2020-2021学年高考理综(物理)模拟试题及答案解析八 18页

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理） 高三考前模拟试卷 本试卷分选择题和非选择题两部分，共 40 题，满分 300 分，考试时间 150 分钟。 注意事项： 1．答选择题前，请考生务必将自己的学校、姓名、准考证号、座位号、考试科目等 内容涂（填）写在答题卡和答题卷上相应的位置。 2．选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需 涂改，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。答在试题卷上无效。 3．非选择题用黑色墨水笔答在答题卷上每题对应的答题区域内，答在试题卷上无效。 4．考试结束时只将答题卡交回。 以下数据可供解题时参考： 所需相对原子质量： H 1 C 12 O 16 Fe 56 Cu 64 第Ⅰ卷（选择题 共 126 分） 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分．在每小题给出的四个选项中，第 14－18 题只有一项符合题目要求，第 19－21 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，有选错的得 0 分。 14．夸克是构成物质的基本单元， 1994 年发现于美国费米实验室的顶夸克便是其中一 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 种。已知正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为 r aKE s P 3 4 ，式中 r 是正、反 顶夸克之间的距离， 12.0sa 是强相互作用耦合常数，无单位， K 是与单位制有关的 常数，则在国际单位制中常数 K 的单位是（ ） A． N B． mN C． 2mN D． 22 /CmN 15．一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直。现用 水平外力 F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持 静止。则在这一过程中（ ） A．水平外力 F不变 B．细线的拉力不变 C．铁架台对地面的压力不变 D．铁架台所受地面的摩擦力不变 16．一自耦调压变压器 (可看做理想变压器 )的电路如图甲所示，移动滑动触头 P 可改 变副线圈匝数。已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝，原线圈匝数为 1 100 匝，接在如 图乙所示的交流电源上，电压表为理想电表，则（ ） A．交流电源电压瞬时值的表达式为 u＝220sin 100πt V B．P 向上移动时，电压表的示数变大，最大显示示数为 380 2 V & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ C．P 向下移动时，变压器的输入功率不变 D．P 向下移动时，通过原线圈的电流减小 17．如图所示，竖直平面内固定有一段内壁光滑的弯管，其两端 P、Q 的水平距离为 d。若将直径略小于弯管内径的小球以初速度 v0 从 P 端水平射入弯管，则小球在穿过 整个弯管的过程中与弯管均无挤压。若小球从静止开始由 P 端滑入弯管，则小球从 Q 端射出时的速度也为 v0。已知重力加速度为 g， 不计空气阻力，那么 A． gdv0 B． gdv 20 C． 20 gdv D． gdv 20 18．质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两物体分别在水平恒力 1F 和 2F 的作用下沿水平面运 动，撤去 1F 、 2F 后受摩擦力的作用减速到停止， 其 tv 图像如图所示。 若水平面对 A、 B 两物体的摩擦力分别为 1f 、 2f ，则下列说法正确的是（ ） A． 1:1: 21 FF 1:1: 21 ff B． 1:2: 21 FF 1:1: 21 ff C． 1:1: 21 FF 2:1: 21 ff D． 1:2: 21 FF 1:2: 21 ff 19．小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速 度 为 v0 的塑料小球， 若小球运动过程中受到的空气 阻 力与其速率成正比。小球运动的速率随时间变化 的 规律如图所示， t1 时刻到达最高点，再落回地面， 落 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 地速率为 v1，下列说法中正确的是 ( ) A．