【物理】山东省2020届高三新高三高考实战模拟试题（三）（解析版） 25页

山东省2020届高三新高三高考 实战模拟试题（三）‎ 一、单项选择题：本题共8小题。‎ ‎1.在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作岀了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子散射实验的重要发现是电荷的量子化，并且发现了中子 B. 卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为 C. 卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核的结构模型 D. 卢瑟福根据粒子散射实验结果，发现原子核由质子和中子组成 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，中子是查德威克发现的，故AC错误；‎ B．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，核反应方程为，故B正确；‎ D．粒子散射实验不能说明原子核内存在中子和质子，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.一同学研究箱子的运动，让一质量为的箱子在水平恒力的推动下沿光滑水平面做直线运动，箱子运动的图线如图所示，是从某时刻开始计时箱子运动的时间，为箱子在时间内的位移，由此可知（　　）‎ A. 箱子受到的恒力大小为 B. 内箱子的动量变化量为 C. 时箱子的速度大小为 D. 内箱子的位移为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．将匀变速直线运动位移公式 两边同除以可得 对比图线可知，箱子的初速度 图线斜率为 箱子运动的加速度 由牛顿第二定律，恒力 故A错误；‎ B．箱子的初动量为 时箱子的速度大小 内箱子的动量变化量 故B错误；‎ C．时箱子的速度大小为 故C错误；‎ D．内箱子的位移为 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一。假设某拱形桥为圆的一部分，半径为。一辆质量为的汽车以速度匀速通过该桥，图中为拱形桥的最高点，圆弧所对的圆心角为，关于对称，汽车运动过程中所受阻力恒定，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）‎ ‎ ‎ A. 汽车运动到点时对桥面的压力大于 B. 汽车运动到点时牵引力大于阻力 C. 汽车运动到点时，桥面对汽车的支持力等于汽车重力 D. 汽车从点运动到点过程中，其牵引力一定一直减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车运动到点时，重力垂直于桥面的分力等于，由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车对桥面的压力小于，故A错误；‎ B．汽车在竖直面内做匀速圆周运动，运动到点（圆弧最高点）时牵引力等于阻力，故B错误；‎ C．由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车运动到点时，桥面对汽车的支持力小于汽车重力，故C错误；‎ D．汽车从点运动到点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直减小，设汽车与之间圆弧所对圆心角为，其牵引力 一直减小，汽车从点运动到点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直增大，其牵引力 一直减小，所以汽车从点运动到点过程中其牵引力一定一直减小，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，是关于对称且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，是垂直于放置的光屏，是屏上的一个光斑，根据该光路图，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在玻璃中，光的波长比光的波长短 B. 在真空中，光的频率比光的大 C. 光的光子动量比B光的小 D. 通过同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由光路图可知玻璃体对光的折射率大于对光的折射率，由此可知光的频率大于光的频率，光的频率越小则波长就越长，故光的波长比光的波长长，故AB错误；‎ C．根据 可知，光子的频率越大，则动量也就越大，故光的光子动量比光的小，故C正确；‎ D．根据 可知，光的波长越长，则干涉条纹间距越大，即光的干涉条纹间距比 光的大，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.北京时间‎2019年5月17日23时48分，我国成功发射第45颗北斗导航卫星。该卫星与此前发射的倾斜地球同步轨道卫星（代号为）、18颗中圆地球轨道卫星（代号为）和1颗地球同步轨道卫星（代号为）进行组网，为亚太地区提供更优质的服务。若这三种不同类型卫星的轨道都是圆轨道，中圆地球轨道卫星的轨道半径是同步卫星的轨道半径的，下列说法正确的是（ ）‎ A. 和绕地球运动的向心加速度大小不相等 B. 和绕地球运动的线速度大小之比为 C. 和绕地球运动的周期之比为 D. 和绕地球运动的向心力大小一定相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由 可知，和绕地球运动的向心加速度大小相等，故A错误；‎ B．由 可得 又 则和绕地球运动的线速度大小之比为 故B正确；‎ C．由 可得 和这两种不同类型轨道卫星绕地球运动的周期之比为 故C错误；‎ D．