出时分成a、b两束单色光,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在该玻璃中a的传播速度比b小
B. b比a更容易发生衍射
C. 增大θ(θ<),a、b可能不会从另一侧射出
D. a从该玻璃射向空气时的临界角比b的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图看出,光线通过平板玻璃后,a光偏折较小,b光偏折较大,说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,由可知,在该玻璃中a的传播速度比b大,故A错误;
B.a光的折射率较小,频率较低,波长较长,则a比b更容易发生衍射,故B错误;
C.光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角,由光路可逆原理可知光一定能从下表面射出,故C错误;
D.由可知,由于玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,则a
光的临界角更大,故D正确。
故选D。
5.甲、乙两列简谐横波沿同一直线传播,t=0时刻两波叠加区域各自的波形如图所示,已知甲沿x轴正方向传播,乙沿x轴负方向传播,两列波的传播速度相同,甲的周期为0.4s,则( )
A. 两列波在相遇区域会发生干涉现象
B. t=0s时,x=4m处质点速度沿y轴正方向
C. t=0.2s时,x=4m处质点位置为y=-1cm
D. t=0.2s时,x=4m处质点速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,乙波的波长为8m,甲波的波长为4m,由于波速相同,则两波的频率不同,所以两列波在相遇区域不会发生干涉现象,故A错误;
B.由上下坡法可知,两列波在x=4m处的振动方向均沿y轴负方向,则t=0s时,x=4m处质点速度沿y轴负方向,故B错误;
CD.由于乙波的波长为甲波的两倍,波速相同,则乙波的周期为甲波的两倍即为0.8s,从图示位置开始经过0.2s即半个周期甲波使x=4m处质点回到平衡位置,经过0.2s即四分之一周期乙波使x=4m处质点振动到波谷位置,由叠加原理可知,此时x=4m处质点位置为
y=-1cm
此时由于甲波使x=4m处质点回到平衡位置,所以此时速度不为0,故C正确,D错误。
故选C。
6.在一次航模比赛中,某同学遥控航模飞机竖直上升,某段过程中其动能Ek随位移x变化的关系如图所示。已知飞机质量为1kg,重力加速度g=10m/s2,此过程中飞机( )
A. 处于超重状态 B. 机械能减少
C. 加速度大小为4.5m/s2 D. 输出功率最大值为27W
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,飞机的速度减小,即竖直向上做减速运动,则飞机处于失重状态,故A错误;
BC.由动能定理可知,图像斜率的绝对值即为合外力即
则加速度为
说明飞机除受重力外还受到竖直向上的升力,升力对飞机做正功,由功能关系可知,飞机的机械能增大,故B错误,C正确;
D.由牛顿第二定律可得
则升力为
由图像可知,飞机最大速度为
由最大功率为
故D错误
故选C。
7.如图所示,圆环上均匀分布着正电荷,直线MN垂直于圆环平面且过圆心O,M、N
两点关于O点对称。将一带负电的试探电荷从M无初速释放,选无穷远处电势能为零,下列说法正确的是( )
A. M、N两点电场强度相同
B. 试探电荷经过O点时速度最大
C. 试探电荷经过O点时电势能为零
D. 试探电荷将在MN之间做简谐运动
【答案】B
【解析】
详解】A.由电场强度叠加原理可知,M、N两点电场强度大小相等,方向相反,故A错误;
B.圆环上均匀分布着正电荷,根据对称性可知,圆环上各电荷在O点产生的场强相互抵消,合场强为零,圆环上各电荷产生的电场强度在MN直线上竖直方向的分量相互抵消,在O点左边水平分量水平向左,由电场的叠加原理可知,在O点左边电场强度方向向左,同理可知,在O点右边电场强度方向向右,带负电的试探电荷从M无初速释放向右先做加速运动,到O点加速度为0,速度最大,接着向右做减速运动,故B正确;
C.选无穷远处电势能为零,由顺着电场线方向电势降低可知,O点电势最高且不为0,则电势能不为0,故C错误;
D.由点电荷场强公式可知,带负电的试探电荷运动过程中的合力与位移不成正比,故试探电荷将在MN之间不是做简谐运动,故D错误。
故选B。
8.2019年12月16日,我国“一箭双星”将北斗导航系统的第52、53颗卫星送入预定轨道。北斗导航系统的某两颗卫星的圆轨道如图所示,G卫星相对地球静止,M卫星轨道半径为G卫星的倍,下列说法正确的是( )
