【物理】山东省2020届高三普通高中学业水平等级模拟试题（一）（解析版） 23页

山东省2020届高三普通高中学业水平 等级模拟试题（一）‎ ‎1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，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。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.下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（　　）‎ A. 氢原子的基态能级为―13.6eV，当用光子能量为11.05eV的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收光子而跃迁至的激发态 B. 比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C. 衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D. 在核反应中，X是质子，这个反应过程叫原子核的人工转变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当用光子能量为11.02eV的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收光子而跃迁至的激发态，A错误；‎ B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B错误；‎ C．衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，C错误；‎ D．在，这个反应过程不叫衰变，核反应类型为人工转变，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.某同学设计的喷水装置如图所示，内部装有‎2L水，上部密封1atm的空气‎0.5L保持阀门关闭，再充入1 atm的空气‎0.1L。设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，则（　　）‎ A. 充气后，密封气体的压强不变 ‎ B. 充气后，密封气体的分子平均动能增加 C. 打开阀门后，密封气体对外界做正功 ‎ D. 打开阀门后，不再充气也能把水喷光 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．封闭气体中再充入1atm的空气‎0.1L后，由于体积不变，所以气体物质的量n变大，由克拉珀龙方程：‎ 可知，当n变大，则压强p变大，A错误；‎ B．温度是平均动能的标志，温度不变，所以分子的平均动能不变，B错误；‎ C．由公式 可知封闭气体压强变为，大于大气压强，所以打开阀门后，气体膨胀，对外界做功，C正确；‎ D．膨胀过程温度不变属于等温变化，若都喷完容器中的水，由 得喷完容器中的水后，容器的气体压强小于外界气体压强，所以水不能喷完，D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积S的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．风能转变为电能，由能量守恒定律得 其中 联立解得 ABD错误C正确。‎ 故选C。‎ ‎4.水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧。舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播。在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波。波速为‎1m/s，振幅为‎4cm，频率为2.5Hz。在时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为‎0.2米的Q点（　　）‎ A. 在0.1秒时加速度最大 B. 在0.1秒时的速度最大 C. 在0.1秒时的速度向下 D. 在0到0.1秒时间内的路程是‎8cm ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．简谐波的周期 波长为 Q点距离P点为 两点的振动情况总是相反，时刻P点位于其平衡位置上方最大位移处，在时P点经过平衡位置向下运动，则在时，Q点经过平衡位置向上运动，速度最大，加速度为0，在0到0.1秒时间内的路程Q点通过的路程等于一个振幅，即，ACD 错误B正确。‎ 故选B。‎ ‎5.‎2019年4月10日，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布人类史上首张黑洞照片，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞的发现是由全球200多位科学家，历时十年，从全球四大洲8个观测点共同合作完成的成果，这也表明当今世界合作才会共赢，单边主义只会越走越窄。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法遮脱，根据天体物理学知识，物体从某天体上的逃逸速度为其环绕速度的倍，引力常量，光速，已知某“黑洞”的半径为则该“黑洞”的质量为（结果保留两位有效数字）（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．黑洞的第一宇宙速度为，则有 ‎ 根据 解得 ACD错误B正确。‎ 故选B。‎ ‎6.光电管是把光信号转变为电信号的仪器，今用频率为的光照射光电管，发射光电子的最大初动能为E。若改用频率为的光照射该光电管，发射光电子的最大初动能是（是普朗克常量）（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．