高考一模物理试题.docx

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高考一模物理试题

2020年高考一模物理试题

1.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，下列关于布朗运动的说法正确的是（）

A.悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的

B.布朗运动就是液体分子的无规则运动

C.液体温度越低，布朗运动越剧烈

D.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显

【答案】A

【解析】悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项A正确；布朗运动是悬浮颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项B错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项D错误。

2.交通信号灯有红、黄、绿三种颜色，关于这三种信号灯发出的单色光，下列说法正确的是（）

A.红光频率最大B.红光最容易发生衍射现象

C.绿光波长最大D.黄光光子能量最小

【答案】B

【解析】三种颜色的光中，红光频率最小，红光的光子能量最小；紫光频率最大，波长最小；红光波长最长，最容易发生衍射现象，故ACD错误，B正确.

3.如图所示，甲图为一列简谐横波在t=0.5s时刻的波动图像，乙图为这列波上质点P的振动图像，则该波（）

A.沿x轴负方向传播，波速为0.25m/s

B.沿x轴正方向传播，波速为0.25m/s

C.沿x轴正方向传播，波速为4m/s

D.沿x轴负方向传播，波速为4m/s

【答案】C

【解析】由振动图像可知，t=0.5s时刻质点P向上振动，可知沿x轴正方向传播；因波长λ=4m，周期T=1.0s，则波速

，故选C.

4.如图所示，电场中一个带电粒子只在电场力作用下，以一定的初速度由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，下列说法正确的是（　　）

A.粒子带正电

B.粒子在A点的加速度大于在B点的加速度

C.粒子的电势能不断增加

D.粒子的动能不断增加

【答案】C

【解析】由轨迹可知，粒子所受的电场力大致向左，可知粒子带负电，选项A错误；A点的电场线较B点稀疏，可知A点的场强较小，则粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，选项B错误；从A到B电场力做负功，动能减小，电势能增加，选项C正确，D错误；

5.剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不己的高难度动作——“爱因斯坦空翻”。

现将“爱因斯坦空翻”模型简化，如图所示，自行车和运动员从M点由静止出发，经MN圆弧，从N点竖直冲出后完成空翻。

忽略自行车和运动员的大小，将自行车和运动员看做一个整体，二者的总质量为m，在空翻过程中，自行车和运动员在空中的时间为t，由M到N的过程中，克服摩擦力做功为W。

空气阻力忽略不计，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）

A.自行车和运动员从N点上升的最大高度为

B.自行车和运动员在MN圆弧的最低点处于失重状态

C.由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为零

D.由M到N的过程中，运动员至少做功

【答案】D

【解析】自行车和运动员在空中的时间为t，可知下降和上升的时间均为

t，则自行车和运动员从N点上升的最大高度为

，选项A错误；行车和运动员在MN圆弧的最低点时，加速度向上，处于超重状态，选项B错误；由M到N的过程中，自行车和运动员重力的冲量为mgt＇（t＇为从M到N的时间），选项C错误；从M到P的过程，由动能定理：

，解得

，选项D正确。

6.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。

它的基本原理如图所示，在上、下两个电磁铁的磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。

电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感生电场使电子加速。

甲图为侧视图，乙图为真空室的俯视图。

若此时电磁铁中通有图示电流，电子沿逆时针方向运动，则下列说法正确的是（）

A.若电磁铁中电流减小，则电子被加速

B.若电磁铁中电流增大，则电子被加速

C.若电子被加速，是因为洛伦兹力对其做正功

D.电子受到的感生电场力提供圆周运动的向心力

【答案】B

【解析】当电磁铁线圈电流的电流增大时，产生向上的增加的磁场，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动；反之，若电磁铁中电流减小，则电子不能被加速，故B正确，A错误。

洛伦兹力方向与电子的速度方向垂直，可知洛伦兹力不做功，选项C错误；电子受到的感生电场力使电子加速，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，选项D错误。

