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2020高考物理模擬卷(1) (建議用時:60分鐘　滿分:110分) 二、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分.在每小題給出的四個選項中,第14～18題只有一項符合題目要求,第19～21題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得 0分) 14.關于原子核的變化、核能及核力,下列說法正確的是(　　) A.核力是一種弱相互作用,只能發(fā)生在原子核內相鄰核子之間 B.某原子經過一次α衰變和兩次β衰變后,核內質子數(shù)不變 C.放射性原子核X發(fā)生衰變,生成物的結合能一定小于X的結合能 D.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n是太陽內部發(fā)生的核反應之一 15.如圖所示,半球形物體A和小球B緊靠著放在一固定斜面上,并處于靜止狀態(tài),忽略小球B表面的摩擦,用水平力F沿物體A表面將小球B緩慢拉至物體A的最高點C,物體A始終保持靜止狀態(tài),則下列說法中正確的是(　　) A.物體A受到4個力的作用 B.物體A受到斜面的摩擦力大小始終不變 C.小球B對物體A的壓力大小始終不變 D.小球B對物體A的壓力大小一直增加 16.如圖所示,質量為m,長為l的銅棒ab,用長度也為l的兩根輕導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B,未通電時,輕導線靜止在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉的最大角度為θ,則(　　) A.棒中電流的方向為b→a B.棒中電流的大小為mgtanθBl C.棒中電流的大小為mg(1-cosθ)Blsinθ D.若只增大輕導線的長度,則θ角變大 17.如圖所示,一個箱子內放置質量為m的物體,現(xiàn)讓箱子以初速度為零從高空釋放,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度成正比,在箱子下落過程中,下列說法正確的是(　　) A.箱內物體對箱子底部始終沒有壓力 B.箱內物體對箱子底部剛開始存在壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸減小直到為零 C.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大 D.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時小 18.教學用發(fā)電機能夠產生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(內阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R0供電,電路如圖(甲)所示,所產生的交變電壓隨時間變化規(guī)律如圖(乙)所示,C是耐壓值為2.5 V的電容器,R是滑動變阻器,所有電表均為理想電表.則(　　) A.副線圈輸出的電流頻率為0.5 Hz B.各電表的示數(shù)均為瞬時值 C.若原副線圈的匝數(shù)比為10∶1,則電容器不會被擊穿 D.滑動變阻器滑片P向下移動時,電流表A1,A2的示數(shù)均增大 19.有一傾角為30的光滑斜面,勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在斜面底端,上端與一質量為m的滑塊A連接,A處于靜止狀態(tài).另一質量也是m的滑塊B在距離滑塊A為L處由靜止釋放,A,B相碰后粘在一起沿斜面向下運動,A,B均可以視為質點,則下列說法正確的是(　　) A.