小球上升过程中的平均速度小于 v0/2 B．小球下降过程中的平均速度小于 v1/2 C．小球射出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值为 0 D．小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小 20． 如 图 所 示 ， 水 平 面 内 有 一 个 固 定 的 光 滑 绝 缘 圆 环 ， 圆 环 上 套 有 一 质 量 kgm 2102 、带电量 Cq 6101 的小球，整个装置处在水平方向的匀强电场中， AB 为圆环的一条直径。若小球从 A 点静止释放，则其运动过程中的最大速度 smv /1.01 ；若小球从 B 点静止释放，则其运动过程中的最大速度 smv /2.02 。若 规定圆环圆心 O 处的电势为零，则下列说法正确的是 （ ） A．圆环上 A 点的电势为 100V B．圆环上 B 点的电势为 150V C．小球从 A 点静止释放的运动过程中一定会经过 B 点 D．小球从 B 点静止释放的运动过程中一定会经过 A 点 21．如图所示，空间内存在竖直方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场。电阻可忽略不计 的金属框架 ABCD 固定在水平面内， AB 与 CD 平 行且足够长。粗细均匀的光滑导体棒 MN 垂直于 CD 放置，在外力 F 的作用下以垂直于自身的速度 v 向右匀速运动，运动过程中始终与金属框接触良 好。若以导体棒经过 C 点瞬间为计时起点，则电路 中的电流大小 I 、消耗的电功率 P 、外力 F 、导体棒 MN 两点间的电势差 U 随时间 t 的 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 变化规律图像中正确的是（ ） A B C D 非选择题 （共 174 分） 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22～32 题为必考题，每个小题考生 都必须做答。第 33～40 题为选考题，考生根据要求做答。 （一）必考题（共 129 分） 22．(6 分)如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。 （1）如果是用直流 5mA 挡测量电流，则读数为。 （2）如果是用直流电压 10V挡测量电压，则读数为。 （3）如果是用欧姆× 10Ω挡测电阻，则读数为。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 23．(10 分) 某兴趣小组的同学用一个光伏电池（俗称太阳能电池）在正常光照环境 下给标有“ AV 2.0,5.1 ”的小灯泡供电，发现灯泡并不发光，检查灯泡、线路均没有故 障。甲、乙同学对此现象的原因进行了猜想与分析后，均认为电池内阻可能太大。 为了验证猜想，甲同学用欧姆表直接连接在电池的两极，欧姆表的示数为 30 ；乙同 学则先将灵敏电流表（内阻可忽略）直接连接在电池的两极， 测得电流为 mA74.0 ，后 将电压表（内阻约为 k50 ）单独连接电池的两极，测得电压为 V48.1 ，再计算 3 3 102 1074.0 48.1 I Ur (1) 根据甲、乙两同学的测量所得数值判断，此光伏电池的内阻 gR 大小应（ ） A.略大于 k2 B.等于 k2 C.略小于 k2 D.略大于 30 E.等于 30 E.略小于 30 (2) 你若是兴趣小组中的一员，为测定光伏电池的电动势和内阻，在上述甲、乙两同 学测量结果的基础上，请设计一个合理且具备操作性的实验电路图。提供的实验器材 有： 电流表 1A （量程 A6.0 ，内阻 11r ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 电流表 2A （量程 mA1 ，内阻 1002r ） 电阻箱 1R （ 99.99~0 ） 电阻箱 2R ( 9999~0 ) 导线若干、开关 请在虚线框中画出测量光伏电池的电动势和内阻的实验电路图 （所选用的器材请在图 中用对应的符号标出） 。 （3）多次改变电阻箱的阻值 R，测出相应的电流表读数 I。根据实验测得的数据描点， 绘出的 R I 1 图象是一条直线。若直线的斜率为 k，在 I 1 坐标轴上的截距为 b，则该电 源的电动势 E=，内阻 r=（用题中所给字母表示） 。 24．(12 分) 如图所示，某行星绕太阳公转的运动轨道为椭圆，其近日点 A 和远日点 B 离太阳的距 离分别为 Ar 和 Br 。