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2020年全國(guó)一卷高考物理仿真模擬試卷(三)(考試時(shí)間:90分鐘試卷滿分:110分)第Ⅰ卷選擇題:本題共8小題,每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求,第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分。14.用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系.圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào),電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào).分別用a、b、c三束單色光照射,調(diào)節(jié)A、K間的電壓U,得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示.由圖可知()A.單色光a和c的頻率相同,但a更強(qiáng)些B.單色光a和c的頻率相同,但a更弱些C.單色光b的頻率小于a的頻率D.改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生答案A解析由題圖乙知,a、c的遏止電壓相同,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知單色光a和c的頻率相同,但a產(chǎn)生的光電流大,說明a光的強(qiáng)度大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;b的遏止電壓大于a、c的遏止電壓,所以單色光b的頻率大于a的頻率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只要光的頻率不變,改變電源的極性,仍可能有光電流產(chǎn)生,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.15.甲、乙兩物體從同一點(diǎn)出發(fā)且在同一條直線上運(yùn)動(dòng),它們的位移—時(shí)間(x-t)圖象如圖所示,由圖象可以看出在0~4s內(nèi)()A.甲、乙兩物體始終同向運(yùn)動(dòng)B.第4s末時(shí),甲、乙兩物體間的距離最大C.甲的平均速度等于乙的平均速度D.乙物體一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)答案C解析由題圖可知在0~2s內(nèi),甲、乙同向運(yùn)動(dòng),在2~4s內(nèi)兩者反向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第4s末兩物體相遇,兩物體間的距離不是最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖知在0~4s內(nèi),甲、乙的位移都是2m,故平均速度相等,選項(xiàng)C正確;根據(jù)圖線斜率的絕對(duì)值等于速度的大小,可知乙物體一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.16.如圖所示,甲、乙兩個(gè)小球的質(zhì)量均為m,兩球間用細(xì)線連接,甲球用細(xì)線懸掛在天花板上.現(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球,平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊.則平衡時(shí)兩球的可能位置是下列選項(xiàng)中的()答案A解析用整體法分析,把兩個(gè)小球看做一個(gè)整體,此整體受到的外力為豎直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和細(xì)線1的拉力,兩水平力相互平衡,故細(xì)線1的拉力一定與重力2mg等大反向,即細(xì)線1一定豎直;再用隔離法,分析乙球受力的情況,乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、細(xì)線2的拉力F2.要使得乙球受力平衡,細(xì)線2必須向右傾斜.故A正確.17.如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M點(diǎn),與豎直墻相切于A點(diǎn).豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和水平面的夾角為60°,C是圓環(huán)軌道的圓心.已知在同一時(shí)刻a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn);c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn).則()A.a球最先到達(dá)M點(diǎn)B.b球最先到達(dá)M點(diǎn)C.c球最先到達(dá)M點(diǎn)D.b球和c球都可能最先到達(dá)M點(diǎn)答案C解析設(shè)圓軌道半徑為R,據(jù)“等時(shí)圓”理論,ta=eq\r(\f(4R,g))=2eq\r(\f(R,g)),tb>ta,c球做自由落體運(yùn)動(dòng)tc=eq\r(\f(2R,g)),C選項(xiàng)正確.18.如圖,豎直平面內(nèi)有一段圓弧MN,小球從圓心O處水平拋出.若初速度為va,將落在圓弧上的a點(diǎn);若初速度為vb,將落在圓弧上的b點(diǎn).已知Oa、Ob與豎直方向的夾角分別為α、β,不計(jì)空氣阻力,則()A.eq\f(va,vb)=eq\f(sinα,sinβ)B.eq\f(va,vb)=eq\r(\f(cosβ,cosα))C.eq\f(va,vb)=eq\f(cosβ,cosα)eq\r(\f(sinα,sinβ))D.eq\f(va,vb)=eq\f(sinα,sinβ)eq\r(\f(cosβ,cosα))答案D解析小球水平拋出,其做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知,若落到a點(diǎn),則有Rsinα=vataRcosα=eq\f(1,2)gta2得va=eq\r(\f(gR,2cosα))·sinα若落到b點(diǎn),則有Rsinβ=vbtbRcosβ=eq\f(1,2)gtb2得vb=eq\r(\f(gR,2cosβ))·sinβ則eq\f(va,vb)=eq\f(sinα,sinβ)eq\r(\f(cosβ,cosα)),故D正確.19.