山东省潍坊高密市2020届高三物理模拟试题二（Word版附答案） 12页

物理（二） 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、考试号、座号填写到相应位置，认真核对条形码上的姓名、 考试号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 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。答题卡面清洁、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.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是 A．从 4n  能级跃迁到 3n  能级比从 3n  能级跃迁到 2n  能级辐射 出电磁波的波长长 B．大量处于 4n  能级的电子向低能级跃迁时可放出 4 种频率的光子 C．从 4n  能级跃迁到 3n  能级，电子的电势能增大 D．从 3n  能级跃迁到 2n  能级时辐射的光子可以使逸出功为 2.5eV 的金属发生光电效应 2．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在 研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。在某次实验中， 将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某 深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中 A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功 B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大 C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大 D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量 3． 2017 年 11 月 5 日， 我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所 示)， 开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。下列关于火箭在竖直 方向加速起飞阶段的说法正确的是 A． 火箭只受到重力和空气阻力的作用 B． 火箭处于失重状态 C． 火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等 D． 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后， 相对地面做自由落体运动 4.位于贵州的“中国天眼”(FAST)是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过 FAST 可以 测量地球与木星之间的距离．当 FAST 接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度 方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的 k 倍．若地球和木星绕太阳的运动均 视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为( ) A．(1＋k2)3 4 年 B．(1＋k2)3 2 年 C．(1＋k)3 2 年 D．k 3 2 年 5.图甲为一列简谐横波在 t=2s 时的波形图，图乙为介质中平衡位置在 x=0.5m 处的质点的振动 图像。下列说法正确的是 A. 波速为 2m/s B. 波沿 x 轴负方向传播 C. 0~2s 时间内，该质点沿 x 轴运动了 1m D. 0~2s 时间内，该质点运动的路程为 8cm 6.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为θ＝30°，E、F 分别为 AB、BC 的中点，则 A．该棱镜的折射率为 3 B．光在 F 点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变大 D．从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 7．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为 O1，乙的圆心为 O2， 在两环圆心的连线上有 a、b、c 三点，其中 aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时 a 点的磁感应强度大小 为 B1，b 点的磁感应强度大小为 B2。当把环形电流乙撤去后，c 点的磁感应强度大小为 A． 2 1 2 BB  B． 1 2 2 BB  C． 2 1B B D． 1 3 B 8．随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。 “引力弹弓效 应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可 以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用 改变了速度。如图所示,以太阳为参考系，设行星运动的速度为 u，探测器的初速度大小为 v0， 在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为 v1 和 v2。探测器和行星虽然没有 发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一 条 直 线 上 发 生 的 弹 性 碰 撞 规 律 作 类 比 。 那 么 下 列 判 断 中 正 确 的 是 A．v1 > v0 B．v1= v0 C．v2 > v0 D．v2 =v0 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 个选项符合题目要求。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，条形磁铁在固定的水平闭合导体圆环正上方，从离地面高 h 处由静止开始下落，下落 过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，最后落在水平地面上。条形磁铁 A、B 两端经过线圈平面时的速度分别为 V1、v2，线圈中的感应电流分别为Ⅰ1、I2，电流的瞬时功 率分别为 P1、P2。