由于和的质量不一定相等，所以和绕地球运动的向心力大小不一定相等，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是（　　）‎ A. F1保持不变，F2逐渐增大 B. F1逐渐增大，F2保持不变 C. F1逐渐减小，F2保持不变 D. F1保持不变，F2逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得到，杆对环摩擦力 f=G 保持不变；‎ 杆对环的弹力 FN=F 再以结点O为研究对象，分析受力情况，如图2所示：‎ 设绳与竖直方向夹角为θ，由平衡条件得到 F=mgtanθ 当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ逐渐减小，则F逐渐减小，FN逐渐减小。据牛顿第三定律可得，F1保持不变，F2逐渐减小。故D项正确，ABC三项错误。‎ ‎7.一质点静止在光滑水平面上，先向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为，经过时间后加速度变为零；又运动时间后，质点加速度方向变为向左，且大小为，再经过时间后质点回到出发点。以出发时刻为计时零点，则在这一过程中（ ）‎ A. ‎ B. 质点向右运动的最大位移为 C. 质点回到出发点时的速度大小为 D. 最后一个时间内，质点的位移大小和路程之比为3∶5‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．以向右为正方向，由速度公式有 由题意知 由位移公式得 ‎，，‎ 解得 故A错误；‎ B．根据题意，作出质点运动的图象，如图所示，‎ 设向右从减速到0所用的时间为，则有 又 解得 根据图象的面积表示位移大小可知，质点向右运动的最大位移 故B错误；‎ C．质点回到出发点时所用的时间为 则对应的速度大小为 故C正确；‎ D．最后一个时间内，质点的位移大小为 路程 所以最后一个时间内，质点的位移大小和路程之比为15：17，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.位于水面上的波源，产生两列周期均为、振动方向相同、振幅均为的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，、、、、是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于处，下列说法正确的是（　　）‎ A. 点的振动加强，点的振动减弱 B. 一段时间后，小树叶被水波推至处 C. 、两点在某时间内也会振动 D. 若波源突然停止振动，之后的内，点通过的路程为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．点是波峰和波峰叠加的点，点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A错误；‎ B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B错误；‎ C．、都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C错误；‎ D．若波源突然停止振动，由图像可知，在之后内，质点b仍是振动加强点，振幅为，完成两次全振动，通过的路程为，故D正确。‎ 故选D 二、多项选择题：本题共4小题。‎ ‎9.如图所示，在一个倾角为的长斜面底端点正上方的点处将一小球以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点，。下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球的初速度 B. 点离点的距离 C. 保持不变，将小球以的速度水平抛出，则击中斜面的位置到点的距离小于 D. 若抛出点高度变为，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．如图甲所示 小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值 可得 小球在空中运动的时间 初速度 故AB错误；‎ C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示 若无斜面，则小球应击中点，实际击中点为轨迹与斜面交点，显然离底端的距离小于，故C正确；‎ D．若抛出点高度变为，根据小球垂直击中斜面的规律知 则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据 联立解得 故小球的初速度应调整为原来的倍，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎10.如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，在这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内( )‎ A. 小车做加速度逐渐减小的加速运动 B. 小车做匀加速运动 C. 电动机所做的功为 ‎ D. 电动机所做的功为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=Fv可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，‎ P/v−f=ma 故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故A正确，B错误；‎ CD．对小车启动过程，根据动能定理，有 W电−fs= ‎ 这段时间内电动机所做的功为 W电=fS+‎ 故C错误，D正确．‎ 故选AD.‎ 点睛：小车电动机的功率恒定，速度不断变大，牵引力不断减小，故小车的运动是加速度不断减小的加速运动；结合动能定理列式求解电动机所做的功．‎ ‎11.滑板运动是以滑行为特色、崇尚自由的一种运动，深受都市青年的喜爱。滑板的一种运动情境可简化为如下模型：如图甲所示，将运动员（包括滑板）简化为质量的物块，物块以某一初速度从倾角的斜面底端冲上足够长的斜面，取斜面底端为重力势能零势能面，该物块的机械能和重力势能随离开斜面底端的高度的变化规律如图乙所示。将物块视为质点，重力加速度，则由图中数据可得（ ）‎ ‎ ‎ A. 初速度 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.3‎ C. 物块在斜面上运动的时间为 D. 