如圖所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上,兩者用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng),開始時(shí),繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使角速度緩慢增大,以下說法正確的是()A.當(dāng)ω>eq\r(\f(2Kg,3L))時(shí),A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤會(huì)滑動(dòng)B.當(dāng)ω>eq\r(\f(Kg,2L)),繩子一定有彈力C.ω在eq\r(\f(Kg,2L))<ω<eq\r(\f(2Kg,3L))范圍內(nèi)增大時(shí),B所受摩擦力變大D.ω在0<ω<eq\r(\f(2Kg,3L))范圍內(nèi)增大時(shí),A所受摩擦力一直變大答案ABD解析當(dāng)A、B所受摩擦力均達(dá)到最大值時(shí),A、B相對(duì)轉(zhuǎn)盤將會(huì)滑動(dòng),Kmg+Kmg=mω2L+mω2·2L,解得:ω=eq\r(\f(2Kg,3L)),A項(xiàng)正確;當(dāng)B所受靜摩擦力達(dá)到最大值后,繩子開始有彈力,即:Kmg=m·2L·ω2,解得ω=eq\r(\f(Kg,2L)),可知當(dāng)ω>eq\r(\f(Kg,2L))時(shí),繩子有彈力,B項(xiàng)正確;當(dāng)ω>eq\r(\f(Kg,2L))時(shí),B已達(dá)到最大靜摩擦力,則ω在eq\r(\f(Kg,2L))<ω<eq\r(\f(2Kg,3L))內(nèi),B受到的摩擦力不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ω在0<ω<eq\r(\f(2Kg,3L))范圍內(nèi),A相對(duì)轉(zhuǎn)盤是靜止的,A所受摩擦力為靜摩擦力,所以Ff-FT=mLω2,當(dāng)ω增大時(shí),靜摩擦力也增大,D項(xiàng)正確.20.如圖甲所示,間距為L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,軌道左側(cè)連接一定值電阻R.垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在平行導(dǎo)軌的水平外力F作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),F(xiàn)隨t變化的規(guī)律如圖乙所示.在0~t0時(shí)間內(nèi),棒從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).圖乙中t0、F1、F2為已知量,棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì).則()A.在t0以后,導(dǎo)體棒一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.在t0以后,導(dǎo)體棒先做加速,最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.在0~t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒的加速度大小為eq\f(2F2-F1R,B2L2t0)D.在0~t0時(shí)間內(nèi),通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為eq\f(F2-F1t0,2BL)答案BD解析因在0~t0時(shí)間內(nèi)棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故在t0時(shí)刻F2大于棒所受的安培力,在t0以后,外力保持F2不變,安培力逐漸變大,導(dǎo)體棒先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度a=0,即導(dǎo)體棒所受安培力與外力F2相等后,導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確.設(shè)在0~t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒的加速度為a,通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為q,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,t0時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v,則有:a=eq\f(v,t0),F(xiàn)2-eq\f(B2L2v,R)=ma,F(xiàn)1=ma,q=eq\f(ΔΦ,R),ΔΦ=BΔS=BLeq\f(v,2)t0,解得:a=eq\f(F2-F1R,B2L2t0),q=eq\f(F2-F1t0,2BL),故C錯(cuò)誤,D正確.21.如圖甲所示,傾角為θ的足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時(shí)針方向運(yùn)行,t=0時(shí),將質(zhì)量m=1kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上,物體相對(duì)地面的v-t圖象如圖乙所示.設(shè)沿傳送帶向下為正方向,取重力加速度g=10m/s2,則()A.傳送帶的速率v0=10m/sB.傳送帶的傾角θ=30°C.物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5D.0~2.0s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做功Wf=-24J答案ACD解析當(dāng)物體的速度超過傳送帶的速度后,物體受到的摩擦力的方向發(fā)生改變,加速度也發(fā)生改變,根據(jù)v-t圖象可得,傳送帶的速率為v0=10m/s,選項(xiàng)A正確;1.0s之前的加速度a1=10m/s2,1.0s之后的加速度a2=2m/s2,結(jié)合牛頓第二定律,gsinθ+μgcosθ=a1,gsinθ-μgcosθ=a2,解得sinθ=0.6,θ≈37°,μ=0.5,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;摩擦力大小Ff=μmgcosθ=4N,在0~1.0s內(nèi),摩擦力對(duì)物體做正功,在1.0~2.0s內(nèi),摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,0~1.0s內(nèi)物體的位移為5m,1.0~2.0s內(nèi)物體的位移是11m,0~2.0s內(nèi)摩擦力做的功為-4×(11-5)J=-24J,選項(xiàng)D正確.第Ⅱ卷二、非選擇題:本卷包括必考題和選考題兩部分。