已知太阳质量为 M ，引力常量为 G 。 （取无穷远处为零势能点时，两质量分别为 m1、m2 天体间的引力势能表达式为 r mmGE p 21 ， 其中 r 为两天体中心间的距离。 ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （1）请结合开普勒第三定律求出该行星轨道半长轴 a 的三次方与它的公转周期 T 的平 方的比值。 （2）请结合开普勒第二定律求出该行星在近日点 A点的速度大小。 25．(20 分) 如图所示，直角坐标系 xOy 的第一象限内有方向垂直纸面向外、磁感应强度 B= 10 T 的匀强磁场，第三象限内有方向沿 y 轴负方向、电场强度 E=20V/m的匀强电场。现将 大量质量相等、带电量不同的粒子，从 y 轴上 PQ之间各处沿 x 轴正方向于某一瞬间 全部射入磁场。已知粒子的质量 m=10-10 kg，初速度 v0=1.6×103m/s，带电量 q 的范围 为 2.5×10-6 C 至 1×10-5 C，所有粒子都能从坐标原点 O 处进入第三象限。足够大的荧光 屏 MN 位于直线 y=-0.64m 处，粒子打到荧光屏的瞬间，荧光屏上被粒子击中的位置 会发光。不计粒子重力，计算时可取 ．．．．． 516 ，求： （1） PQ两点之间的距离； （2） 荧光屏发光的持续时间； （3） 已知带电量 q=1×10-5 C 的粒子能够打中荧 光屏的 A 点。 若将荧光屏绕 A 点顺时针转过一定角 度θ（如图中虚线所示） ，且θ满足 1350 。 试问是否存在一个角度θ使得从 PQ 之间同时释放的所有粒子能够在同一时刻到达荧 光屏。若存在，请求出θ的值；若不存在，请说明原因。 （二）选考题：共 45 分。请考生从给出的 3 道物理题、 3 道化学题、 2 道生物题中每 科任选一题作答，并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号方框涂黑。注意所做题 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果不涂、 多涂均按所答第一题评分；多答则每学科按所答的第一题评分。 33．[物理—选修 3-3] （15 分） （1）（5 分）利用单分子油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏伽德罗常数。已知 n 滴 油酸的体积为 V，一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为 S，则这种油酸 分子直径的表达式 d＝___________；如果这种油酸的摩尔质量为 M，密度为ρ， 油酸 分子可视为球体，则阿伏伽德罗常数的表达式为 NA＝__________。 （2）（10 分）一定质量的理想气体经历了如图所示的 A B C D A 循环，该过程每个状态视为平衡 态， 各状态参数如图所示。 A 状态的压强为 5101 Pa，求： （i）B 状态的温度； （ii）完成一个循环，气体与外界热交换的热量。 34．[物理—选修 3-4] （15 分） （1）（i）在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、 秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是 ________． A．约 1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小铁球 B．约 0.1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小铁球 C．约 0.1 m 的不可伸长的细线，半径约 1 cm 的小塑料球 D．约 1 m 的不可伸长的细线， 半径约 1 cm 的小塑料球 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （ii）某同学在处理数据的步骤中，以 L 为纵坐标，以周期 T 为横坐标，作出如图 所示的图象， 已知该图线的斜率为 k＝0.500，则重力加速度为 ________m/s2.(结果保留 三位有效数字，π＝ 3.14) （2）（10 分）在折射率为 n、厚度为 d 的平板玻璃 的上方空气中有一点光源 S，从 S 发出的光线 SA 以入射角θ入射到玻璃板上表面， 经过玻璃板折射 后从下表面射出，如图所示。若沿此光线传播的光 从光源 S到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中 传播时间相等，则点光源 S 到玻璃板上表面的垂直距离应是多少 ? 35．