A. G卫星可能位于潍坊正上方
B. G卫星的线速度是M卫星的倍
C. 在相等时间内,G卫星与地心连线扫过的面积与M卫星相同
D. 在相等时间内,G卫星与地心连线扫过的面积是M卫星的倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.G卫星相对地球静止即为地球同步卫星,则G卫星的轨道只能与地球赤道平面共面,故A错误;
B.由公式
得
则G卫星的线速度是M卫星的倍,故B错误;
CD.设相等时间为t,G卫星与地心连线扫过的面积
同理M卫星与地心连线扫过的面积
则
故C错误,D正确。故选D。
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.汽车沿直线运动,其运动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若y表示速度,则汽车在第2s末速度方向发生改变
B. 若y表示速度,则汽车在4s内的位移大小为4m
C. 若y表示位移,则汽车第2s末速度方向发生改变
D. 若y表示位移,则汽车在4s内的位移大小为4m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若y表示速度,由图像可知,内速度始终为正,即汽车速度方向不变,故A错误;
B.若y表示速度,图像与时间轴所围面积表示位移,汽车在4s内的位移大小
故B正确;
C.若y表示位移,图像斜率正负表示速度方向,由图可知,汽车在第2s末速度方向发生改变,故C正确;
D.若y表示位移,由图像可知,汽车在4s内的位移大小为0,故D错误。
故选BC。
10.如图所示,木板甲长为L,放在水平桌面上,可视为质点的物块乙叠放在甲左端,已知甲、乙质量相等,甲与乙、甲与桌面间动摩擦因数相同。对乙施加水平向右的瞬时冲量I,乙恰好未从甲上滑落;此时对甲施加水平向右的瞬时冲量I,此后( )
A. 乙加速时间与减速时间相同
B. 甲做匀减速运动直到停止
C. 乙最终停在甲中点
D. 乙最终停在距甲右端处
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对乙施加水平向右的瞬时冲量I,对乙有
得
乙对甲的摩擦力水平向右,大小为,甲与地面间的最大静摩擦力为
则此情况下甲静止,则有
对甲施加水平向右的瞬时冲量I,对甲有
得
乙受甲向右的摩擦力,则乙向右加速,加速度为,甲向右减速,加速度大小为,当甲、乙速度相等时,接下来甲乙一起减速,加速度为
直到停止,由于乙加速度和减速的加速度大小相等,且先由静止加速后减速直到停止,则乙加速和减速的时间相等,由于甲减速过程中的加速度大小变化,则甲做变加速运动,故A正确,B错误;
CD.从开始到甲、乙速度相等过程有
得
则共同速度为
对乙
对甲有
其中
则
联立解得
故C错误,D正确。
故选AD。
11.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨间距为l,与水平面成角,导轨上端接一阻值为R的电阻。距离导轨上端为l的分界线MN将导轨所在平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域,两区域中均存在垂直导轨平面的磁场,区域Ⅰ为匀强磁场,其磁感应强度为B0;区域Ⅱ中的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。将长为l、电阻也为R的导体棒放在MN下侧导轨上,0~t0时间内,棒静止;之后棒向下滑动,当滑下的距离为x时,棒开始做匀速运动。导轨电阻不计,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 导体棒的质量m=
B. 导体棒匀速滑动时的速度
C. 匀速运动时R两端的电压为
D. 自t=0至棒开始匀速运动时,通过棒的电荷量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.0~t0时间内,棒静止,由平衡可知
由法拉第电磁感应定律有
根据欧姆定律得
联立解得
故A正确;
B.棒匀速运动时有
其中
联立得
故B错误;
C.匀速运动时R两端的电压为
故C错误;
D.0~t0时间内,电荷量为
滑下的距离为x过程
则总过程电荷为
故D正确。
故选AD。