滑塊B與A碰撞前瞬間B的速度為v0=gL2 B.AB滑塊相碰前彈簧所具有的彈性勢能為Ep=m2g28k C.整個過程損失的機械能為14mgL D.當A,B滑塊速度減為零時彈簧彈力的大小為mg 20.如圖所示,一個帶電荷量為-Q的點電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點.另一個帶電荷量為+q、質量為m的點電荷乙,從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動,運動到B點時速度為v,且為運動過程中速度的最小值.已知點電荷乙受到的阻力大小恒為f,A,B間距離為L0,靜電力常量為k,則下列說法正確的是(　　) A.點電荷乙從A點向甲運動的過程中,加速度先減小再增大 B.點電荷乙從A點向甲運動的過程中,其電勢能先增大再減小 C.OB間的距離為kQqf D.在點電荷甲形成的電場中,AB間電勢差UAB=fL0+12mv2q 21.如圖所示,電阻不計的兩光滑平行導軌固定在絕緣水平面上,導軌間距為1 m,導軌中部有一直徑也為1 m的圓形勻強磁場區(qū)域,與兩導軌相切于M,N兩點.磁感應強度大小為1 T、方向豎直向下,長度略大于1 m的金屬棒垂直導軌水平放置在磁場區(qū)域中,并與區(qū)域圓直徑MN重合.金屬棒的有效電阻為0.5 Ω,一勁度系數(shù)為3 N/m的水平輕質彈簧一端與金屬棒中心相連,另一端固定在墻壁上,此時彈簧恰好處于原長.兩導軌通過一阻值為1 Ω的電阻與一電動勢為4 V、內阻為0.5 Ω 的電源相連,導軌電阻不計.若開關S閉合一段時間后,金屬棒停在導軌上某位置,下列說法正確的是(　　) A.金屬棒停止的位置在MN的右側 B.停止時,金屬棒中的電流為4 A C.停止時,金屬棒到MN的距離為0.4 m D.停止時,金屬棒受到的安培力大小為2 N 三、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分,第22～25題為必考題,每個試題考生都必須作答.第33～34題為選考題,考生根據(jù)要求 作答) (一)必考題:共47分. 22.(6分)甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖(甲)、(乙)、(丙)所示的實驗裝置,驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律.已知他們使用的小車完全相同,小車的質量為M,重物的質量為m,試回答下列問題: (1)甲、乙、丙實驗中,必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組是　　　　. A.甲、丙 B.甲、乙 C.甲、乙、丙 (2)實驗時,必須滿足“M遠大于m”的實驗小組是　　　　. (3)實驗時,甲、乙、丙三組同學的操作均完全正確,他們作出的aF圖線如圖(丁)中A,B,C所示,則甲、乙、丙三組實驗對應的圖線依次是　　　　,　　　　,　　　　. 23.(9分)某同學設計如圖(a)所示電路來測量未知電阻Rx的阻值和電源電動勢E. 實驗器材有:電源(內阻不計),待測電阻Rx(約為5 Ω),電壓表V(量程為3 V,內阻約為1 kΩ),電流表(量程為 0.6 A,內阻約為2 Ω),電阻R0(阻值3.2 Ω),電阻箱R(0～99.9 Ω),單刀單擲開關S1,單刀雙擲開關S2,導線若干. (1)根據(jù)圖(a)所示電路圖用筆畫線代替導線在圖(b)中完成實物電路的連接. (2)閉合開關S1,將S2撥至1位置,調節(jié)電阻箱,測得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.97 V和0.45 A;再將S2撥至2位置,調節(jié)電阻箱,測得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.70 V和0.54 A.