不计空气阻力，重力加速度为 g，下列说法正确的是 A.从上往下看，I2 的方向为顺时针 B.I1：I2=V1：V2 C.P1：P2=V1：v2 D.磁铁落地时的速率为 10.如图，理想变压器的 a、b 两端接在 U=220V 交流电源上，定值电阻 R0 = 40Ω，R 为光敏 电阻，其阻值 R 随光照强度 E 变化的经验公式为 R= E 120 Ω，光照强度 E 的单位为勒克斯(lx)。 开始时理想电流表 A2 的示数为 0.2A，增大光照强度 E，发现理想电流表 A1 的示数增大了 0.2A， 电流表 A2 的示数增大了 0.8A，下列说法正确的是 A.变压器原副线圈匝数比 1 4 2 1  n n B.理想电压表 V2、V3 的示数都减小 C.光照强度的增加量约为 7.5lx D.在增大光照强度过程中，变压器的输入功率逐渐减小 11.如图所示，质量为 m 的小球被一根橡皮筋 AC 和一根绳 BC 系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方位向上。下列判断中正 确的是 A.在 AC 被突然剪断的瞬间，BC 对小球的拉力不变 B.在 AC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 C.在 BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 D.在 BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 12．电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理示意图如图所示。两根 固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 L，导轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度 大小为 B 的匀强磁场，导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为 m、电阻为 R 的金属棒 MN，垂直 放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。电容器电容 C，首先开关接 1，使电容器完 全充电。然后将 S 接至 2， MN 达到最大速度 vm 后离开导轨。这个过程中（ ） A．MN 做匀加速直线运动 B．通过 MN 的电量 q= C．达到最大速度时电容器 C 两极板间的电压为 0 D．求出通过 MN 的电量 q 后，不可以利用的公式 BLxq R R   求出 MN 加速过程的位移 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．（6 分） 某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。 图中光滑水平平台距水平地面 h=1.25m，平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为 m 的 小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量 x 后，由静止释放小球，小球从平台边 缘水平飞出，落在地面上，用刻度尺测出小球水平飞行距离 S；并用传感器（图中未画出）测 量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间 t。多做几次实验后，记录表如下表所示。 ⑴由表中数据可知，在 h 一定时，小球水平位移 S= x，与_______无关； ⑵由实验原理和表中数据可知，弹簧弹性势能 EP 与弹簧形变量 x 的关系式为 EP= (用 m、h、x 和重力加速度 g 表示)； ⑶ 某 同 学 按 物 体 平 抛 运 动 规 律 计 算 了 小 球 在 空 中 的 飞 行 时 间 ： 500mss5.0s10 25.122  g ht ，由表中数据可知，发现测量值 t 均偏大。经检查，实验操 作及测量无误，且空气阻力可以忽略，造成以上偏差的原因是__________。 14.（7 分）利用如图所示的电路测量一个满偏电流为 ，内阻 约为几十到几百欧姆的电 流表的内阻值，有如下的主要实验器材可供选择： 1 2 3 4 5 x/m 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 S/m 0.51 0.99 1.50 1.98 2.50 t/ms 505.3 505.1 504.8 504.9 505.2 h x S A.滑动变阻器 阻值范围 B.滑动变阻器 阻值范围 C.电源 电动势 3V，内阻不计 D.电源 电动势 6V，内阻不计 为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器 R 应选用______，电源 E 应 选用______。 选填器材前面的字母序号 实验时要进行的主要步骤有： A.断开 ，闭合 B.调节 R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 C.闭合 D.调节电阻箱 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的四分之一 E.记下此时 的阻值为 则待测电流表的内阻 的测量值为______ ，该测量值______电流表内阻的真实值。 选填“大 于”、“小于”或“等于” 15.(8 分)如图 1 所示，一小车放于平直木板上（木板一端固定一个定滑轮），木板被垫高一定 角度θ，该角度下，小车恰能做匀速直线运动（假设小车所受摩擦力与小车对木板的正压力 成正比，比例系数为μ），小车总质量为 M。 （1）请推导θ与μ应满足的定量关系；并分析说明若增大小车质量，仍使小车做匀速直线运 动，角度θ是否需要重新调整。 （2）如图2所示，将小车上栓一根质量不计，且不可伸长的细绳，细绳通过滑轮（滑轮与细 图1 图2 绳之间摩擦不计）下挂一个砝码盘（内放砝码），在木板上某位置静止释放小车后，小车做匀 加速直线运动。已知砝码盘及砝码的总质量为m，求：当m=M，小车所受细绳拉力与砝码盘及 砝码总重力的比值； 16.(9 分)我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水 井，其年代距今约 5700 年。压水井可以将地下水引到地面上，如图所示，活塞和阀门都只能 单向打开，提压把手可使活塞上下移动，使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时， 阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面；活塞向下移动时，阀门关闭，空气从活塞处溢 出，如此循环，地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地 下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度 h = 8m，直管截面积 S = 0.002m2。