设光电管的逸出功为，根据爱因斯坦光电效应方程得 ‎ ，‎ 解方程组得 ACD错误B正确。故选B ‎7.如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径，来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB。另一光线BN恰好在N点发生全反射，已知，则（　　）‎ A. 光在玻璃球中的传播速度，c为光速 B. 发生全反射时的临界角 C. 球心到BN的距离为 D. 球心到BN的距离为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．已知，由几何关系知入射角，折射角 ，则玻璃的折射率为 光在玻璃中传播速度 A错误；‎ B．发生全反射的临界角 因为 B错误；‎ CD．因为光线BN恰好在N点发生全反射，球心到光线BN的距离为 D错误C正确。‎ 故选C。‎ ‎8.平板电脑配置的皮套在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，一块半导体样品放在垂直于纸面的匀强磁场中，当有恒定电流沿垂直于磁场方向通过样品板时，在板的上下两个面1，2之间会产生一个恒定的电势差，这就是“霍尔效应”现象。设磁感应强度为B，样品板的厚度为d，每个载流子所带电量的绝对值为e，已知P型半导体形成电流的载流子为带正电的空穴，N型半导体的载流子为带负电的自由电子，则（　　）‎ A. 若，该半导体为N型半导体 B. 若，该半导体为P型半导体 C. 样品板的单位体积内参加导电的载流子数为 D. 样品板的单位体积内参加导电的载流子数为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电流向右，磁场垂直向内，若上表面电势高，即，故粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正电的“空穴”，是P型半导体，A错误；‎ B．电流向右，磁场垂直向内，若下表面电势高，即，故粒子受到的洛伦兹力向下，载流子为带负电的自由电子，是N型半导体，B错误；‎ CD．若，载流子最终会洛伦兹力和电场力平衡，设上下两个面高度为b，则有 故 电流的微观表达式为 解得单位体积内的载流子数目 若，载流子最终会洛伦兹力和电场力平衡，设上下两个面高度为b，则有 电流的微观表达式为 得 D错误C正确。‎ 故选C 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.如图所示。某无限长粗糙绝缘直管道与等量异种电荷连线的中垂线重合，管道水平放置。管道上有A。O。B三点，其中O为等量异种电荷连线中点，，现有一带电小球（小球直径略小于管道直径）从管道上A点以初速度向B点滑动，滑到B点时速度恰好为0，则关于小球的运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 运动的加速度先变大后变小 B. 电场力先做负功后做正功 C. 运动到O点的动能为初动能的一半 D. AO段摩擦力的冲量等于OB段摩擦力的冲量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．等量异号电荷连线的中垂线上，从A到B电场强度先增大后减小，O点的电场强度最大，所以小圆环受到的电场力先增大后减小，小球对轨道的压力为小球的重力和电场力的合力，也是先变大在变小，根据 所以小圆环受到的摩擦力先增大后减小，它的加速度 则a先增大后减小，A正确；‎ B．一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，故小圆环从A到B过程电场力不做功，故B错误；‎ C．等量异号电荷的连线的中垂线上，从A到B电场强度先增大后减小，O点的电场强度最大，是对称的，则AO段平均电场力等于OB段平均电场力，所以，AO段平均摩擦力等于OB段平均摩擦力，两段摩擦力的功一样，小圆环从A到B的过程中，电场力不做功，摩擦力做功，设到达O设点速度为 ，根据动能定理得：‎ 过程 过程 联立以上两个公式解得 即 即运动到O点的动能为初动能的一半，C正确；‎ D．AO段平均摩擦力等于OB段平均摩擦力，则所受到的平均合力也是相等，根据 则两段的平均加速度相等，但是两段的速度变化不一样，则运动时间不同，根据 AO段摩擦力的冲量不等于OB段摩擦力的冲量，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎10.以前人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共有5人。四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m。将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为，持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则（　　）‎ A. 在上升过程中，夯锤一定处于超重状态 B. 在下落过程中，夯锤一定处于超重状态 C. 松手时夯锤的速度大小 D. 夯锤上升的最大高度 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．上升过程中分为两个过程，第一个过程，四人的合力大于夯锤的重力，加速度向上，是超重，放手后只受重力，加速度向下是失重，A错误；‎ B．下降过程，加速度向下，是失重，B错误；‎ CD．设每个人对夯锤施加的力为F 松手时夯锤的速度为 设施力过程中上升的高度为，松手后上升的高度为，则能上升的最大高度为，根据运动规律有 由上述各式代入数值后，解得 CD正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.