由上述數(shù)據(jù)可測算 出待測電阻Rx=　　　　Ω(結果保留兩位有效數(shù)字). (3)拆去電壓表,閉合開關S1,保持開關S2與2的連接不變,多次調節(jié)電阻箱,記下電流表示數(shù)I和相應電阻箱的阻值R,以1I為縱坐標,R為橫坐標,作1IR圖線如圖(c)所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢E=V.實驗中,隨著電阻箱阻值的改變,電阻箱消耗的功率P會發(fā)生變化,當電阻箱阻值R=　　　　Ω時,電阻箱消耗的功率最大.(結果均保留兩位有效數(shù)字) 24.(12分)如圖,是某科技小組制作的嫦娥四號模擬裝置示意圖,用來演示嫦娥四號空中懸停和著陸后的分離過程,它由著陸器和巡視器兩部分組成,其中著陸器內部有噴氣發(fā)動機,底部有噴氣孔,在連接巡視器的一側有彈射器.演示過程:先讓發(fā)動機豎直向下噴氣,使整個裝置豎直上升至某個位置處于懸停狀態(tài),然后讓裝置慢慢下落到水平面上,再啟動彈射器使著陸器和巡視器瞬間分離,向相反方向做減速直線運動.若兩者均停止運動時相距為L,著陸器(含彈射器)和巡視器的質量分別為M和m,與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g,發(fā)動機噴氣口截面積為S,噴出氣體的密度為ρ;不計噴出氣體對整體質量的影響.求: (1)裝置懸停時噴出氣體的速度. (2)彈射器給著陸器和巡視器提供的動能之和. 25.(20分)如圖所示為xOy平面直角坐標系,在x=a處有一平行于y軸的直線MN,在x=4a處放置一平行于y軸的熒光屏,熒光屏與x軸交點為Q,在第一象限內直線MN與熒光屏之間存在沿y軸負方向的勻強電場.原點O處放置一帶電粒子發(fā)射裝置,它可以連續(xù)不斷地發(fā)射同種初速度大小為v0的帶正電粒子,調節(jié)坐標原點處的帶電粒子發(fā)射裝置,使其在xOy平面內沿不同方向將帶電粒子射入第一象限(速度與x軸正方向間的夾角為0≤θ≤π2).若在第一象限內直線MN的左側加一垂直xOy平面向外的勻強磁場,這些帶電粒子穿過該磁場后都能垂直進入電場.已知勻強磁場的磁感應強度大小為B,帶電粒子的比荷qm=v0Ba,電場強度大小E=12Bv0,不計帶電粒子重力,求: (1)粒子從發(fā)射到到達熒光屏的最長時間. (2)符合條件的磁場區(qū)域的最小面積. (3)粒子打到熒光屏上距Q點的最遠距離. (二)選考題:共15分.(請考生從給出的2道物理題中任選一題作答) 33.[物理—選修33](15分) (1)(5分)下列說法正確的是　　　　.(填正確答案標號.選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分.每選錯1個扣3分,最低得分為0分) A.懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動,這反映了水分子運動的無規(guī)則性 B.隨著分子間距離的增大,分子間相互作用力可能先減小后增大 C.隨著分子間距離的增大,分子勢能一定先減小后增大 D.壓強是組成物質的分子平均動能的標志 E.在真空和高溫條件下,可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素 (2)(10分)如圖所示,內壁光滑、橫截面積不同的兩個連在一起的圓柱形絕熱汽缸水平放置,左右兩部分橫截面積之比為2∶1,汽缸左側有一導熱活塞A,汽缸右側有一絕熱活塞B,活塞A距左側汽缸底及距兩汽缸連接處的距離均為L,活塞B距兩汽缸連接處的距離也為L,汽缸右側足夠長且與大氣連通,兩活塞的厚度均可忽略不計.汽缸左側和兩活塞A,B之間各封閉一定質量的理想氣體,初始時兩汽缸內氣體的溫度均為27 ℃,壓強等于外界大氣壓p0.現(xiàn)通過電熱絲給汽缸左側的氣體緩慢加熱,使汽缸左側內的氣體溫度升到800 K,求此時汽缸左側氣體的壓強p1和此過程中活塞B移動的距離d. 34.