7.某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。

如图所示，在水平桌面上固定放置一个斜面，把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上。

第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置由静止释放小钢球，在白纸上得到痕迹1，以后每次将桌子向后移动相同的距离x，每次都让小钢球从斜面的同一位置滚下，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹2、3、4，测得2、3和3、4间的距离分别为

和

。

当地重力加速度为g。

下列说法不正确的是（）

A.实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与重垂线垂直

B.每次让小钢球从同一位置由静止释放，是为了使其具有相同的水平初速度

C.可以求得

：

=3:

5

D.可以求得小钢球离开水平桌面时的速度为

【答案】D

【解析】实验前应对实验装置反复调节，直到桌面与重垂线垂直，从而保证小球能做平抛运动，选项A正确；每次让小钢球从同一位置由静止释放，是为了使其具有相同的水平初速度，选项B正确；因小球在竖直放置做自由落体运动，各个计数点之间的时间间隔相同，根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，

，选项C正确；因

则

，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.

8.如图所示，在真空中有一个带正电的点电荷，位于不带电的薄金属球壳的球心处。

由于静电感应，在薄金属球壳的内外表面会感应出电荷。

已知点电荷的电荷量为+Q，薄球壳半径为R。

类比于磁通量的定义，我们可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过这个面的电通量。

图中a、b是与薄球壳同心的两个球面，M是薄金属球壳中的一点。

k为静电力常量。

下列说法正确的是（）

A.金属球壳外表面带负电，内表面带正电

B.金属球壳中M点的场强大小为

C.穿过a、b两球面的电通量大小相等

D.a、b两球面处的场强大小相等

【答案】C

【解析】由于点电荷Q带正电，则由于静电感应，金属球壳外表面带正电，内表面带负电，选项A错误；金属球壳中M点的场强大小为零，选项B错误；根据电通量的含义可知，穿过a、b两球面的电通量大小相等，选项C正确；a球面处的电场线较b球面处的电场线密集，可知a球面处的电场强度较b球面处的电场场强大，选项D错误。

二、实验题

9.

（1）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，测得连入电路的金属丝的长度为L、直径为d，用如图1所示的电路图测得金属丝电阻为R。

①请写出该金属丝电阻率的表达式：

ρ=________（用已知字母表示）。

②在图1中，金属丝电阻的测量值_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

③如图2，使用螺旋测微器测得金属丝的直径d为________mm。

（2）用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。

①除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是________（填字母代号）。

A．交流电源B．秒表C．刻度尺D．天平（带砝码）

②关于本实验，下列说法正确的是________（填字母代号）。

A.应选择质量大、体积小的重物进行实验

B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态

C.先释放纸带，后接通电源

③实验中，得到如图4所示的一条纸带。

在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为hA、hB、hC。

已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。

设重物质量为m。

从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=________，动能变化量ΔEk=________。

（用已知字母表示）

④某同学用如图5所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。

将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。

已知小球质量为m，当地重力加速度为g。

在误差允许范围内，当满足关系式________时，可验证机械能守恒。

【答案】

（1）.

（2）.小于（3）.4.700（或4.699）（4）.AC（5）.AB（6）.

（7）.

（8）.F0=3mg

【解析】

（1）①根据

，解得该金属丝电阻率的表达式：

.

②在图1中，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，则金属丝电阻的测量值偏小；③用螺旋测微器测得金属丝的直径d为：

4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm；

（2）①除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是交流电源和刻度尺，故选AC；

②本实验应选择质量大、体积小的重物进行实验，以减小下落过程的相对阻力，选项A正确；释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，以减小纸带和打点计时器之间的摩擦，选项B正确；先接通电源，后释放纸带，选项C错误；

③因O点与下一点的间距接近2mm，可知O点的速度为零；从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=mghB，打B点时的速度：

；动能变化量

；

④在最低点时：

，若机械能守恒，则满足：

，即

。

三、计算题

10.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1.5Ω的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，电阻r=0.5Ω的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。

