【物理】陕西省咸阳市2020届高三下学期高考模拟检测二模试题（解析版） 18页

陕西省咸阳市2020届高三下学期高考模拟检测 二模试题 第一部分(选择题共126分)‎ 一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求；第5～8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，有选错或不答的得0分)‎ ‎1.嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（　　）‎ A. 周期为 B. 角速度为 C. 向心加速度为 D. 动能为 ‎【答案】D ‎【详解】根据 可得周期 角速度为 向心加速度为 动能为 则选项ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来，人们用α粒子轰击Ni核也打出了质子：。此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。下列说法中正确的是（　　）‎ A. 该反应中的X是正电子，目前人类获得核能的主要方式是核衰变 B. 该反应中的X是中子，目前人类获得核能的主要方式是核裂变 C. 该反应中的X是中子，目前人类获得核能的主要方式是核聚变 D. 该反应中的X是电子，目前人类获得核能的主要方式是核聚变 ‎【答案】B ‎【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子；目前人类获得核能的主要方式是核裂变。‎ 故选B。‎ ‎3.如图所示，a、b两点位于以负点电荷－Q(Q>0)为球心的球面上，c点在球面外，则（　　）‎ A. a点场强的大小比b点大 B. b点场强的大小比c点小 C. 将一带正电的试探电荷由b点移动到c点，静电力对该试探电荷做正功 D. a、b、c三点的电势为φa、φb、φc，则有φa－φc＝φb－φc ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】AB．点和点距点电荷等距离，点距的距离大于、距 的距离，由点电荷场强公式知，、两点的场强大小相等，大于点场强，AB错误；‎ C．、两点在一个等势面上，其电势小于点电势，试探正电荷由低电势点移动到高电势点，静电力对试探正电荷做负功，C错误； ‎ D．电势是标量，、两点等电势，所以，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。则质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（　　）‎ A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR ‎【答案】A ‎【详解】质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得 得克服摩擦力所做的功为 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎5.如图所示，某河流中水流速度大小恒为v1，A处的下游C处是个旋涡，A点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】‎ 如图所示，设小船航行时在静水中速度为，当垂直AB 时速度最小，由三角函数关系可知 故A正确，BCD错误；故选A。‎ ‎6.空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内 A. 圆环所受安培力方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 D. 圆环中的感应电动势大小为 ‎【答案】BC ‎【详解】AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；‎ CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误．‎ 故本题选BC．‎ ‎7.如图所示，一质量为m铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为m的小球，小球还用一水平细线拉着．保持环和小球的位置不变，横杆的位置逐渐按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静止，则（ ）‎ A. 连接环和小球的细线拉力增大 B. 杆对环的作用力保持不变 C. 杆对环的弹力一直减小，最小值为mg D. 杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为2mg ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A．保持环和小球的位置不变，细线与竖直方向的夹角不变，细线的拉力Tcos45°=mg，T=mg，保持不变，故A正确；‎ B．环受到重力、细线的拉力、杆的作用力，由于重力和细线的拉力不变，杆对环的作用力保持不变，故B正确；‎ CD．‎ 杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，由于线的拉力与环重力的合力方向斜向右下，杆对环的弹力始终垂直于杆方向，根据动态分析方法可知，杆对环的弹力先增大后减小，对环的摩擦力先减小再增大，因此杆对环的弹力在杆水平时为2mg，竖直时为mg，所以杆对环的弹力的最小值为mg；杆对环的摩擦力在水平时为f=Tsin45°=mg，在竖直时为：f2=mg+Tcos45°=2mg，所以杆对环的摩擦力最大值2mg，故C错误，D正确．‎ 故选：BD ‎8.如图为“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”简化模型：把核材料约束在半径为r2的圆形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应，环形区域(约束区)存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核聚变材料只有氕核()和氘核()，已知氕核()的质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足r2＝(＋1)r1，只研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用、中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响。