第22~25題為必考題,每個(gè)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.:①調(diào)整水平桌面上的氣墊導(dǎo)軌至水平;②測(cè)量擋光條的寬度l,兩光電門間的中心間距s,用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,托盤和砝碼的總質(zhì)量m;③將滑塊移至光電門1左側(cè)某位置,由靜止釋放滑塊,從計(jì)時(shí)器中分別讀出擋光條通過兩光電門的時(shí)間Δt1、Δt2.用測(cè)量的物理量求解下列物理量:(1)滑塊通過光電門1和2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1=,v2=.(2)滑塊通過光電門1和2時(shí),系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1=,Ek2=.外力對(duì)系統(tǒng)做的功為W=.(3)實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證動(dòng)能定理是否成立的關(guān)系式為.答案(1)eq\f(l,Δt1)eq\f(l,Δt2)(2)eq\f(1,2)(M+m)(eq\f(l,Δt1))2eq\f(1,2)(M+m)(eq\f(l,Δt2))2mgs(3)mgs=eq\f(1,2)(M+m)[(eq\f(l,Δt2))2-(eq\f(l,Δt1))2]解析(1)由于擋光條寬度很小,因此將擋光條通過光電門時(shí)的平均速度當(dāng)作瞬時(shí)速度,v1=eq\f(l,Δt1),v2=eq\f(l,Δt2).(2)根據(jù)動(dòng)能的定義式得:通過光電門1,系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能為Ek1=eq\f(1,2)(M+m)(eq\f(l,Δt1))2通過光電門2,系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能為Ek2=eq\f(1,2)(M+m)(eq\f(l,Δt2))2在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中,外力對(duì)系統(tǒng)做的總功W=mgh=mgs.(3)如果W=ΔEk=Ek2-Ek1,則可認(rèn)為驗(yàn)證了動(dòng)能定理.23.如圖所示為多量程多用電表的示意圖.(1)當(dāng)接通1或2時(shí),為擋(填“電流”“電阻”或“電壓”).1的量程比2的量程(填“大”或“小”).(2)測(cè)量某電阻時(shí),用歐姆擋“×10”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,他應(yīng)該換用歐姆擋擋(填“×1”或“×100”)換擋后,在測(cè)量前要先進(jìn)行.(3)該同學(xué)要測(cè)量多用電表直流“2.5V”擋的內(nèi)阻RV(約為20kΩ).除此多用電表外,還有以下器材:直流電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)E為3V,內(nèi)阻可忽略不計(jì))、電阻一個(gè)(阻值R為10kΩ)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.要求:(ⅰ)在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(多用電表用表示);(ⅱ)寫出RV的表達(dá)式(用字母表示,并說明所用字母的物理意義).答案(1)電流大(2)×1歐姆調(diào)零(3)見解析解析(1)將電流計(jì)改裝成電流表時(shí)要并聯(lián)電阻分流,所以1、2是電流擋;并聯(lián)電阻越小,分流越大,則改裝的電流表量程越大,故1位置的量程較大.(2)因偏轉(zhuǎn)角度過大,則電阻小,應(yīng)選擇“×1”擋,換擋后電路改變,要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.(3)(ⅰ)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示.(ⅱ)在設(shè)計(jì)的電路圖中,多用電表與電阻串聯(lián),通過它們的電流相等,所以有eq\f(U,RV)=eq\f(E-U,R),因此RV=eq\f(UR,E-U),其中U為多用電表直流“2.5V”擋的讀數(shù),R為10kΩ,E為電源的電動(dòng)勢(shì).24.如圖所示,光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C,B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì)).設(shè)A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧;當(dāng)A、B速度相等時(shí),B與C恰好相碰并粘接在一起,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng).假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短,求從A開始?jí)嚎s彈簧直到與彈簧分離的過程中.(1)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能;(2)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能.答案(1)eq\f(1,16)mv02(2)eq\f(13,48)mv02解析(1)以v0的方向?yàn)檎较颍瑢?duì)A、B組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得mv0=2mv1解得v1=eq\f(1,2)v0B與C碰撞的瞬間,B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量定恒,有m·eq\f(v0,2)=2mv2解得v2=eq\f(v0,4)系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE=eq\f(1,2)m(eq\f(v0,2))2-eq\f(1,2)×2m(eq\f(v0,4))2=eq\f(1,16)mv02(2)當(dāng)A、B、C速度相同時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大.以v0的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒定律得mv0=3mv解得v=eq\f(v0,3)根據(jù)能量守恒定律得,彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep=eq\f(1,2)mv02-eq\f(1,2)(3m)v2-ΔE=eq\f(13,48)mv02.25.