2020年高考物理（新课标卷）模拟卷含答案解析（9）

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2020年高考物理（新课标卷）模拟卷（9） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．下列关于原子物理知识的叙述正确的是 A．衰变中产生的射线是原子的核外电子挣脱原子核的束缚形成的 B．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定 C．两个轻核结合成一个中等质量的核，存在质量亏损 D．对于一个特定的氡原子，如果知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变 【答案】C 【解析】 A．β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，实质是，而不是核外电子的电离，故A错误； B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故B错误； C．两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故C正确； D．对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，大量的衰变原子满足统计规律存在半衰期，故D错误。 故选C。 15．（2019湖南高三）如图所示，甲、乙两球在同一光滑水平面上相向运动，速度大小分别为，甲、乙的动能之比为5：4，碰撞后，甲球的速度为0，则碰撞后乙球的速度大小为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 由题意可知， 求得 根据动量守恒 求得 故B正确。 故选B。 16．（2020天津高三期末）物体在水平面上做直线运动，由t＝0时开始的速度—时间图象如图所示，下列选项正确的是 A．在0～6 s内，物体离出发点最远为30 m B．在0～6 s内，物体在4s时速度方向发生变化 C．在0～4 s内，物体的平均速度为7.5 m/s D．在5～6 s内，物体做匀减速直线运动 【答案】C 【解析】 AB．0～5s，物体沿正向运动，5～6s沿负向运动，故5s末离出发点最远，故AB错误； C．在0～4s内，物体经过的位移为 所以平均速度为 故C正确； D．在5～6s内，物体的速度为负值，加速度也为负值，做匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 17．（2019浙江高三）如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，图乙是里面的线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表，以下说法错误的是 A．通电线圈所在的磁场是匀强磁场 B．磁电式电流表的刻度是均匀的 C．线圈绕在铁芯上，起到电磁阻尼的作用 D．磁电式电流表能够测量电流的大小和方向 【答案】A 【解析】 A．如图乙所示，通电线圈所在的磁场是辐向磁场，不是匀强磁场，A错误； B．电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行。因此，磁力矩与通电线圈中电流成正比（与线圈位置无关）。当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍通电线圈转动的阻力矩，其大小与通电线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，通电线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的，B正确； C．铁芯是导体，仪表指针偏转时铁芯随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，即电磁阻尼，阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快稳定下来，不至于反复摆动，方便读数，C正确； D．指针偏向的角度与电流成正比，通过偏转角度可测电流大小，通电方向不同时，转动方向不同，即偏转方向不同，通过观察偏转方向可测电流方向，D正确。 故选A。 18．（2019河南高三）如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，BC为圆周运动的直径，竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将a球从切点正上方的A点水平抛出，重力加速度大小为g，从a球水平抛出开始计时，为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹)，则下列说法正确的是（ ） A．a球在C点与b球相遇时，a球的运动时间最短 B．a球在C点与b球相遇时，a球的初始速度最小 C．若a球在C点与b球相遇，则a球抛出时的速率为 D．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为 【答案】C 【解析】 A．平抛时间只取决于竖直高度，高度 R 不变，时间均为；故A错误。 BC．平抛的初速度为 时间相等，在C点相遇时，水平位移最大 则初始速度最大为： 故B错误，C正确。 D．在 C点相遇时，b球运动半个周期，故 b球做匀速圆周运动的周期为 故D错误。 故选C。 19．（2020四川高三）如图所示，、、三点在同一水平面上，点在点正上方，垂直于和构成的平面，、、到的距离均为，空间存在着匀强电场，一个质量为、电荷量为的粒子从移到和从移到时电场力做的功都为零，从移到时电场力做的功为，下列说法正确的是 A．带电粒子从移到时电场力做的功一定为零 B．电场强度方向由指向 C．点和点间的电势差 D．匀强电场的电场强度大小 【答案】AD 【解析】 A.一个质量为m、电荷量为+q的粒子从移到电场力做的功为零，则φB=φC，从移到时电场力做的功为零，则φB=φD，故B、C、D三点电势相等，所在的平面为等势面，带电粒子从移到时电场力做的功一定为零，故A正确； B. B、C、D三点所在的平面为等势面，电荷量为的粒子从移到时电场力做的功为，说明B点电势高于A点电势。直线BA垂直于等势面，说明电场强度方向沿直线BA，由B指向A，故B错误； C. 电荷量为+q的粒子从B移到A时电场力做的功为W，则B点和A点间的电势差大小为： 故C错误； D.根据可知，电场强度为： 故D正确。 20．（2020重庆高三）关于黑洞和暗物质(暗物质被称为“世纪之谜”．它“霸占”了宇宙95%的地盘，却摸不到看不着)的问题，以下说法正确的是(黑洞临界半径公式取为c＝2GMr，c为光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量 A．如果地球成为黑洞的话，那么它的临界半径为r＝v2c2R(R为地球的半径，v为第二宇宙速度) B．如果太阳成为黑洞，那么灿烂的阳光依然存在，只是太阳光到地球的时间变得更长 C．有两颗星球(质量分别为M1和M2)的距离为L，不考虑周围其他星球的影响，由牛顿运动定律计算所得的周期为T，由于宇宙充满均匀的暗物质，所以观察测量所得的周期比T大 D．