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- 2021-05-25 发布
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咸阳市2020年高考模拟检测理综试题(物理部分)
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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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】 (1). 2.50 ; (2). 0.50 ; (3). 4.50
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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
【解析】
【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)
【解析】
【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
【解析】
【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)
【解析】
【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
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