[物理—選修34](15分) (1)(5分)如圖所示為直角三棱鏡的截面,其中AB邊長為L,AC邊長為L2,∠C=90,一束單色光從AB面上的D點以與BD成45角射入,結果折射光線剛好到達BC邊的中點E,BD=14L,則玻璃對此單色光的折射率為　　　　,光線在BC面上　　　　(選填“會”或“不會”)發(fā)生全反射. (2)(10分)一簡諧橫波沿x軸傳播,圖(甲)為該波在t=1 s 時刻的波形圖,圖(乙)是波傳播路徑上某質點的振動圖象. ①若圖(乙)是質點Q的振動圖象,試判斷波的傳播方向并求出波傳播的速度大小. ②若波沿x軸負方向傳播,寫出質點P的振動方程,并求出t=4.5 s時,質點P離開平衡位置的位移. 參考答案 14.B　核力是強相互作用,是短程力,且每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力的作用,故A錯誤;α衰變的過程中電荷數(shù)少2,質量數(shù)少4,β衰變的過程中電荷數(shù)增加1,質量數(shù)不變,某原子核經過一次α衰變和兩次β衰變后,電荷數(shù)不變,即核內質子數(shù)不變,故B正確;放射性原子核X發(fā)生衰變,要釋放能量,衰變產物的結合能之和一定大于原來X的結合能,故C錯誤;太陽內部的反應是聚變反應,故D錯誤. 15.A　物體A受重力、壓力、支持力和靜摩擦力,共4個力的作用,A正確;對A,B整體分析,受拉力、重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,有f=(M+m)sin α+Fcos α, 對球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三個力構成首尾相連的矢量三角形,如圖所示,將小球B緩慢拉至物體A的最高點過程中,θ變小,故支持力FN變小,拉力F也變小,靜摩擦力減小,由牛頓第三定律知,B對A的壓力變小,故B,C,D錯誤. 16.C　根據(jù)導體棒受到的安培力方向可知,電流的方向由a到b,故A錯誤;根據(jù)動能定理可知,BIl2sin θ-mgl(1-cos θ)=0-0,解得I=mg(1-cosθ)Blsinθ,故B錯誤,C正確;根據(jù)以上分析可知,最大偏轉角與導線的長度無關,故D錯誤. 17.C　以箱子和物體m整體為研究對象,設總質量為M,根據(jù)牛頓第二定律得Mg-f=Ma,得a=g-fM=g-kvM,隔離物體研究,根據(jù)牛頓第二定律得mg-FN=ma,得FN=mg-ma=mg-m(g-kvM)=kmMv∝v,剛開始時速度v=0,支持力FN=0,隨著速度的增大,支持力FN增大,箱內物體對箱子底部剛開始沒有壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸增大,箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大,故C正確,A,B,D錯誤. 18.D　根據(jù)圖(乙)知交流電的周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,故A錯誤;電流表、電壓表的示數(shù)表示的是有效值,故B錯誤;由題意知,原線圈的最大電壓為31.1 V,則副線圈兩端的最大電壓U2=11031.1 V=3.11 V,而電容器的耐壓值為2.5 V,則電容器會被擊穿,故C錯誤;滑動變阻器的滑片向下滑動,電阻減小,而副線圈電壓不變,副線圈中的電流增大,原線圈中的電流也增大,即兩個電流表的示數(shù)都增大,故D正確. 19.BC　滑塊B下滑距離L的過程,由動能定理可得mgLsin 30=12mv02,解得v0=gL,故A錯誤;碰撞前A處于平衡狀態(tài),有mgsin 30=kx,彈性勢能為Ep=12kx2=12k(mg2k)2=m2g28k,故B正確;兩滑塊在碰撞過程中動量守恒,有mv0=2mv1,損失的機械能為ΔE=12mv02-122mv12=14mv02=14mgL,故C正確;AB系統(tǒng)的平衡位置為kx′=2mgsin 