[物理—选修 3-5] （15 分） （1）（5 分）用同一实验装置甲研究光电效应现象，分别用 A、B、C 三束光照射光电 管阴极，得到光管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中 A、C两束光照 射时对应的遏止电压相同，均为 Uc1，则下列论述正确的是（填正确答案标号，选对一 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 分，最低得分为 0 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 图甲 图乙 A. 三个光束的频率都大于阴极金属板的极限频率 B. B光束光子的动量最大 C. 三个光束中 B 光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多 D. 三个光束中 A 光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多 E．若 B 光是氢原子由第 2 能级向基态跃迁时产生的，则 C 光可能是氢原子由更高能 级跃迁到基态产生的 （2）（10 分）光滑水平面上有三个木块 A、B、C，木块 A、B、C质量分别为 mA＝m， mB＝2m，mC＝3m。开始时 B 静止， A、B 间距小于 B、C间距， A、C 都以相同的初速 度大小 v0 向 B 运动。 A 与 B 发生碰撞后分开， C与 B 发生碰撞后粘在一起，此后 A 与 B 间的距离保持不变。 （i）请通过计算判断 A、B 间的碰撞是否为弹性碰撞； （ii）求两次碰撞 A、B、C组成的系统动能总的损失量。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 高三考前模拟试卷参考答案 物理部分 14.C 15.C 16.D 17.A 18.B 19.AD 20.BD 21. BC 22.（6 分）（1）3.60mA 2 分 （2）7.2V 2 分 （3）60Ω 2 分 23.（9 分）（1）A 2 分 （2）电路图如图所示 3 分 （有错不得分） （ 3） k 1 2r k b 每空 2 分 24. （1）（6 分）根据开普勒第三定律，所有行星轨道半长轴 a 的三次方与它的公转周期 T 的平方的 比值相等。 （1 分） 对于轨道半径为 a 的圆轨道，根据牛顿第二定律，有 a T m a MmG 2 2 2 4 （2 分） 可得 22 3 4 GM T a （2 分） 所以 该行星轨道半长轴 a 的三次方与它的公转周期 T 的平方的比值也为 22 3 4 GM T a （1 分） （2）（6 分）根据开普勒第二定律，有 BBAA rvrv 2 1 2 1 （2 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 根据机械能守恒有 B B A A r MmGmv r MmGmv 22 2 1 2 1 （2 分） 联立以上二式，解得 )( 2 BAA B A rrr GMrv （2 分） 25.（1）（5 分）粒子在第一象限做匀速圆周运动，根据 r vmBqv 2 0 0 （1 分） 得 qB mvr 0 （1 分） 带电量 Cq 6 1 105.2 的粒子半径最大， m Bq mvr 2.0 1 0 1 （1 分） 带电量 Cq 5 2 101 的粒子半径最小， m Bq mvr 05.0 2 0 2 （1 分） PQ 两点之间的距离 mrrd 3.0)(2 21 （1 分） （2）（9 分）粒子在磁场中的运动周期 qB mT 2 （1 分） 粒子在磁场中均运动了半个周期，所用时间 qB mTt 2 （1 分） 粒子在电场中 m qEa （1 分） 2 2 1 tay （1 分） qE myt 2 （1 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 粒子从出发到打到荧光屏所用的总时间 ttt总 粒子带电量 q 越大，总时间 总t 越小。 （1 分） 故带电量 Cq 6 1 105.2 的粒子所用时间最长， 其 s Bq mt 4- 1 1 104 ， s Eq my t 3 1 1 106.1 2 sttt 3 111 102总 （1 分） 故带电量 Cq 5 2 101 的粒子所用时间最短， 其 s Bq mt 4- 2 2 101 ， s Eq my t 4 2 2 108 2 sttt 4 112 109总 （1 分） 故荧光屏发光的持续时间 sttt 3 21 101.1总总 （1 分） （3）（6 分）解法一：带电量 Cq 5 2 101 的粒子打到荧光屏时 smt m Eqtav y /106.1 3 2 2 2 速度与 x 轴负方向夹角 1tan 0v vy ， 45 故荧光屏旋转角度 θ的过程中带电量 Cq 5 2 101 的粒子一直打在荧光屏的 A 点。 