物块再次回到斜面底端时的动能为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．斜面底端为重力势能零势能面，则 得 故A正确；‎ B．当时，物块运动到最高点由图乙可知此时 根据功能关系，有 得物块与斜面间动摩擦因数 故B错误；‎ CD．物块沿斜面上滑的时间 上滑的位移 因为，所以物块最终会沿斜面下滑，下滑 物块在斜面上运动的时间为 滑到斜面底端时的动能 故C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12.如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为‎2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（ ）‎ A. 金属棒b稳定时的速度大小为 B. 整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为 C. 整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为 D. 整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对金属棒a、b分别由动量定理可得 ‎，‎ 联立解得 两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则 即 则 ‎，‎ A错误；‎ B．在金属棒b加速运动的过程中，有 即 解得 B正确；‎ C．根据法拉第电磁感应定律可得 解得 C正确；‎ D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热 则金属棒a产生的焦耳热 D正确。‎ 故选BCD。‎ 三、非选择题：本题共6小题。‎ ‎13.用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。‎ ‎ ‎ ‎（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________；‎ ‎（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度______；‎ ‎（3）主要实验步骤如下：‎ ‎①测量木板（含遮光条）的质量，测量两遮光条间的距离，按图甲正确连接器材。‎ ‎②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数及遮光条先后经过光电门所用的时间，则可以测出遮光条通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；‎ ‎③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度和细线拉力对木板做的功的相关图像，分析得出实验结论。‎ ‎（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：‎ ‎①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；‎ ‎②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；‎ ‎③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“”“”或“”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为________（用已知物理量的符号表示）。‎ ‎【答案】 (1)平衡摩擦力 (2) 0.560 (4)变小 不会 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；‎ ‎（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为 ‎（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为，根据受力平衡有 释放的瞬间，对木板有 对钩码有 则有 故有 弹簧测力计的示数会变小 ‎[4]由 可知，当钩码的个数成倍增加，即加倍时，不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会成倍增加；‎ ‎[5][6]以木板为研究对象，根据动能定理有 故应该建立图像，图像对应的函数关系为 故 ‎14.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。某种热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度变化的关系如图甲所示。‎ ‎ ‎ ‎（1）由图甲可知，在较低温度范围内，相对金属热电阻而言，该热敏电阻对温度变化的响应更________（选填“敏感”或“不敏感”）。‎ ‎（2）某同学利用上述热敏电阻制作了一个简易的温控装置，实验原理如图乙所示。现欲实现衔铁在某温度时（此时热敏电阻的阻值为）被吸合，下列操作步骤正确的顺序是_______。（填写各步骤前的序号）‎ a.将热敏电阻接入电路 b.观察到继电器的衔铁被吸合 c.断开开关，将电阻箱从电路中移除 d.合上开关，调节滑动变阻器的阻值 e.断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 ‎（3）若热敏电阻的阻值与温度的关系如下表所示，‎ ‎/℃‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ ‎70.0‎ ‎80.0‎ ‎199.5‎ ‎145.4‎ ‎108.1‎ ‎81.8‎ ‎62.9‎ ‎49.1‎ 当通过继电器的电流超过时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。已知继电器的电阻，为使该裝置实现对30~80之间任一温度的控制，电源应选用_______，滑动变阻器应选用_______。（填选项前的字母）‎ A.电源（，内阻不计） B.电源（，内阻不计） C.滑动变阻器 D.