D．VaTb
3．我国自主研制的绞吸挖泥船
“天鲲号”达到世界先进水平。
若某段工作时间内，“天鲲号”
的泥泵输出功率恒为1×104kW，排泥量为1.4m3／s，排泥管的横截面积为
0.7m2。
则泥泵
对排泥管内泥浆的推力为
A．5×106N
B．2×107N
C．2×109ND．5×109N
4．某一列沿x轴传播的简谐横波，在
t
T时刻的波形图如图所示，
P、Q为介质中的两
4
质点，质点P正在向动能增大的方向运动。
下列说法正确的是
A．波沿x轴正方向传播
B．t
T
时刻，Q比P的速度大
4
C．t
3T
时刻，Q到达平衡位置
4
D．t
3T
时刻，P向y轴正方向运动
4
5．2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线。
此时
是观察天王星的最佳时间。
已知日地距离为
R0，天王星和地球的公转周期分别为
T和T0，则
天王星与太阳的距离为
2
3
2
3
A．3T2R0
B．
T3R0
C．3T02
R0D．
T03R0
T0
T0
T
T
6．如图所示，有一束单色光入射到极限频率为
v0的金属板K上，具有最大初动能的某出
射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，
从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电
场后，到达右侧极板时速度刚好为零。
已知电容器的电容为
C，带电量为Q，极板间距为d，
普朗克常量为h，电子电量的绝对值为
e，不计电子的重力。
关于电容器右侧极板的带电情
况和入射光的频率ν，以下判断正确的是
Qe
Qe
A．带正电，v0
B．带正电，v0
Ch
Chd
Qe
Qe
C．带负电，v0
D．带负电，v0
Ch
Chd
7．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。
某种单色光在介质中传输，
经过多次全反射后从右端射出。
若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角
2θ出射，则
此介质的折射率为
A．1sin2B．1cos2C．1cos2D．1sin2
8，秦山核电站是我国第一座核电站，其三期工程采用重水反应堆技术，利用中子（01n）与静
止氘核（21H）的多次碰撞，使中子减速。
已知中子某次碰撞前的动能为
E，碰撞可视为弹
性正碰。
经过该次碰撞后，中子损失的动能为
A．1E
B．8E
C．1E
D．2E
9
9
3
3
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．在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示，下列说法正确的是
A．M点的电场强度比K点的大
B．球壳内表面带负电，外表面带正电
C．试探电荷-q在K点的电势能比在L
点的大
D．试探电荷-q沿电场线从M
点运动到N点，电场力做负功
10．第二届进博会于2019年11
月在上海举办，会上展出了一种乒乓球陪练机器人，
该机器
人能够根据发球人的身体动作和来球信息，
及时调整球拍将球击回。
若机器人将乒乓球以原
速率斜向上击回，球在空中运动一段时间后落至对方的台面上，
忽略空气阻力和乒乓球的旋
转。
下列说法正确的是
A．击球过程合外力对乒乓球做功为零
B．击球过程合外力对乒乓球的冲量为零
C．在上升过程中，乒乓球处于失重状态
D．在下藩过程中，乒乓球处于超重状态
11．如图所示，某人从距水面一定高度的平台上做蹦极运动。
劲度系数为
k的弹性绳一端固
定在人身上，另一端固定在平台上。
人从静止开始竖直跳下，在其到达水面前速度减为零。
运动过程中，弹性绳始终处于弹性限度内。
取与平台同高度的
O点为坐标原点，以竖直向
下为y轴正方向，忽略空气阻力，人可视为质点。
从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，
用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间。
下列描述v与t、a与y的关系图像可能正确的是
12．竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其
大小按图乙所示的规律变化。
螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环
（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合。
下列说法正确的是
T
时刻，圆环有扩张的趋势
A．t
4
T
时刻，圆环有收缩的趋势
B．t
4
T
3T
时刻，圆环内的感应电流大小相等
C．t
和t
4
4
3T
时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流
D．t
4
60分。
三、非选择题：
本题共小题，共
13．（6分）2019年9
月，我国成功完成了
76km／h高速下列车实车对撞实验，标志着我国
高速列车被动安全技术达到了世界领先水平。
某学习小组受此启发，设计了如下碰撞实验，
探究其中的能量损耗问题，实验装置如图甲所示。
实验准备了质量分别为
0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，
左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器
的电源频率f=50Hz。
调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置
A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块
A以
某一速度与静止的滑块
B相碰并粘合在一起运动，纸带记录的数据如图乙所示；用滑块C替
代滑块B，重复上述实验过程，纸带数据如图丙所示。
根据纸带记录的数据，滑块A与B碰撞过程系统损失的动能为J，滑块A与C碰撞
过程系统损失的动能为J。
（计算结果均保留2位有效数字）
根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能（填“增大：
减小”或“不变”）。
14．（8分）某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的
电阻值。
所用器材有电流表Al、A2，电阻箱Rl、滑动变阻R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等。
操作步骤如下：
调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；
记录两个电流表Al、A2的示数分别为Il、I2。
请回答以下问题：
（1）若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2=Il时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻
值。
（2）用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为mm。
（3）已测得该笔芯的长度L=20.00cm，电阻箱Al的读数为5.00Ω，根据上面测量的数
据可计算出笔芯的电阻率ρ=Ω?
m。
（结果保留3位有效数字）
（4）若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用
（1）中方法，则笔芯电阻的测量值真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
15．（8分）
如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险
使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面。
一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以
v0=90km／h的速度驶入避险车道，如图乙所示。
设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数μ=0.30，取重力加速度大小g=10m／s2。
（1）
为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角
θ应该满足
什么条件?