30=mg,當彈簧彈力的大小為mg時,AB兩個滑塊恰好運動到平衡位置,此時速度最大,故D錯誤. 20.AC　點電荷乙從A點向甲運動的過程中,受向左的庫侖力和向右的摩擦力,兩球靠近過程中庫侖力逐漸增大,點電荷乙先減速后加速,所以加速度先減小后增大,故A正確;點電荷乙向左運動過程中庫侖力一直做正功,因此電勢能一直減小,故B錯誤;當速度最小時有f= F庫=kQqr2,解得r=kQqf,故C正確;點電荷從A運動到B過程中,根據(jù)動能定理有qUAB-fL0=12mv2-12mv02,解得UAB=fL0+12mv2-12mv02q,故D錯誤. 21.AC　由金屬棒中電流方向從M到N可知金屬棒所受的安培力向右,A正確;停止時金屬棒中的電流I=ER+R0+r=2 A,B錯誤;設金屬棒向右移動的距離為x,金屬棒在磁場中的長度為2y,kx=BI(2y),x2+y2=L22,解得x=0.4 m,y=0.3 m,金屬棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2 N,C正確,D錯誤. 22.解析:(1)(甲)、(乙)、(丙)三個圖小車與長木板之間都有摩擦力,為保證小車受到的拉力就是所受的合力,所以都需要平衡摩擦力.故C正確. (2)(乙)、(丙)兩圖繩上的力由彈簧測力計和力傳感器直接讀出,不需要用重物的重力代替,所以不需滿足M?m.(甲)圖用重物的重力代替繩的拉力,必須滿足M?m. (3)(甲)圖用重物的重力代替繩子的拉力,需滿足M?m,隨著m的增大,不滿足M?m時,圖象出現(xiàn)彎曲,所以甲組對應的是C;(乙)、(丙)圖根據(jù)拉力相等時,加速度a乙>a丙,從而判斷乙組對應A,丙組對應B. 答案:(1)C　(2)甲　(3)C　A　B 評分標準:第(1)問1分,第(2)問2分,第(3)問每空1分. 23.解析:(1)實物電路連線如圖所示. (2)當開關S1閉合,S2撥至1位置時,由歐姆定律可得U1=I1(RA+Rx),當S2撥至2位置時,由歐姆定律可得U2=I2(RA+R0),聯(lián)立解得RA=1.8 Ω,Rx=4.8 Ω. (3)由閉合電路歐姆定律可得E=I(RA+R0+R),變形得1I=1ER+RA+R0E,可由斜率求得E=5.0 V,或由截距及RA=1.8 Ω求得E=5.0 V;電阻箱消耗的功率P=I2R=E2(RA+R0+R)2R=E2(R-RA-R0)2R+4(RA+R0),當R=RA+R0=5.0 Ω時,電阻箱消耗的功率最大. 答案:(1)見解析圖　(2)4.8　(3)5.0　5.0 評分標準:第(1)問3分,第(2)問2分,第(3)問每空2分. 24.解析:(1)懸停時氣體對模擬裝置的作用力為F, F=(M+m)g(1分) 取Δt時間噴出的氣體為研究對象,由動量定理 FΔt=(ρSvΔt)v(2分) 解得v=(M+m)gρS.(1分) (2)彈射過程水平方向動量守恒Mv1-mv2=0(2分) 著陸器和巡視器減速運動的距離分別為L1和L2,由動能定理得 -μMgL1=0-12Mv12(1分) -μmgL2=0-12mv22(1分) L=L1+L2(1分) 彈射器提供的總動能Ek=12Mv12+12mv22(2分) 解得Ek=μMmgLM+mM2+m2.(1分) 答案:(1)(M+m)gρS　(2)μMmgLM+mM2+m2 25.解析:(1)由題意知,粒子在磁場中做勻速圓周運動,速度沿y軸正方向的粒子在磁場中運動的時間最長, t1=πm2qB=πa2v0(2分) 粒子進入電場到到達熒光屏,在x軸方向做勻速直線運動,運動時間t2=4a-av0=3av0(1分) 故粒子從發(fā)射到到達熒光屏的最長時間 t=t1+t2=(π+6)a2v0.(1分) (2)帶電粒子在磁場內做勻速圓周運動, 有qv0B=mv02R(2分) 解得R=a(1分) 由于帶電粒子的入射方向不同,若磁場充滿紙面,它們所對應的運動軌跡如圖所示.為使這些帶電粒子經磁場偏轉后都能垂直直線MN進入電場,由圖可知,它們必須從經O點做圓周運動的各圓的最高點飛離磁場.