设核聚变材料氕核()和氘核()具有相同的动能Ek，则以下说法正确的是（　　）‎ A. 氕核()和氘核()的比荷之比为1：2‎ B. 氕核()和氘核()分别在环形区域做匀速圆周运动的半径之比为1：‎ C. 为了约束从反应区沿不同方向射入约束区的核子，则环形磁场区域所加磁场磁感应强度B满足的条件为B>‎ D. 若约束区的磁感应强度为B0，氕核()从圆心O点沿半径方向以某一速度射入约束区，恰好经过约束区的外边界，则氘核()再次回到反应区所用时间t＝‎ ‎【答案】BCD ‎【详解】A．氕核()和氘核()的比荷之比为 故A错误；‎ B．根据 得 则半径之比为 故B正确；‎ C．如图1所示，当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场，且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B，即为要求的值，设轨迹圆的半径为R1，由几何关系得 根据 解得 故C正确；‎ D．如图2所示，由几何关系得 解得 离子在b区域中做匀速圆周运动的周期，离子在b区域中一次运动的时间 联立解得 故D正确。‎ 故选BCD。‎ 第二部分(非选择题共62分)‎ 二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每道试题考生都必须作答；第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)‎ ‎(一)必考题 ‎9.在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数．已知铁块A的质量mA=0.5 kg，金属板B的质量mB=1 kg．用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A，B间的摩擦力Ff=______N，A，B间的动摩擦因数μ=____．（g取10 m/s2）．该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=________N ‎【答案】2.50 ； 0.50 ； 4.50‎ ‎【详解】A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数，Ff=F=2.50N．根据Ff=μmAg，解得：μ=0.50．由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据△x=aT2，其中△x=2cm=0.02m，T=0.1s，所以解得：a=2.0m/s2．根据牛顿第二定律得：F-Ff=mBa，代入数据解得F=4.50N．‎ ‎10.物理社找到一根拉力敏感电阻丝，其阻值随拉力F变化的图像如图甲所示，社员们按图乙所示电路制作了一个简易“吊杆”。电路中电源电动势E=3V，内阻r=1Ω；灵敏毫安表的量程为10mA，内阻Rg=5Ω；R1是可变电阻。A，B两接线柱等高且固定。现将这两根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘杆，将其两端接在A，B接线柱上。通过光滑绝缘杆可将重物吊起。不计敏感电阻丝的重力，现完成下列操作步骤：‎ 步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；‎ 步骤b：滑杆下吊上已知重力的重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；‎ 步骤c：保持可变电阻R1接入电路阻值不变，读出此时毫安表示数I；‎ 步骤d：换用不同已知重力的物理，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；‎ 步骤e：将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘 ‎（1）写出敏感电阻丝上的拉力F与重物G的关系：F=___________。‎ ‎（2）设R-F图像斜率为k，写出毫安表示数I与待测重物重力G关系的表达式：‎ I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）‎ ‎（3）若R-F图像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。测得θ=45°，毫安表指针半偏，则待测重物的重力G=________N。‎ ‎（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是________。‎ A．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线均匀 B．重力零刻度线在毫安表零刻度处，刻度线不均匀 C．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线不均匀 D．重力零刻度线毫安表零刻度处，刻度线均匀 ‎（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台简易“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果________。（填“偏大”“偏小”或“不变”）‎ ‎【答案】(1). (2). (3). (4). C (5). 不变 ‎【详解】(1)[1]对重物，可得 即;‎ ‎（2）[2]不挂重物时，由闭合电路欧姆定律可得 挂重物后，‎ 由图中关系可知 整理得 ‎（3）[3]将数据带入[2]中表达式可得 ‎（4）[4]由（2）中分析可知，不挂重物时，电表满偏，此时应该为重力的0刻线，由可知，不成线性关系，故刻度为不均匀的，故C正确，A、B、D错误；‎ 故选B。‎ ‎（5）[5]由于称重前现将电表调满偏，当电源内阻变化时，满偏时总电阻不变，故电源内阻变化对测量结果无影响。‎ ‎11.如图所示，一平台到地面的高度为h＝0.45m，质量为M＝0.3kg的木块放在平台的右端，木块与平台间的动摩擦因数为µ＝0.2。地面上有一质量为m＝0.1kg的玩具青蛙距平台右侧的水平距离为x＝1.2m，旋紧发条后释放，让玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水平方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行。已知：木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2。求：‎ ‎（1）玩具青蛙在空中运动的时间及起跳时速度大小；‎ ‎（2）木块滑行时间及距离。