我国第一艘国产航空母舰山东舰于‎2015年12月17日下午在海南三亚某军港交付海军，经中央军委批准，航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“‎17”‎，彰显了我国强大的军工实力。如果航母在海面上由静止匀加速启动。假设运动过程中所受阻力不变，最终航母的速度达到最大。用F表示牵引力，P表示发动机的输出功率，v表示速度，以下图像能正确表示该过程各物理量变化关系的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．航母先做加速度不变的加速运动，根据 速度时间图像是过原点一段倾斜直线，达到额度功率后，再以额定功率不变进行加速，根据 当速度增大时，牵引力变小，根据 则加速度变小，做加速度减小的加速运动，当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动，速度时间图像如图所示，A错误；‎ B．航母运动过程中，航母先做加速度不变的加速运动，根据 航母的功率和时间的图像是一段倾斜直线，增大到最大功率后，再以额定功率不变进行加速，功率和时间图像是平行于时间轴的直线 ，B正确；‎ C．由 即 当航母以恒定的功率行驶，F与成正比，牵引力F与是一段倾斜直线，当牵引力等于摩擦阻力以最大速度做匀速直线运动，是平行于时间轴的直线，C正确；‎ D．根据 得 当航母以恒定的功率行驶，与成正比，速度与是一段倾斜直线，D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎12.如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的光滑导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量、接人电路的阻值的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙所示。若金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计取，则金属棒从静止开始向右运动的位移为的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ ‎ 甲 乙 A. 所用的时间大于1s B. 拉力F做的功为5J C. 通过电阻的电荷量为‎0.25C D. 定值电阻R产生的焦耳热为0.75J ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．速度位移图像的斜率 得 则速度增大，金属棒的加速度也随之增大，速度时间图像的斜率增大，金属棒做加速增大的变加速运动，在相同时间内，达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移，平均速度小于匀加速运动的平均速度，即 则 A正确； ‎ C．根据 C错误 BD．由速度位移图像得 金属棒所受的安培力 代入得 则知与x是线性关系，当时，，当时，，从起点发生位移的过程中，克服安培力做功 根据动能定理得 解得 根据功能关系知，整个电路产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以整个电路产生的焦耳热 定值电阻R中产生的焦耳热 ‎，BD正确。故选ABD。‎ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13.(1)智能手机中有一个加速度传感器，在软件的驱动下，能够探测手机加速度的实时变化，并以图像形式显示出来，如图（a）所示。某学生利用如图（b）所示的实验装置来探究“当小车及手机总质量M不变的情况下，小车加速度a与拉力F的关系”。‎ 按照图示安装好实验装置，把手机固定在小车上 A.挂上沙桶，点击手机软件开始按钮，释放小车，待小车停下·点击手机软件停止按钮，读出小车做匀加速运动的加速度a B.调节导轨的倾角，使得轻推小车后，小车能沿着导轨向下匀速运动 C.取下细绳和沙桶。测量沙子和桶的质量m。改变沙子的质量，重新挂上细绳和沙桶。进行多次实验正确的实验步骤是__________‎ ‎(2)某一次实验得到如图（c）所示的图像。开始计时1s后释放小车，由图像可知，小车在绳子拉力作用下做匀加速运动的加速度为__________，由此可以推断出实验桌面距离地面高度至少为__________m。（结果保留两位有效数字）‎ ‎(3)下列说法正确的是__________‎ A.图线中A点表示刚好碰到弹簧·此时速度最大 B.图线中B点表示弹力刚好等于拉力，此时加速度为0，此时小车速度最大 C.图线中C点表示弹簧压缩量最大，此时加速度最大，速度也最大 D.图线中C点对应的弹簧的弹力约为6mg ‎【答案】 (1). BAC (2). 0.20 0.90 (3). BD ‎【详解】（1）[1]实验时，首先要平衡摩擦力，使导轨倾斜一个角度，轻推小车做匀速运动，然后挂上沙桶，点击手机软件开始按钮，释放小车，待小车停下，点击手机软件停止按钮，读出小车做匀加速运动的加速度a，在改变沙子和桶的质量m重复进行，所以步骤是BAC。‎ ‎（2）[2]根据图可得做匀加速运动的加速度为 ‎。‎ ‎（2）[3]由图可知沙子和桶，开始做匀加速的时间是3秒，沙子和桶的运动的加速度和小车一样，则实验桌面距离地面高度大于等于沙子和桶下降的高度，所以实验桌面距离地面高度至少为 ‎。‎ ‎（3）[4]ABC．图线中A点表示刚好碰到弹簧，随着弹力的增大，小车先做加速度减小的加速运动，当弹力和拉力相等时即到达B点，加速度为零，速度最大，在做加速度增大的减速运动一直到达C点停止，此时加速度最大，速度为零，AC错误B正确；‎ D．小车做匀加速运动 到达C点时加速度为 ‎ 解得 D正确。‎ 故选BD。‎ ‎14.