12.如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端,另一端与质量为m的滑块P栓接,完全相同的另一滑块Q与P并排静止在斜面上,此时弹簧的弹性势能为E0,现对Q施加外力,将其沿斜面向下推至某处后由静止释放,滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P,重力加速度为g,在该过程中,下列说法正确的是( )
A. 两滑块间的弹力最大值为3mgsinθ
B. 弹簧弹性势能最大为
C. 对Q施加的外力做的功为
D. 滑块Q的最大速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P,即此时PQ间的作用力为0,P的加速度为
根据对称性可知,P在最低点时的加速度大小也为,方向沿斜面向上,此时PQ间的弹力最大,对P有
故A错误;
B.滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P,即此时PQ间的作用力为0且PQ加速度相同,由于P的加速度为
则此时弹簧处于原长状态,根据对称性可知,P在最低点时的加速度大小也为,方向沿斜面向上,在最低点对整体有
得
在最低点弹力压缩最大,弹力势能最大由机械能守恒有
故B正确;
C.对PQ整体平衡时有
得
平衡位置到最低点的距离为
此过程中由动能理得
即
故C错误;
D.从最低点到平衡位置由机械能守恒有
即
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.为探究某新材料的部分特性,一学习小组设计了如下实验,在水平桌面上平放一直尺,紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A(黑色)和新材料实心球B(白色),让A球以某一速度向静止的B球运动,碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.04s闪光一次,铁的密度为7.8g/cm3,请回答下列问题:
(1)碰撞前A球速度大小为__________m/s;
(2)B球材料的密度为___________g/cm3.(结果均保留2位有效数字)
【答案】 (1). 5.0 (2). 5.2
【解析】
【详解】(1)[1]碰撞前A球做匀速直线运动,则速度为
(2)[2]碰后A球的速度为
碰后B球的速度为
设两球的体积为V,碰撞过程由动量守恒有
即
解得
14.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,他设计了如图甲所示的电路,其中ab是阻值为10Ω的均匀直电阻丝,长100cm,该同学进行了如下操作:
①将电阻丝固定在木板上,a、b两端连在接线柱上;
②将刻度尺平行ab固定在木板上,刻度尺的0、100.00cm刻度线分别与a、b对齐;
③在电阻丝上夹上一个带有接线柱P的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度;
④连接电路,金属夹在电阻丝上某位置时,闭合开关,将电流表的示数I
及对应的金属夹所夹的位置刻度x记录在表格中;
⑤重复步骤④,记录每一次电流表的示数和对应的金属夹所夹位置刻度,如下表所示;
⑥在坐标纸上建立坐标系,将表格中数据在坐标系中描点如图乙所示。
请回答下列问题:
x(cm)
10.00
20.00
40.00
60.00
80.00
I(A)
048
0.34
0.22
0.16
0.13
2.08
294
4.55
6.25
7.92
(1)干电池的电动势为__________V,内阻为___________Ω;
(2)实验中,用了4条长各为30cm的铜导线连接仪器,为进一步探究导线电阻对电池内阻测量结果的影响,该同学用螺旋测微器测量了导线直径d,示数如图丙所示,d=________mm;查询资料知铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,通过近似计算,求出导线的总电阻,并说明可以不考虑导线电阻的理由________。
【答案】(1). 1.18V (1.10-1.50均正确) 1.41Ω (1.30-1.60均正确) (2). 0.630 (3). 导线电阻约为0.07Ω,远小于电源内阻
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据实验原理有
变形得
将坐图像中的点连成直线如图
则有图像斜率
得
由于误差则1.10V-1.50V均正确
截距为
得
由于误差1.30-1.60均正确
(2)[3]螺旋测微器固定刻度为0.5mm,可动刻度为0.01×13.0=0.130mm,所以最终读数为0.630mm
[4]由电阻定律得