‎ ‎【答案】（1）0.3s ；5m/s；（2）0.5s，0.25m ‎【详解】（1）在竖直方向 ‎①‎ 得t1=0.3s②‎ 由平抛运动规律玩具青蛙离开地面时的水平速度 ‎=4m/s③‎ 竖直速度分别为 ‎=3m/s④‎ 玩具青蛙起跳时的速度大小为 ‎=5m/s⑤‎ ‎（2）对玩具青蛙和木块由动量守恒定律得 ‎⑥‎ 得木块开始滑动时的速度大小为 v=1m/s⑦‎ 由动量定理得:‎ ‎⑧‎ 为t2=0.5s⑨‎ 木块滑行距离:‎ ‎=0.25m ‎12.19世纪末美国物理学家密立根进行了多次试验，比较准确地测定了电子的电量。如图所示，用喷雾器将油滴喷入电容器的两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都是带电的。设油滴可视为球体，密度为ρ，空气阻力与油滴半径平方、与油滴运动速率成正比。实验中观察到，在不加电场的情况下，半径为r的小油滴1以速度v匀速降落；当上下极板间间距为d、加恒定电压U时，该油滴以速度0.5v匀速上升。已知重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）此油滴带什么电?带电量多大?‎ ‎（2）当保持极板间电压不变而把极板间距增大到4d，发现此油滴以另一速度v1匀速下落，求v1的与v的比值；‎ ‎（3）维持极板间距离为d，维持电压U不变，观察到另外一个油滴2，半径仍为r，正以速度0.5v匀速下降，求油滴2与油滴1带电量之比。‎ ‎【答案】（1）带负电，；（2）；（3）q2：q1=1：3‎ ‎【详解】（1）由题意得，油滴带负电 ‎①‎ 不加电场匀速下降，有 ‎②‎ 当油滴以0.5v匀速上升由平衡条件 ‎③‎ 故 ‎（2）d增大到4倍，根据平衡条件得 ‎④‎ ‎⑤‎ 解得 ‎⑥‎ ‎（3）设油滴2的电量为q2，由平衡条件得:‎ ‎⑦‎ 解得 q2：q1=1：3⑧‎ ‎(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题任选一题做答，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分)‎ ‎【物理——选修3－3】‎ ‎13.下列说法正确的是________‎ A. 将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子的无规则运动 B. 在水面上轻放一枚针，它会浮在水面上，这是由于水面存在表面张力 C. 物体温度升高时，物体内所有分子做热运动的动能都增加 D. 物体体积变大时，分子势能有可能增大，也有可能减小 E. 一定质量的晶体在熔化过程中，所吸收的热量全部用于增大分子势能 ‎【答案】BDE ‎【详解】A．将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是固体颗粒的运动，并不是碳分子的无规则运动，故A错误；‎ B．在水面上轻放一枚针，它会浮在水面上，这是由于水面存在表面张力，故B正确；‎ C．物体温度升高时，根据温度的微观含义可知物体内分子的平均动能增大，但不是物体内所有分子做热运动的动能都增加，故C错误；‎ D．物体体积变大时，分子势能有可能增大，也有可能减小，这取决于分子间的初始距离，故D正确；‎ E．一定质量的晶体在熔化过程中，温度不变，分子平均动能不变，所以吸收的热量全部用于增大分子势能，内能增大，故E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎14.绝热气缸倒扣在水平地面上(气缸顶部侧壁有一小口)，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为G的重物，活塞重为G0，活塞的截面积为S，开始时封闭气柱的高为h，气体的温度为T1，大气压强为p0。现给电热丝缓慢加热，若气体吸收热量Q时，活塞下降了h，求：‎ ‎（1）气体的温度升高多少；‎ ‎（2）气体的内能增加多少。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【详解】（1）活塞下降的过程，气体发生的是等压膨胀，根据盖．吕萨克定律有 即 解得 气体的温度升高了 ‎（2）气缸内气体的压强为 活塞向下运动的过程中，对外做功 根据热力学第一定律可知，气体的内能增加量为 ‎【物理——选修3－4】‎ ‎15.一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是_______‎ A. 质点Q的振动图像与图(b)相同 B. 平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 C. 在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大 D. 在t＝时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的小 E. 在t＝T时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大 ‎【答案】BDE ‎【详解】A．谐机械波沿x轴正方向传播，在t=时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在t=时刻质点的振动方向向下，所以图（b）不是质点Q的振动图象，故A错误；‎ B．在t=时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图（b）所示，故B正确；‎ C．在t=0时刻，质点P位于波谷，速度为零质点Q位于平衡位置，速度最大，则质点P的速率比质点Q的小，故C错误；‎ D．在t=时刻，质点P位于平衡位置，质点Q位于波谷，则质点的加速度的大小比质点Q的小，故D正确。‎ E．在t=T时刻，质点P位于波谷，质点Q位于平衡位置，则质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，故E正确。故选BDE。‎ ‎16.如图，ACB为由三角形和扇形组成的玻璃砖的横截面图，O为圆心，M为半径OA的中点，半径为R的圆弧AB镀银。一红光PM垂直OA从M点射入玻璃砖，经圆弧AB反射后照到BC面恰好发生全反射，且从O点射出玻璃砖。已知该玻璃对红光的折射率为，光在真空中的速度大小为c。求：‎ ‎（1）红光从O点射出的折射角；‎ ‎（2）红光从M传播到O点所用的时间。‎ ‎【答案】（1）45°；（2）‎ ‎【详解】（1）如图所示 红光在BC面恰好发生全反射，设临界角为，则有 解得 则，又M为OA中点，解得 由几何关系有 根据折射定律有 解得 ‎（2）红光在玻璃砖中传播速度 根据几何关系知 红光从M传播到O点所用的时间 解得