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用θ的正切值表示。
（2）
若避险车道路面倾角为15°，求货车在避险车道上行驶的最大距离。
（已知sinl5
=0°.26，
cosl5=0°.97，结果保留2位有效数字。
）
16．（8分）如图所示，按下压水器，能够把一定量的外界空气，经单向进气口压入密闭水桶
内。
开始时桶内气体的体积
V0=8.0L，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且
与桶内水面的高度差h
=0.20m。
出水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积
S=0.08m
2。
现
1
压入空气，缓慢流出了
V1=2.0L水。
求压入的空气在外界时的体积
V为多少?
已知水的密度ρ=1.0×103kg／m3，外界大气压强p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2，设整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变。
17．（14分）如图所示，在第一象限内，存在垂直于存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于
xOy
平面向外的匀强磁场I，第二象限内
xOy平面向外、磁感应强度大小为
B0的匀强磁场II；一质量为m，电荷量为+q的粒子，从x轴上M点以某一初速度垂直于x轴
进入第四象限，在xOy平面内，以原点O为圆心做半径为R0的圆周运动；随后进入电场运
动至y轴上的N点，沿与y轴正方向成45°角离开电场；在磁场I中运动一段时间后，再次垂
直于y轴进入第四象限。
不计粒子重力。
求：
（1）带电粒子从M点进入第四象限时初速度的大小v0；
（2）电场强度的大小E；
（3）磁场I的磁感应强度的大小B1。
18．（16分）如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在
竖直光滑墙面上的O点。
开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其
恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动。
垂直于墙面的钉子N位于过O点竖直线的左侧，
ON与OA的夹角为θ（0<θ<π），且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，
当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断。
已知小球的质量为m，细线的长度为
L，细
线能够承受的最大拉力为7mg，g为重力加速度大小。
（1）
0
求小球初速度的大小v；
（2）
求小球绕钉子做圆周运动的半径
r与θ的关系式；
（3）
在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过
A点。
若能，请求出细线被拉
断时θ的值；若不能，请通过计算说明理由。
山东省2020年普通高中学业水平等级考试（模拟卷）
物理参考答案
一、单项选择题
1.【答案】B
【解析】由质量数和电荷数守恒可得：
4+14=m+1，2+7=8+n，解得：
m=17，
n=1。
2.【答案】D
【解析】解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由pV=nRT可知b部分压强大，
故活塞左移，平衡时VaVb，papb。
活塞左移过程中，a气体被压缩内能增大，温度增
大，b气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时TaTb。
3.【答案】A
【解析】由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度
14m3
/s
2m/s
。
由P=Fv可求
v
2
0.7m
7
FP110W5106N
v2m/s
4.【答案】D
【解析】A选项，由质点P向动能增大的方向运动，则t=T/4时P点向平衡位置运动，即运动方向向下，可得该波沿x轴负方向传播，故A错。
B选项，图示t=T/4时刻Q点处在波谷，速度为0，小于P点的速度，故B错。
CD选项，t=3T/4时刻，移动波形图
可知此时Q点位于波峰，P点在平衡位置下方，如右图虚线部分，此时P点向Y轴正方
向振动，故正确选项为D。
5.【答案】A
【解析】由开普勒第三定律可知：
R3
R03
T2
2
2，所以R
2R0
3
T
T0
T0
6.【答案】C
【解析】以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板速度刚好为
0，说明
电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板所带电荷为负电荷，且
-eU=0–Ek0，其
中由电容器电压与电荷量的关系知
U
Q，由最大初动能与单色光入射频率的关系知
C
Ek0hh0；代入化简可得
v0
Qe
。
Ch
7.【答案】D
【解析】设介质中发生全反射的临界角为α，如图。
则由全反射临界角与α的关系可知：
sin
1
。
由图，经多次全反射后从右端射出时，入射角和反射角满足关系：
n
n
sin
。
联立两式可得n1sin2
。
sin（
）
2
8.【答案】B
【解析】质量数为1的中子与质量数为2的氘核发生弹性碰撞，满足动能守恒和动量守
恒，设中子的初速度为
?
?