A 点坐标 mtvx 28.1102 ， my 64.02 （1 分） 带电量 Cq 6 1 105.2 的粒子在磁场中的运动时间 s Bq mt 4- 1 1 104 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 在电场中的运动时间 sttt 4- 121 105-总 （1 分） 此时该粒子所处位置 C点的坐标 mtvx 8.0101 mt m Eqy 0625.0 2 1 2 1 1 1 （1 分） 对任意其他带电量的粒子，如 Cq 6 3 105 的粒子 在磁场中的运动时间 s Bq mt 4- 3 3 102 在电场中的运动时间 sttt 4- 323 107-总 （1 分） 此时该粒子所处位置 D 点的坐标 mtvx 12.1303 mt m Eqy 245.0 2 1 2 3 3 （1 分） 显然 A、C、D 不在一条直线上，故不存在满足题目要求的 θ。 （1 分） 解法二： t 时刻对已经进入电场的粒子 )(0 qB mtvx （2 分） 2)( 2 qB mt m qEy （2 分） 联立上述两个方程，消去 q 得 )(2 0 2 0 2 v xtBv Exy （1 分） 显然 t 取任意值，上式都不可能是一个直线方程，故不存在满足题目要求的 θ。（1 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 33.（1）（5 分） V nS （2 分）； 3 3 3 6Mn S V （3 分） (2)（10 分） （i）理想气体从 A 状态到 B 状态的过程中，压强保持不变，根据盖 ·吕萨克定律有 B B A A T V T V （2 分） 带入数据解得 K600A A B B T V VT （ 2 分） （ii）理想气体从 A 状态到 B 状态的过程中，外界对气体做功 )(1 ABA VVPW 解得 J1001W （1 分） 气体从 B状态到 C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有 C C B B T P T P 解得 Pa105.2 5 CP （ 1 分） （用理想气体状态方程解答正确同样给分） 从 C 状态到 D 状态的过程中，外界对气体做功 )(2 ABC VVPW 解得 J2502W （1 分） 一次循环过程中外界对气体所做的总功 J15021 WWW 理想气体从 A 状态完成一次循环，回到 A 状态，始末温度不变，所以内能不变。根据热力学第一 定律有 QWU （1 分） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 解得 J150Q （1 分） 故完成一个循环，气体对外界放热 150J。 （1 分） 34.（1）（5 分） （i）A （ 2 分） （ii）9.86 （3 分） （2）（10 分） 设点光源 S 到玻璃板上表面的垂直距离是 l，折射角为 ， 有： SA= cos l （1 分） 光线从光源 S 到玻璃板上表面的传播时间为： t1= cosc l （1 分） 光在玻璃板中的传播距离： s= d cos （ 1 分） 光在玻璃板中的传播速度： n cv （ 1 分） 光在玻璃板中的传播时间为： t2= vcos d cosc nd （1 分） 由题意知： cosc nd = cos l （ 1 分） 由折射定律 sin sinn （2 分） 联立解得： 2 2 cos 11 sin ndl n （ 2 分） 35.（1）（5 分） ABD 选对一个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错一个扣 3 分， 最低得分为 0 分。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ (2)（10 分） （i）规定向左的方向为正，设 A、B 碰撞后 A 的速度大小为 v ，B 的速度大小为 u A、B 碰撞过程动量守恒： -mv 0= mv-2mu （2 分） B、C 碰撞过程动量守恒： -2mu+3mv 0 = 5mv （2 分） 联立可解： v = v0/3 u =2v0/3 （2 分） A、B 系统碰后动能 Ek1 = mv2/2+2mu2/2 = mv2 0/2 （1 分） 因而 A、B 间发生的是弹性碰撞 （1 分） （ii）A、B、C系统最后的总动能 Ek2= 6mv2/2= mv2 0/3 （1 分） 因而两次碰撞的总的动能损失量 ΔEk =Ek0 - Ek2=5 mv2 0/3