如圖所示,足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置,間距6l.兩板間存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN為理想分界面,Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,方向垂直紙面向外.A1、A2上各有位置正對(duì)的小孔S1、S2,兩孔與分界面MN的距離均為l.質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)由靜止加速后,沿水平方向從S1進(jìn)入Ⅰ區(qū),并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn),再進(jìn)入Ⅱ區(qū),P點(diǎn)與A1板的距離是l的k倍,不計(jì)重力,碰到擋板的粒子不予考慮.(1)若k=1,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E.(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向從S2射出,求出粒子在磁場(chǎng)中的速度大小v與k的關(guān)系式和Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式.答案(1)eq\f(qB\o\al(

2,0)l2,2dm)(2)v=eq\f(qB0l+k2l,2m)B=eq\f(kB0,3-k)解析(1)若k=1,則有MP=l,粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系,該情況粒子的軌跡半徑R1=l粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律知qvB0=meq\f(v2,R1)①粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速,根據(jù)動(dòng)能定理有qEd=eq\f(1,2)mv2②聯(lián)立解得E=eq\f(qB\o\al(

2,0)l2,2dm).(2)因?yàn)?<k<3,且粒子沿水平方向從S2射出,則從S1到S2的軌跡如圖所示.由幾何關(guān)系得Req\o\al(

2,2)-(kl)2=(R2-l)2③又有qvB0=meq\f(v2,R2)④聯(lián)立解得v=eq\f(qB0l+k2l,2m)又因?yàn)?l-2kl=2x⑤根據(jù)幾何關(guān)系有eq\f(kl,x)=eq\f(R2,R)⑥由R=eq\f(mv,qB)知,eq\f(R2,R)=eq\f(B,B0)⑦聯(lián)立解得B=eq\f(kB0,3-k).(二)選考題:共15分。請(qǐng)考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計(jì)分。33.[物理——選修3–3](15分)(1)已知常溫常壓下CO2氣體的密度為ρ,CO2的摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則在該狀態(tài)下容器內(nèi)體積為V的CO2氣體含有的分子數(shù)為________.在3km的深海中,CO2濃縮成近似固體的硬膠體,此時(shí)若將CO2分子看做直徑為d的球,則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為________.答案eq\f(ρVNA,M)eq\f(πd3ρVNA,6M)解析體積為V的CO2氣體質(zhì)量m=ρV,則分子數(shù)N=eq\f(m,M)NA=eq\f(ρVNA,M).CO2濃縮成近似固體的硬膠體,分子個(gè)數(shù)不變,則該容器內(nèi)CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為:V′=N·eq\f(1,6)πd3=eq\f(πd3ρVNA,6M)(2)如圖所示,由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中,B的容積是A的3倍.閥門S將A和B兩部分隔開.A內(nèi)為真空,B和C內(nèi)都充有氣體.U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.打開閥門S,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后,U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等.假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積.(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位);(2)將右側(cè)水槽中的水從0℃加熱到一定溫度時(shí),U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm,求加熱后右側(cè)水槽的水溫.答案(1)180mmHg(2)364K解析(1)在打開閥門S前,兩水槽水溫均為T0=273K.設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1,體積為VB,玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC,依題意有p1=pC+Δp①式中Δp=60mmHg.打開閥門S后,兩水槽水溫仍為T0,設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB,依題意,有pB=pC②玻璃泡A和B中氣體的體積V2=VA+VB③根據(jù)玻意耳定律得p1VB=pBV2④聯(lián)立①②③④式,并代入已知數(shù)據(jù)得pC=eq\f(VB,VA)Δp=180mmHg⑤(2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時(shí),U形管左右水銀柱高度差為Δp,玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)pC′=pB+Δp⑥玻璃泡C中的氣體體積不變,根據(jù)查理定律得eq\f(pC,T0)=eq\f(pC′,T′)⑦聯(lián)立②⑤⑥⑦式,并代入題給數(shù)據(jù)得T′=364K.34.[物理——選修3–4](15分)(1)如圖所示為同一地點(diǎn)

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