設磁場邊界上P點的坐標為(x,y),則應滿足方程 x=Rsin θ,y=R(1-cos θ),(2分) 所以磁場邊界的方程為x2+(y-R)2=R2(1分) 以θ=π2的角度射入磁場區(qū)域的粒子的運動軌跡(x-R)2+y2=R2即為所求磁場另一側的邊界,因此,符合題目要求的最小磁場的范圍應是圓x2+(y-R)2=R2與圓(x-R)2+y2=R2的交集部分(圖中陰影部分),(1分) 由幾何關系,可以求得符合條件的磁場的最小面積為 Smin=(π2-1)a2.(2分) (3)帶電粒子在電場中做類平拋運動,分析可知所有粒子在熒光屏左側穿出電場,設粒子在電場中的運動時間為t,豎直方向的位移為y,水平方向的位移為l, 則l=v0t(1分) y=12qEmt2(1分) 又E=12Bv0 聯(lián)立解得l=4ay(1分) 設粒子最終打在熒光屏的最遠點距Q點為h,粒子射出電場時的夾角為α,有tan α=vyvx=qElmv02=ya(1分) h=(4a-a-l)tan α=(3a-4ay)ya=(3a-4ay)4ay2a(1分) 則當3a-4ay=4ay時, 即y=916a時,h有最大值hmax=98a.(2分) 答案:(1)(π+6)a2v0　(2)(π2-1)a2　(3)98a 33.解析:(1)布朗運動是懸浮在水中的花粉顆粒的運動,是由于受到水分子的撞擊不平衡而發(fā)生的,反映水分子做永不停息的無規(guī)則運動,故A正確;當分子間距rr0時,分子力表現(xiàn)為引力,r增大,分子力先增大后減小,故B正確;若分子間距r>r0,分子間距增大,分子力做負功,分子勢能一直增大,故C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,故D錯誤;在真空和高溫條件下,可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素,故E正確. (2)初始狀態(tài)汽缸左側的氣體溫度為T1=27 ℃=300 K,設左右兩部分橫截面積分別為2S和S,當活塞A剛好移動到汽缸連接處時氣體的溫度為T0,移動過程中氣體的壓強保持不變,根據(jù)蓋—呂薩克定律有L2ST1=2L2ST0(2分) 代入數(shù)據(jù)解得T0=600 K(1分) 即當汽缸左側內的氣體溫度為800 K之前,活塞A已經移動到了兩汽缸的連接處,之后體積不再變化,對汽缸左側內的氣體,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有 p0L2ST1=p12L2ST2(2分) 代入數(shù)據(jù)解得p1=43p0(1分) 因活塞A導熱,兩活塞AB之間的氣體溫度也升高,在變化過程中壓強不變,根據(jù)蓋—呂薩克定律得 L2S+LST1=xST2(2分) 代入數(shù)據(jù)解得x=8L(1分) 活塞B移動的距離d=x-L=7L.(1分) 答案:(1)ABE　(2)43p0　7L 34.解析:(1) AB邊長為L,AC邊長為L2,由幾何關系可知,∠B=30,BC=32L,BE=34L,如圖所示,光在AB面的折射角r=30,由公式n=sinisinr=sin45sin30=2,光線在BC面上的入射角為60,由sin C′=1n,得C′=45,由于入射角大于臨界角,因此光線在BC面上會發(fā)生全反射. (2)①由題圖(乙)可知,t=1 s時,質點Q在平衡位置且沿y軸正方向振動. 由波的傳播與振動的關系可知,波沿x軸正方向傳播(1分) 由題圖(甲)可知,波長λ=4 m(1分) 由題圖(乙)可知周期T=4 s(1分) 因此波傳播的速度大小v=λT=1 m/s.(2分) ②由圖(甲)、(乙)知,A=2 cm,T=4 s,在t=0時刻質點P在平衡位置,且沿y軸正方向運動,因此質點P的振動方程 y=Asin(2πTt)=2sin(π2t)cm,(3分) 當t=4.5 s時,y=2sin(π24.5)cm=2 cm.(2分) 答案:(1)2　會　(2)①波沿x軸正方向傳播　1 m/s ②y=2sin(π2t)cm　2 cm