现通过提压把 手，使直管中水位缓慢上升 4m。已知水的密度ρ = 1.0x103kg/m3，外界大气压强 p0 = 1.0x105Pa， 重力加速度 g = 10m/s²，直管中的气体可视为理想气体。 (1)若该装置的机械效率η = 0.4，求人对把手做的功； (2)求直管中剩余空气质量△m 与直管中原空气质量 m0 之比。 17.（14 分）核聚变是能源的圣杯，但需要在极高温度下才能实现，最大难题是没有任何容 器能够承受如此高温。托卡马克采用磁约束的方式，把高温条件下高速运动的离子约 束在小范围内巧妙实现核聚变。相当于给反应物制作一个无形的容器。2018 年 11 月 12 日我国宣布“东方超环”（我国设计的全世界唯一一个全超导托卡马克）首次实现 一亿度运行，令世界震惊，使我国成为可控核聚变研究的领军者。 （1）2018 年 11 月 16 日，国际计量大会利用玻尔兹曼常量将热力学温度重新定义。玻尔兹曼 常量 k 可以将微观粒子的平均动能与温度定量联系起来，其关系式为 ，其中 k=1.380649×10-23J/K。请你估算温度为一亿度时微观粒子的平均动能（保留一位有效数字）。 （2）假设质量为 m、电量为 q 的微观粒子，在温度为 T0 时垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁 场，求粒子运动的轨道半径。 （3）东方超环的磁约束原理可简化如图。在两个同心圆环之间有很强的匀强磁场，两圆半径 分别为 r1、r2，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域内的带电粒子只要速度不是很大都不会 穿出磁场的外边缘，而被约束在该区域内。已知带电粒子质量为 m、 电量为 q、速度为 v，速度方向如图所示。要使粒子不从大圆中射出， 求环中磁场的磁感应强度最小值。 18.(16 分)游乐场投掷游戏的简化装置如图所示，质量为 2kg 的球 a 放在高度 h=1.8m 的平台上， 长木板 c 放在水平地面上，带凹槽的容器 b 放在 c 的最左端。a、b 可视为质点，b、c 质量均 为 1kg，b、c 间的动摩擦因数μ1=0.4，c 与地面间的动摩擦因数μ2=0.6。在某次投掷中，球 a 以 v0=6m/s 的速度水平抛出，同时给木板 c 施加一水平向左、大小为 24N 的恒力，使球 a 恰好 落入 b 的凹槽内并瞬间与 b 合为一体。取 g=10m/s2。求： (1)球 a 抛出时，凹槽 b 与球 a 之间的水平距离 x0； (2)a、b 合为一体时的速度大小； (3)要使 ab 不脱离木板 c，木板长度 L 的最小值。 答案 A B C A D A A A AB AC BC BD 13．（6 分）⑴50（1 分） 小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间 t（或“t”）（1 分） ⑵ 2625 xh mg （2 分） ⑶重力加速度 g 取值不准确，g 取 10m/s2 偏大（2 分）[ 14.（1）A D （2）210 小于 15.解：(1)受力分析如图 Mgsinθ= f ① Mgcosθ=N ② f= N ③ Mgsinθ= Mgcosθ, =tanθ 论证：当小车质量由 M 变成 M+△m 时，若使小车匀速运动，仍 有（M+△m）gsinθ= （M+△m）gcosθ成立， 仍然满足 =tanθ 即若增大小车质量，角度θ无须改变。 （2）根据牛顿运动定律： 由于 = ,所以有 F= ,得到 = . 16.解：（1）直管中上升的水的质量： kgh 82sm   水的重力势能增加： JhmgE 1604p  人对把手做的功： JEW 400p   （2）水位上升 4m 后，直管中空气压强为： PahPP 5 0 106.02g   由 PVVP 00 得 10 32m 0  V V m 17. 解 ： （ 1 ） 根 据 微 观 粒 子 的 平 均 动 能 与 温 度 关 系 式 得 JkTE 15 k 1022 3  （2）根据微观粒子的平均动能与温度定量关系，有 2 2 1 2 3 mvkT  ， 解得 m kTv 3 ， 另据洛伦兹力提供向心力，有 r mvBqv 2  ，解得 qB kmTr 3 ； （3）磁场最小时粒子轨迹恰好与大圆相切，如图所示 设粒子轨迹半径为 r，由几何关系得：   22 1 2 2 rrrr  ，解得 2 2 1 2 2 2r rrr  ， 由牛顿第二定律 r mvBqv 2  ，解得： )( 2 2 1 2 2 2 rrq mvrB  ； 18.解：（1）a 球抛出后做平抛运动， 竖直方向：h＝ ， 水平方向：xa＝v0t， 代入数据解得：xa＝3.6m，t＝0.6s， 对 b 槽，由牛顿第二定律得： μ 1mbg＝mbab， 对 c，由牛顿第二定律得：F﹣ μ 1mbg﹣ μ 2（mb+mc）g＝mcac， 代入数据解得：ab＝4m/s2，ac＝8m/s2， a 做平抛运动时间内 b 的位移大小：xb＝ ， 该时间内 c 的位移大小：xc＝ ， 代入数据解得：xb＝0.72m，xc＝1.44m， b 与 a 间的水平距离：x0＝xa+xb＝4.32m； （2）a、b 碰撞前 b 的速度：vb＝abt＝4×0.6m/s＝2.4m/s， a、b 碰撞瞬间 c 的速度：vc＝act＝8×0.6m/s＝4.8m/s， 球 a 落入 b 槽后竖直方向速度变为零， 球 a 落入 b 的凹槽内过程，a、b 组成的系统在水平方向所受内力远大于外力， a、b 系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得：mav0﹣mbvb＝（ma+mb）v， 代入数据解得：v＝3.2m/s； （3）a 落入 b 后 a、b 一起向右做减速运动， 对 a、b 由牛顿第二定律得： μ 1（ma+mb）g＝（ma+mb）aab， 对 c，由牛顿第二定律得：F﹣ μ 1（ma+mb）g﹣ μ 2（ma+mb+mc）g＝mcac1， 代入数据解得：aab＝4m/s2，ac1＝﹣12m/s2， 负号表示加速度方向向右，说明 a、b 向右做减速运动过程，c 向左做减速运动， a、b 速度减为零需要的时间：t1＝ s＝0.8s， c 减速到零需要的时间：tc＝ ＝ s＝0.4s， a、b 向右做减速运动的位移大小：x1＝ m＝1.28m， c 向左做减速运动的位移大小：xc′＝ m＝0.96m， 要使 ab 不脱离木板 c，木板长度 L 的最小值： Lmin＝xc﹣xb+x1+xc′＝1.44m﹣0.72m+1.28m+0.96m＝2.96m；