2020-2021学年高考理综(物理)最后一次模拟试题及答案解析 11页

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 新课标最新年高考理综（物理）模拟试题 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷。第Ⅰ卷均为必考题，第Ⅱ卷包括 必考和选考两个部分。 可能用到的相对原子质量： H 1 O 16 Cu 64 第Ⅰ卷（必考） 本卷共 18 小题，每小题 6 分，共 108 分 选择题（本题共 18 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 ） 13．半圆形玻璃砖横截面如图， AB 为直径， O 点为圆心。在该截面内有 a、b 两束单色可见光从空气垂直于 AB 射入玻璃砖，两入射点到 O 的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则 关于 a、b 两束光的分析正确的是 A．a 光的频率比 b 光的频率大 B．在同种均匀介质中传播， a 光的传播速度较小 C．分别通过同一双缝干涉装置， a 光的相邻亮条纹间距大 D．以相同的入射角从空气斜射入水中， b 光的折射角大 14．质点沿直线运动，在 10 s 内速度由 10 m/s 减为 0，速度随时间变化 的关系图象 (v-t 图 )恰好是与两坐标轴相切的四分之一圆弧，如图所 示。则该质点在第 5 s 末的加速度大小为 A． 3 3 B． 2 3 C． 2 2 D． 3 2 15．如图所示，虚线 a、b、c、 d、e 代表电场中的五个等势面，相邻等势面之间的电势 差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域 时的运动轨迹， P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A．五个等势面中， a 的电势最高 B．带电粒子通过 P 点时的动能比通过 Q 点时的动能大 C．带电粒子通过 P 点时的加速度比通过 Q 点时的加速度大 D．带电粒子通过 P 点时的电势能比通过 Q 点时的电势能大 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 16．如图所示，三颗质量均为 m 的卫星 a、b、c 在同一平面内绕地球做匀速圆周运动， 其中 b、c 在地球的同步轨道上， a 距离地球表面的高度为 R，此时 a、b 恰好相距最 近。已知地球的半径为 R、地球自转的角速度为ω，地球表面重 力加速度为 g，则 A．发射卫星 b 时速度要大于 11.2 km/s B．卫星 a 在赤道正上方且动能为 mgR 8 1 C．卫星 a 和 b 下一次相距最近还需经过 R g t 8 2 D．若要卫星 c 与 b 实现对接，可只让卫星 c 加速 17．如图所示，实线和虚线分别为某种波在 t 时刻和 t＋Δ t 时刻的波形曲线。 B 和 C 是 横坐标分别为 d 和 3d 的两个质点，下列说法中正确的是 A．任一时刻，如果质点 B 向上运动，则质点 C 一定向下运动 B．任一时刻，如果质点 B 速度为零，则质点 C 的速度也为零 C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为 15 6 Δt D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为 11 6 Δt 18．下表为如图所示“风光互补路灯”中风力发电机部分的配置参数。已知风轮机叶片 旋转所扫过的面积为风力发电机可接受 风能的面积，风力发电机的输出功率与 单位时间内流向风轮机的最大风能 P 风 成正比。则当风垂直通过叶片旋转扫过 的平面且风速为 6 m/s 时（忽略空气密 度的变化） ，风力发电机的输出功率为 A．25 W B．50 W C．100 W D．200 W & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 第Ⅱ卷 必考部分 第Ⅱ卷必考部分共 10 题，共 157 分。 19．（18 分） （1）（6 分）利用如图实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题。 ①图示为一条符合实验要求的纸带， O 点为打点计时器打下的第一点。分别测 出若干连续点 A、 B、C⋯⋯与 O 点之间的距离 h1、h2、h3⋯⋯。已知打点计 时器的打点周期为 T，重锤质量 为 m，重力加速度为 g，可得重 锤下落到 B 点时的速度大小为 ________。 ②取打下 O 点时重锤的重力势能 为零，计算出该重锤下落不同高 度 h 时所对应的动能 Ek 和重力 势能 Ep。建立坐标系， 横轴表示 h，纵轴表示 Ek和 Ep，根据以上 数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值 k1=2.94 J/m， 请计算图线Ⅱ的斜率 k2=J/m（保留 3 位有效数字） 。重锤和纸带在下落过程中 所受平均阻力与重锤所受重力的比值为（用 k1 和 k2表示） 。 （2）（12 分）某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判 断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为 ≥ 200 Ω· m）。如图甲所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电 阻极小） ，其余四面由绝缘材料制成， 左右两侧带有接线柱。 容器内表面长 a=40 cm，宽 b=20 cm，高 c=10 cm。将水样注满容器后，进行以下操作： ①分别用多用电表欧姆挡的“× 1k”、“× 100”两档粗测水样的电阻值时，表盘上 指针如图乙所示，则所测水样的电阻约为Ω。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ ②为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材： A．电流表 (量程 5 mA，电阻 R A 为 50 Ω) B．电压表 (量程 15 V，电阻 Rv 约为 10 kΩ) C．滑动变阻器 (0~20 Ω，额定电流 1 A) D．电源 (12 V，内阻约 10 Ω) E．开关一只、导线若干 请在答题卷相应位置的实物图中 ．．．．．．．．．．．．． 完成电路连接。 ③正确连接电路后，闭合开关，测得一组 U、 I 数据；再调节滑动变阻器，重复上 述测量步骤， 得出一系列数据如表所示， 请在在答题卷相应位置的坐标纸中 ．．．．．．．．．．．．． 作出 U-I 关系图线。 U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6 I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15 ④由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为Ω· m。据此可知，所测水样在电 阻率这一指标上 (选填“达标”或 “不达标” ) 20．