0，碰撞后中子和氘核的速度分别为
v1和v2，可列式：
1
1
v021
1v12
1
1v22，1v01v01v2。
解得v1
1
v0，即动能减小为原
2
2
2
3
来的1
，动能损失量为
8
E。
9
9
二、多项选择题
9.【答案】ABD
【解析】由电场线的疏密程度可知，M点的场强大于N点，A正确；由于感应起电，在
金属球壳的内表面感应出负电，外表面感应出正电，
方向运动，电场力做负功，电势能增加，可知C
B正确；负电荷在电场中，沿电场线
错误，D正确。
10.【答案】AC
【解析】球拍将兵乓球原速率击回，可知乒乓球的动能不变，动量方向发生改变，可知合
力做功为零，冲量不为零。
A正确，B错误；在乒乓球的运动过程中，加速度方向向下，
可知兵乓球处于失重状态，
C正确，D错误。
11.【答案】AD
【解析】人在下落的过程中，弹性绳绷紧之前，人处于自由落体状态，加速度为
g；弹性
绳绷紧之后，弹力随下落距离逐渐增加，
C错误，D正确；人的加速度先减小后反向增加，
__可知速度时间图像的斜率先减小后反向增加。
B错误，A正确。
12.【答案】BC
【解析】t=T/4时刻，线圈中通有顺时针逐渐增大的电流，则线圈中由电流产生的磁场
向下且逐渐增加。
由楞次定律可知，圆环有收缩的趋势。
A错误，B正确；t=3T/4时刻，
线圈中通有顺时针逐渐减小的电流，则线圈中由电流产生的磁场向下且逐渐减小，由楞次
定律可知，圆环中的感应电流为顺时针，
D
错误；t=T/4和t=3T/4时刻，线圈中电流的
变化率一致，即由线圈电流产生的磁场变化率一致，则圆环中的感应电流大小相等，
C正
确。
三、非选择题
13.【答案】0.450.60
增大
【解析】由纸带可得出A
与B碰撞前的速度为
（6.00
6.016.026.03）cm；碰撞后的速
4
1
f
度为（2.972.98
2.99
3.00）cm；则可计算出碰前系统总动能
E=0.9J，碰后系统的总动
1
4
f
能E’=0.45J，可得碰撞过程中系统损失的动能为
0.45J；同理可计算出，A与C
碰撞过程中
损失的动能为0.60J；由计算结果可知，系统损失的动能增大
14.【答案】
（1）
1
（2）1.000
（3）1.96×10-
5（4）小于
2
1
【解析】
（1）由并联电路特点可知，当
I2
I1时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等
2
（2）螺旋测微器的读数
1.000mm；（3）由公式
R
L
，可计算，笔芯的电阻率为1.96×
10-5Ω?
m；（4）电流表A2的内阻不能忽略时，电流表
s
A2与电阻箱的电阻之和等于待测笔
芯的电阻，即电阻的测量值小于真实值。
15.解
（1）当货车在避险车道停下后，有
fm
mgsin
货车所受的最大摩擦力
fm=N
mgsin
联立可解得
tanθ≤0.30
（2）货车在避险车道上行驶时amgsinmgcos5.51m/s2m
货车的初速度v025m/s
则货车在避险车道上行驶的最大距离为xv0257m
2a
16.解：
设流出2L水后，液面下降△h，则
V1
h
S
此时，瓶中气体压强p2
p0
g（h1
h），体积V2V0
V1，
设瓶中气体在外界压强下的体积为
V’，则p2V2p0V'
初始状态瓶中气体压强为
p0，体积为V0，故
V=V′V-0
解得V=2.225L
17.解：
．
（1）粒子在第四象限中运动时，洛伦兹力提供向心力，则qv0Bmv02
R0
解得v0qB0R0
m
（2）由于与y轴成45°角离开电场，则有vyvxv0
粒子在水平方向匀加速，在竖直方向匀速，故在水平方向上
qE=ma
vx202aR0
2
解得EqR0B0
（3）粒子在电场中运动时
水平方向：
vxat,R0
1at2
2
竖直方向：
yvyt
解得y=2R0
过N点做速度的垂线交
x轴于P点，P即为在第一象限做圆周运动的圆心，
PN为半径，
因为ON=y=2R0，∠PNO=45
，°所以PN=22R0。
mv2
由于洛伦兹力提供向心力，故
qvB1
PN
其中v为进入第一象限的速度，大小为v2v0
解得B
1B
1
2
0
18.解：
（1）设在最高点速度为
v1，在最高点，重力恰好提供向心力，所以
mv12
mg
L
根据动能定理，对球从A点到最高点，有
mg2L
1mv12
1mv02
2
2
解得v0
5gL
（2）以N为圆心，设最低点为
M，落到最低点速度为
v，有
7mg
mv2
mg
r
对A到M过程列动能定理
mg
h
1mv2
1mv02
2
2
h=L-r-（L-r）cosθ
3
2cos
解得r
L
42cos
（3）假设能通过A点，则
竖直方向：
h1gt2
2
水平方向：
（L-r）sin?
?
=vt
解得cos
35
A点。
，与cosθ[-1,1]矛盾，所以假设不成立，不能通过
23
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