由于导线电阻约为0.07Ω,远小于电源内阻,则实验时可以不考虑导线电阻
15.为确保交通安全,公路的下陡坡路段都有限速要求。某地一长直斜坡公路,倾角为,机动车限速36km/h。一质量为5吨的小货车以36km/h的速度匀速下坡,小货车装配了ABS(车轮防抱死)系统,某时刻发现前方20m处有一观光者以18km/h的速度匀速骑行下坡,司机立即启动ABS刹车系统,此后货车一直做匀减速运动直到静止,且恰好没有撞到骑行者。
(1)求货车刚停止运动时,骑行者到货车的距离;
(2)若该货车下坡刹车时ABS系统失灵,车轮被抱死,求这种情况下,刹车过程中货车受到的摩擦力。已知货车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.9,sin=0.6,cos=0.8,重力加速度g=10m/s2
【答案】(1)20m;(2)3.6×104N,方向沿斜面向上
【解析】
【详解】(1)小货车减速的加速度为a时恰好没有撞到骑行者,经时间t1两者速度相等,
v货-at1=v人
解得
再经时间t2,车减速到0,有
0=v人=at2
则有
解得
(2)对汽车进行受力分析则有
f =μmgcos
解得
f=3.6×104N
方向沿斜面向上
16.一同学制造了一个便携气压千斤顶,其结构如图所示,直立圆筒型气缸导热良好,长度为L0,活塞面积为S,活塞通过连杆与上方的顶托相连接,连杆长度大于L0,在气缸内距缸底处有固定限位装置AB,以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于气缸顶端,现将重力为3p0S的物体放在顶托上,已知大气压强为p0,活塞、连杆及顶托重力忽略不计,求:
(1)稳定后活塞下降的高度;
(2)为使重物升高到原位置,需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)取密封气体为研究对象,初态压强为p0,体积为L0S,假设没有AB限位装置,末态时压强为p,气柱长度为L,则
由等温变化
p0L0S=pLS
解得
因,故活塞停在AB限位装置处,活塞下降高度为
(2)以活塞回到初始位置时的气体为研究对象,气体发生等温变化
4p0L0S=p0V
气泵压入的一个p0的气体体积为
解得
17.如图所示,图中1、2、3是相互平行的足够长的三条边界线,相邻两线间距离均为L,边界线1、3间有匀强磁场,方向垂直纸面向里,一质量为m、带电量为-q的粒子,以初速度v0从磁场边界上的A点,与边界成角射入磁场,粒子从C点越过边界线2,AC与边界线垂直,粒子最终从边界线1上的D点射出(图中未画出),粒子重力不计。若仅将边界线2、3间的磁场换成水平向右的匀强电场,粒子再从A点按上述条件射入,仍从D点射出,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)经分析知,粒子从边界线2的C点射入,由几何关系知
R=L
由洛伦兹力提供向心力
解得
(2)粒子进入电场做类斜抛运动,水平方向经时间t减速为0
qE=ma
v0sin=at
沿边界线方向
y=v0cos×2t
由几何关系知
y=2Rsin
解得
18.如图所示,水平轨道左端固定一轻弹簧,弹簧右端可自由伸长到O点,轨道右端与一光滑竖直半圆轨道相连,圆轨道半径R=0.5m,圆轨道最低点为C,最高点为D。在直轨道最右端放置小物块N,将小物块M靠在弹簧上并压缩到P点,由静止释放,之后与N发生弹性正碰,碰后N恰能通过圆轨道最高点D。已知物块与轨道间的动摩擦因数均为0.5,M的质量为2kg,N的质量为4kg,OP=0.5m,OC=1.5m,重力加速度g=10m/s2
(1)求N刚进入圆轨道时对轨道的压力;
(2)求将弹簧压缩到P点时弹簧具有的弹性势能;
(3)若将M与弹簧栓接,将物块N靠在M上,压缩弹簧到P点后由静止释放,求N最终停在什么位置?
【答案】(1)240N,方向竖直向下;(2)76.25J;(3)距离C点0.54m处
【解析】
【详解】(1)物块N在D点
物块N碰后速度为v2,由圆轨道C点到D过程机械能守恒
在圆轨道最低点时C时对轨道的压力最大
解得
FNm=240N
根据牛顿第三定律压力方向竖直向下
(2)物块M与N碰前速度为v0,碰后速度为v1,由动量守恒
mv0=mvl+Mv2
碰撞过程机械能守恒
弹簧弹开到碰前过程
解得
Ep=76.25J
(3)若物块M、N靠在一起释放,则两者在O点分离,分离时的速度为v
分离后物块N到达C点速度为vC
假设物块沿圆周上滑不超过圆周处
解得
h=0.27m<R
故物块不能到达圆周最高点,将沿圆周滑回
解得
x=0.54m
滑块停在距离C点0.54m处