（15 分）如图所示，让一小物体（可看作质点）从斜面底端 A 点以 v0=4 m/s 的初速 度滑上斜面，物体滑到斜面上的 B点后沿原路返回。若 A 到 B 的距离为 s=1 m，斜 面倾角为θ =37°，重力加速度为 g=10 m/s2 。（ 取 sin37°=0.6，cos37 °=0.8） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （1）求物体与斜面间的动摩擦因数μ； （2）若设水平地面为零势能面， 且物体返回经过 C 点时， 其动能恰与重力势能相等， 求 C 点相对水平地面的高度 h。 21．（ 19 分）如图所示，水平虚线 L1、L2 之间是匀强磁场，磁场区竖直宽度为 h，磁场方 向水平向里。竖直平面内有一等腰梯形导线框，底边水平，其上下边长之比为 5:1， 高为 2h。现使线框 AB 边在磁场边界 L1 的上方 h 高处由静止自由下落，当 AB 边刚 进入磁场时加速度恰好为 0，在 DC 边刚要进入磁场前的一小段 时间内，线框做匀速运动。重力加速度为 g。 （1）如果已知磁感应强度为 B，导线框电阻为 R， AB 长为 l， 求线框的质量； （2）求在 DC边进入磁场前，线框做匀速运动时的速度大小 与 AB 边刚进入磁场时的速度大小之比； （3）求 DC 边刚进入磁场时，线框加速度的大小。 22．（20 分）如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的 受力情况可推测其电场和磁场。 图中装置由加速器和平移器组成， 平移器由两对水平 放置、相距为 l 的相同平行金属板构成，极板长度为 l、间距为 d，两对极板间偏转电 压大小相等、电场方向相反。质量为 m、电荷量为＋ q 的粒子经加速电压 U0 加速后， 水平射入偏转电压为 U1 的平移器，最终从 A 点水平射入待测区域。不考虑粒子受到 的重力。 （1）求粒子射出平移器时的速度大小 v1； （2）当加速电压变为 4U0 时， 欲使粒子仍从 A 点射入待测区域， 求此时的偏转电压 U； （3）已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为 F。现 取水平向右为 x 轴正方向，建立如图所示的直角坐标系 Oxyz。保持加速电压为 U0 不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的 受力大小如下表所示。 射入方向 y －y z －z 受力大小 5F 5F 7F 3F 请推测该区域中电场强度 E和磁感应强度 B 的大小及可能的方向。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 选考部分 第Ⅱ卷选考部分共 5 题，共 35 分。其中， 第 29、30 题为物理题， 第 31、32 题为化学题， 考生从两道物理题、两道化学题中各任选一题作答，若第 29、30 题都作答，则按第 29 题计分，若第 31、32 题都作答，则按第 31 题计分；第 33 题为生物题，是必答题。请将 答案都填写在答题卷选答区域的指定位置上。 29．[物理——选修 3－3]（本题共有两小题，每小题 6 分，共 12 分。每小题只有一个选 项符合题意。 ） （1）下列关于热现象的说法正确的是。 （填选项前的字母） A．一定质量的 100℃的水吸收热量后变成 100℃的水蒸气，系统的内能保持不 变 B．对某物体做功，一定会使该物体的内能增加 C．气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积 D．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功 （2）如图所示，一定质量的理想气体，处在 A 状态时，温度为 tA=27 ℃，则气体从 状态 A 等容变化到状态 M，再等压变化到状态 B 的过程 中，对外所做的功 W 和在状态 B 的温度 tB 分别为。（取 1 atm=1.0×105 Pa） (填选项前的字母 ) A．W=300 Jt B=27 ℃ B．W=300 Jt B=﹣ 33 ℃ C．W=750 Jt B=﹣ 33 ℃ D．W=750 Jt B=27 ℃ 30．[物理——选修 3－5]（本题共有两小题，每小题 6 分，共 12 分。每小题只有一个选 项符合题意。 ） （1）下列有关光的现象以及相关说法正确的是。 (填选项前的字母 ) A．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，则改用红光一定不能使该 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 金属发生光电效应 B．大量光子产生的效果往往显示出波动性 C．大量处于 n=4 能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放 3 种不同频率的光 子 D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分 能量转移给电子，所以光子散射后波长变短 （2）一质量为 M=1.0 kg 的木块静止在光滑水平桌面上，一质量为 m=20 g 的子弹以 水平速度 v0=100 m/s 射入木块，在很短的时间内以水平速度 10 m/s 穿出。则子 弹射穿木块过程， 子弹所受合外力的冲量 I 和木块获得的水平初速度 v 分别为。 （填选项前的字母） A．I=1.8 kg?m/sv=1.8 m/s B．I=1.8 kg?m/sv=2.0 m/s C．I=-1.8 kg ?m/sv=1.8 m/s D．I=-1.8 kg ?m/sv=2.0 m 参考答案 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 13．C 14．A15．B16．C17．D18．B 19．（18 分） （1）（6 分，每格 2 分）① T hh 2 - 13 ② 2.80±0.07 1 21 - k kk （2）① 1.75×10 3 （3 分）（1.70×10 3~1.80×103 ） ②见解析图 a （ 2 分） ③见解析图 b （ 2 分） ④137（125~145） （ 3 分） 不达标（ 2 分） 20．（15 分）解： （1）分析物体上滑过程在斜面上的受力，由 A 到 B过程由动能定理得 2 0 2 10)sin( vmsfmg ①⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 分 垂直斜面方向有 cosmgN ②⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 又 Nf ③⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 联立①②③式得 tan cos2 2 0 gs v ④⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 代入数据解得 25.0 4 3 8.01102 4 2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 （3）设物体经过 C 点的速度大小为 v，由 B 到 C过程由动能定理得 2 2 1) sin ()sin( vmhsfhsmg ⑤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 分 又 2 2 1 vmmgh ⑥⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 分 联立⑤⑥式得 sh cot2 )cos(sin ⑦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 代入数据解得 m 3 425.02 1)8.025.06.0(h =0.24 m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 21．