导轨电阻忽略不计。

在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。

求：

（1）感应电流I的大小，并判断导体棒MN中的感应电流的方向。

（2）导体棒MN两端电压U的大小。

（3）拉力F的大小。

【答案】

（1）

；MN中感应电流的方向为NM

（2）

（3）F=F安=0.016N

【解析】

（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势：

E=BLv=0.4V

由闭合电路欧姆定律可得，感应电流：

根据右手定则（或楞次定律），MN中感应电流的方向为NM

（2）由欧姆定律可得，导体棒两端电压：

（3）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为：

F安=BIL=0.016N

因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力：

F=F安=0.016N

11.一个氘核（

）和一个氚核（

）聚变时产生一个中子（

）和一个α粒子（

）。

已知氘核的质量为

，氚核的质量为

，中子的质量为

，α粒子的质量为

，光速为c，元电荷电量为e。

（1）写出核反应方程，并求一个氘核和一个氚核聚变时释放的核能

。

（2）反应放出的粒子在与匀强磁场垂直的平面内做圆周运动，轨道半径为R，磁感应强度大小为B。

求粒子在磁场中圆周运动的周期T和等效电流I的大小。

（3）1909年卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些α粒子发生了较大的偏转，个别就像被弹回来了一样。

卢瑟福认为“枣糕模型”中的电子不足以把α粒子反弹回来，在经过深思熟虑和仔细的计算后，他提出了原子的核式结构模型。

以一个α粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例，请通过计算说明为什么电子不能把α粒子反弹回来（已知α粒子的质量是电子质量的7300倍）。

【答案】

（1）

（2）

（3）α粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹

【解析】

（1）核反应方程：

反应释放的核能：

（2）设粒子的速度大小为v，由

，

得粒子在磁场中运动周期：

由电流定义式

，得环形电流大小：

（3）设电子的质量为

，碰撞后α粒子的速度为

，电子的速度为ve。

由动量守恒：

由能量守恒：

得

因

所以

，即α粒子所受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。

12.探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我国不懈追求的航天梦，我国航天事业向更深更远的太空迈进。

（1）2018年12月27日中国北斗卫星导航系统开始提供全球服务，标志着北斗系统正式迈入全球时代。

覆盖全球的北斗卫星导航系统由静止轨道卫星（即地球同步卫星）和非静止轨道卫星共35颗组成的。

卫星绕地球近似做匀速圆周运动。

已知其中一颗地球同步卫星距离地球表面的高度为h，地球质量为Me，地球半径为R，引力常量为G。

a.求该同步卫星绕地球运动的速度v的大小；

b.如图所示，O点为地球的球心，P点处有一颗地球同步卫星，P点所在的虚线圆轨道为同步卫星绕地球运动的轨道。

已知h=5.6R。

忽略大气等一切影响因素，请论证说明要使卫星通讯覆盖全球，至少需要几颗地球同步卫星？

（

）

（2）今年年初上映的中国首部科幻电影《流浪地球》引发全球热议。

根据量子理论，每个光子动量大小

（h为普朗克常数，λ为光子的波长）。

当光照射到物体表面时将产生持续的压力。

设有一质量为

的飞行器，其帆面始终与太阳光垂直，且光帆能将太阳光全部反射。

已知引力常量为G，光速为c，太阳质量为Ms，太阳单位时间辐射的总能量为E。

若以太阳光对飞行器光帆的撞击力为动力，使飞行器始终朝着远离太阳的方向运动，成为“流浪飞行器”。

请论证：

随着飞行器与太阳的距离越来越远，是否需要改变光帆的最小面积s0。

（忽略其他星体对飞行器的引力）

【答案】

（1）a.

b．至少需要3颗地球同步卫星才能覆盖全球

（2）随着飞行器与太阳的距离越来越远，不需要改变光帆的最小面积s