请完成下面两个小题：‎ ‎(1)用游标卡尺测量某一金属丝长度时的读数如图所示，此读数为__________mm ‎(2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻（电动势约为6V，内阻约为2Ω），实验原理如图所示，其中A为标准电流表，E为待测电池组，S为开关。R为滑动变阻器，是标准阻值为的定值电阻。已知灵敏电流计G的满偏电流 ‎，内阻，另有电阻箱，开关及导线若干。‎ ‎①要想将此灵敏电流计改装成量程为6V的电压表，改装的方法是将灵敏电流计与电阻箱 __________联，并将电阻箱的阻值调为__________Ω ‎②请将电路图补充完整。‎ 测量次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 改装电压表读数 ‎ ‎5.25‎ ‎5.16‎ ‎5.05‎ ‎4.93‎ ‎4.84‎ ‎4.70‎ ‎4.60‎ ‎4.45‎ 电流表读数 ‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎120‎ ‎140‎ ‎160‎ ‎③某次测量的数据如表格所示，有同学了解到，“逐差法”不仅可以求匀变速直线运动的加速度，它实际上是线性关系数据处理的一般方法，如借鉴“逐差法”处理本次实验的数据，可以计算出电池组的内阻__________（结果保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 50.15 (2). 串 58000 1.63‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为，精度为 ，则卡尺读数为 ‎。‎ ‎（2）[2]改装成电压表，应串联一个电阻分压扩大量程，所以应和电阻箱串联。‎ ‎（2）[3]串联的电阻值为 ‎（2）[4]‎ ‎。‎ ‎（2）[5]借鉴“研究匀变速直线运行”实验中计算加速度的方法（逐差法），采用1与5；2与6；3与7；4与8；两两组合，由 联立求出内阻，而后取其平均值 ‎ 采用1与5时 采用2与6时 采用3与7时 采用4与8时 则内阻为 ‎。‎ ‎15.你应邀分析下面的事故：一位粗心司机撞到前面一辆停在停车标牌前的车的尾部。就在碰撞前，司机猛踩刹车车轮锁死。被撞车的司机也踩牢刹车，锁住车轮。被撞车的质量，运动的车质量，在碰撞时，两车的保险杠被撞坏。警察根据痕迹认为两车在碰后一起移动了‎0.87m。测试认为，轮胎和路面的动摩擦系数为0.92，撞车的司机声称当他接近被撞车时，时速低于‎20km/h，请计算说明他的陈述是否真实？（g取）‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】两车碰撞后一起做减速运动，此时两车仅受摩擦力作用，其加速度为 ‎ ‎ 解得 根据减速运动的运动方程，有 可解得两车相撞之后的速度约为 碰撞过程动量守恒，有 解得 因此可以判断他说谎，不真实 ‎16.如图所示，一个气缸被活塞分为A，B两室。当活塞在缸底时轻质弹簧无形变。缸底通过阀门a与容器C相通，开始时B室内充有一定质量的气体，压强为，B室高，B室与C室体积相等。即，A、C两室为真空。此时弹簧对活塞的压力大小与活塞重量mg相等，现将阀门a打开，并将整个装置倒放过来，当达到平衡时同B室的高度多大？（设整个过程温度不变重力加速度为g）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设气缸的截面积为S，末态时B室高度为，弹簧劲度系数为k 对活塞，原有 倒置后有 因 故 对气体 由玻一马定律有 解得 ‎17.如图所示，AB为半径竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，紧靠圆管的末端B有一质量的木板D。一质量为的小物块C以某一初速度从点水平抛出，恰好能沿圆管切线方向以‎3m/s的速度从A点进入细圆管，小物块离开圆弧最低点B后冲上木板，C与D，D与地面之间的动摩擦因数分别为，，结果C刚好没有从D上滑下来。（g取）求：‎ ‎(1)小物块从P点水平抛出时的初速度和P。A两点间的水平距离S；‎ ‎(2)小物块到达圆弧最低点B时对轨道的压力；‎ ‎(3)木板D的长度L。（本题结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1），；（2），方向竖直向下；（3）‎1.5m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对A点速度进行分解 平抛时间 两点间的水平距离S ‎（2）由A到B运动过程，由机械能守恒定律 得 对B点的物块，由牛顿第二定律 牛顿第三定律，小物块在B点时对轨道的压力 方向竖直向下 ‎（3）C在D上向右做匀减速运动，加速度 木板D向右做匀加速运动，加速度 由题意知，C刚好没有从D上滑下来，则C滑到D最右端时两者速度相同，设为v，得时间关系 位移关系 解得 ‎18.某同学受回旋加速器的启发，设计了如图1所示的“回旋变速装置”。两相距为d的平行金属极板M和N，极板M位于x轴上极板N在它的正下方。两板之间加上如图2所示的幅值为的交变电压，周期，极板M上方和极板N下方有磁感应强度大小均为B，方向相反的匀强磁场，粒子探测器位于y轴处，能探测到射到y轴上的带电粒子。时刻。位于处的粒子发射源沿y轴正方向以初动能射出质量为m，电荷量为 的粒子。已知，忽略粒子的重力和其他阻力，粒子在电场中运动的时间不计。‎ ‎(1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径？‎ ‎(2)，求粒子最后的出射位置？‎ ‎【答案】（1）；（2）见解析。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设初速度为，则 ‎（2）讨论如下：‎ ‎①若，粒子的轨迹如图所示 ‎②若，粒子的轨迹如图所示 则 ‎③若，粒子的轨迹如图所示 则 ‎④若，粒子的轨迹如图所示 ‎ 则 解得