（19 分）解： （1）设 AB 边刚进入磁场时速度为 v1，线框质量为 m；又 AB=l，则 CD=5l 线框下落过程由机械能守恒定律得 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 2 1 2 1 vmmgh ①⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 AB 刚进入磁场时 感应电动势 11 vlBE ②⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 感应电流 R EI 1 1 ③⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 安培力 lIBF 11 ④⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 加速度为 0，即受力平衡，有 1Fmg ⑤⋯⋯ 1 分 联立①—⑤式解得 g h R lBm 222 ⑥⋯⋯⋯⋯ 2 分 （2）设 DC边刚进入磁场前匀速运动时速度为 v2， 线框切割磁感应线的有效长度为 2l， 22 2 vlBE ⑦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 分 线框匀速运动时受力平衡，有 R lBmg 2 22 )2( v ⑧⋯⋯ 2 分 由（ 1）得 AB 刚进入磁场时有 R lBmg 1 22 v ⑨⋯⋯⋯⋯ 1 分 联立⑧⑨式解得 4 1 1 2 v v ⑩⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 分 （3）CD 刚进入磁场瞬间，线框切割磁感应线的有效长度为 3l 23 3 vlBE ○11 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 安培力为 mg R lBlIBF 4 9)3(3 3 22 33 v ○12 ⋯⋯⋯⋯ 1 分 由牛顿第二定律得 mamgF3 ○13 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 分 联立○ 12 ○13 式解得 ga 4 5 ○14 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 22．（20 分）解： （1）设粒子射出加速器的速度为 v0， 由动能定理得 2 00 2 1 vmqU ①⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 分 粒子在平移器的两个电场中运动恰好相反，得 v1= v0 ②⋯⋯ 1 分 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 联立①②式解得 m qU 0 1 2v ③⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 （2）在第一个偏转电场中，粒子做类平抛运动，设粒子的运动时间为 t： 加速度的大小 md qU a 1 ④⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 水平位移 tl 0v ⑤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 竖直位移 2 1 2 1 aty ⑥⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 在离开电场时，竖直分速度 atyv ⑦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为 t 竖直位移 ty yv2 ⑧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 由题意知，粒子竖直总位移 212 yyy ⑨⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 联立④—⑨式解得 dU lUy 0 2 1 ⑩⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 当加速电压为 4U0 时， y 相同，解得 U =4U1 ○11 ⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 （3） )(a 由沿 +x 轴方向射入时的受力情况（均为 F 且与速度无关）可知： B 平行于 x 轴，电场力为 F，则 q FE ○12 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 )(b 由沿± y 轴方向射入时的受力情况（大小相同）可知： 洛伦兹力 f 沿 z 轴， E与 Oxy 平面平行，且电场力与洛伦兹力垂直，有 222 )5( FfF ○13 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 其中洛伦兹力 Bqf 1v ○14 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 解得 Ff 2 ， 0 2 qU m q FB ○15 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ )(c 设电场方向与 +x 轴方向夹角为α， 若 B 沿 +x 轴方向，由沿 z 轴方向射入时的受力情况得（ f 沿 y 轴） 222 )7()cos()sin( FFFf ○16 ⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 222 )3()cos()sin-( FFFf 解得 2 1sin 即 α=30°或α=150° ○17 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 分 即 E 与 Oxy 平面平行且与 +x 轴方向的夹角为 30°或150°；⋯⋯1 分 同理若 B 沿 -x 轴方向， 则 E 与 Oxy 平面平行且与 +x 轴方向的夹角为 -30 °或-150 °。⋯⋯1 分 29．（12 分）（1）C （2）B （各 6 分，共 12 分） 30．（12 分）（1）B （2）C （各 6 分，共 12 分）