滑动变阻器 ‎【答案】(1) 敏感 (2) edbca (3).B D ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]图甲中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的升高，金属热电阻的阻值略微增大，而该热敏电阻的阻值明显减小，所以这种热敏电阻在较低温度范围内，相对金属热电阻而言，该热敏电阻对温度变化的响应更敏感 ‎（2）[2]要实现衔铁在某温度时（此时热敏电阻的阻值为）被吸合，而衔铁被吸合时的电流是一定的，所以关键是找到此时滑动变阻器的阻值。实现方法是：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，观察到继电器的衔铁被吸合，则此时滑动变阻器连入电路的阻值就是衔铁在某温度（此时热敏电阻的阻值为）被吸合时滑动变阻器应连入电路的阻值，找到之后，再用热敏电阻替换掉电阻箱即可，正确顺序为edbca；‎ ‎（3）[3]在30时，电源电动势的最小值 所以电源应选用，故选B；‎ ‎[4]在80时，选用电源，滑动变阻器的最小阻值为 所以滑动变阻器应选用，故选D。‎ ‎15.滑雪是人们喜爱的运动之一。如图甲所示，固定于安全坐垫上的小孩抱一玩具熊，从如图乙所示雪道的点沿倾角为的雪道下滑，雪道面水平，滑到点时把玩具熊平抛后小孩和玩具熊分别落在两点。已知雪道上、两点的高度差为，，长度为，安全坐垫与雪道间的动摩擦因数为，。不计空气阻力和小孩经过点时的能量损失。重力加速度为。求：‎ ‎（1）小孩滑至点时的速度大小；‎ ‎（2）抛出玩具熊后，小孩的水平速度与玩具熊的水平速度之比。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由动能定理得 又 解得 ‎（2）由可知，抛出玩具熊后小孩的水平位移与玩具熊的水平位移之比为 由 可得竖直位移之比为 由平抛运动规律有 ‎，‎ ‎，‎ 联立解得 ‎16.实验室内有一容积为的储气罐，里面充有压强为的空气（可视为理想气体），现用该储气罐给原来气体压强为的篮球充气，使篮球内气体的压强达到 ‎。已知每个篮球的体积为。不考虑温度变化及篮球体积的变化。‎ ‎（1）求给两个篮球充气后，储气罐中气体的压强大小?‎ ‎（2）该储气罐最多能给几个这种篮球充足气？‎ ‎【答案】（1）；（2）36‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设给两个篮球充气后储气罐中气体的压强大小为，由于温度不变，则根据理想气体状态方程有 解得 ‎（2）设该储气罐最多能给个这种篮球充足气，温度不变根据理想气体状态方程有 解得 ‎17.如图所示，用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高，长。斜面与水平桌面间的倾角。一个质量为的小滑块放在桌面最右端，现将质量为的小滑块A从斜面顶端由静止释放，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与水平桌面间的动摩擦因数，忽略滑块在斜面与桌面交接处的能量损失，滑块A与滑块B发生正碰，碰后滑块A最终停在离桌面右端处。滑块与木板及桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，重力加速度，，。求：‎ ‎（1）与B相碰前瞬间小滑块A的速度大小；‎ ‎（2）小滑块B的落地点距桌面最右端的水平距离。‎ ‎【答案】（1）‎2m/s；（2）‎‎0.64m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在斜面上，对A分析，根据牛顿第二定律有 又 则滑块在斜面底端的速度 在水平桌面上，对A分析，斜面底部到滑块的距离 设碰前瞬间A的速度为，根据动能定理有 得 ‎（2）设碰撞后A返回的距离为，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 根据动能定理有 碰后B做平抛运动，则有 ‎，‎ 联立解得滑块B的落地点距桌面右端的水平距离为 ‎18.如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感强度大小为B1．一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ．已知AB长度是BC长度的倍．‎ ‎（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；‎ ‎（2）求磁场的宽度L；‎ ‎（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值．‎ ‎【答案】（1） （2） （3） B2≥1.5B1‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 粒子在匀强电场中做类平抛运动，将运动沿水平方向与竖直方向分解，根据动为学规律即可求解；当粒子进入磁场时，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可确定运动的半径．最后由几何关系可得出磁场的宽度L；根据几何关系确定离开磁场的半径范围，再由半径公式可确定磁感应强度．‎ ‎（1）‎ 设点电荷进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有：tanθ＝‎ 则θ＝30°‎ 根据速度关系有：v＝‎ ‎（2）设点电荷在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得： ，轨迹如图：‎ 由几何关系得：L＝r1‎ 解得：L＝‎ ‎（3）当点电荷不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，点电荷在磁场中运动的时间最长．设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图：‎ 同理得：‎ 根据几何关系有：L＝r2(1＋sinθ) ‎ 解得：B＝1.5B1‎ ‎【点睛】本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，本题涉及了类平抛运动、匀速圆周运动，学会处理这两运动的规律：类平抛运动强调运动的分解，匀速圆周运动强调几何关系确定半径与已知长度的关系．‎