有两颗星球甲和乙(质量分别为M1和M2)的距离为L，不考虑周围其他星球的影响，它们运动的周期为T，如果其中甲的质量减小Δm而乙的质量增大Δm，距离L不变，那么它们的周期依然为T 【答案】AD 【解析】 因为c＝2GMr，而地球的第二宇宙速度为v＝2GMR，两式相比得r＝v2c2R，所以A正确．如果太阳成为黑洞，光不能跑出，所以我们将看不到阳光，选项B错误．设甲乙质量变化前，甲的运动半径为r1，甲乙质量变化后运动周期为T2，甲的运动半径为r1′，则GM1M2L2=M1(2πT)2r1 ， ，又因为r1＝M2M1+M2L，，所以， ，故T＝T2. 选项C错误，D正确；故选AD. 【点睛】 此题关键是理解宇宙速度的含义；对双星问题，知道它们做圆周运动的向心力由两者间的万有引力提供，且角速度和周期都相等. 21．（2019黑龙江高三）如图所示，边长为L的等边三角形ABC区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，D为AB边的中点，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子平行BC边从D点射入磁场，粒子的速度大小为v0，且刚好垂直BC边射出磁场。不计粒子的重力， 下列说法正确的是 A．该粒子带正电 B．匀强磁场的磁感应强度 C．若只改变该粒子射入磁场的速度大小，则粒子一定不能从C点射出磁场 D．若只改变该粒子射入磁场的速度方向，则粒子可以从AC边射出磁场，且在磁场中运动的时间可能是 【答案】AD 【解析】 A．粒子垂直于BC边射出磁场，所以粒子向下偏转，洛伦兹力方向向下，根据左手定则，粒子带正电，A正确； B．粒子垂直于BC射出磁场，圆心在BC上，同时粒子从D点水平射入，圆心应该在过D点与BC垂直的垂线的垂足处，所以半径为三角形BC边上高的一半， ， 则 B错误； C．改变初速度的大小，当 ， 粒子从C点射出，C错误； D．粒子在磁场中做圆周运动的周期 ， 粒子从C点与AC相切射出磁场时，偏转，运动时间为 D正确； 故选AD。 三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共129分。 22．（6分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。 （1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。 A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量 B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池 C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车 D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑 （2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。 （3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。 A． B． C． D． 【答案】AC（2分） 0.475（0.450～0.500都对）（2分） A （2分） 【解析】 （1）A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确； B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误； C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确； D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。 故选：AC。 （2）C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度 vD＝＝m/s＝0.475m/s。 （3）根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。 23．（9分）要测量一个待测电阻Rx（190Ω～210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材： 电源E：电动势3.0V，内阻不计； 电流表A1：量程0～10mA，内阻r1约50Ω； 电流表A2：量程0﹣500μA，内阻r2为1000Ω； 电压表V1：量程0～1V，内阻RV1约为1kΩ 电压表V2：量程0～10V，内阻RV2约为10kΩ 滑动变阻器R：最大阻值20Ω，额定电流2A； 定值电阻R1＝500Ω； 定值电阻R2＝2000Ω； 定值电阻R3＝50000Ω； 电键S及导线若干。 求实验中尽可能准确测量Rx的阻值，请回答下面问题： （1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电表___（选填“A1”、“A2”或“V1”、“V2“）串联定值电阻__（选填“R1”、“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为3.0V的电压表。 （2）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻Rx阻值的实验原理图（所有的器材必须用题中所给的符号表示）。 （3）根据以上实验原理图进行实验，若测量电路中一只电流表的读数为6.2mA，另外一只电流表的读数为200.0μA．根据读数并结合题中所给数据求出待测电阻Rx＝_____Ω。 【答案】A2 （2分） R3 （2分） （3分） 200.0 （2分） 【解析】 （1）将小量程的电流表改装成电压表，电流表需要知道两个参数：量程和内阻，故电流表选A2。 根据串联电路特点和欧姆定律得：串联电阻阻值为： R＝＝﹣1000Ω＝5000Ω 故选定值电阻R2； （2）由①知电压表的内阻 RV＝R2+r2＝1000+5000＝6000Ω 由于≈3.8～4.2，≈31.6～28.6，故电流表应用用外接法；又滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如甲图所示 （3）根据串并联电路特点和欧姆定律得： ＝＝200.0Ω 24.（14分）（2020广东高三）边长L＝0.20ｍ的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场，其电场强度为E＝1104V/m，磁感强度B＝0.05T，磁场方向垂直纸面向里，当一束质荷比为＝510-8kg/C的正离子流，以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入，离子流穿过电磁场区域而不发生偏转，如右图所示，不计正离子的重力，求： （1）电场强度的方向和离子流的速度大小 （2）在离电磁场区域右边界D=0.4m处有与边界平行的平直荧光屏．若撤去电场，离子流击中屏上a点；若撤去磁场，离子流击中屏上b点，则ab间的距离是多少？． 【答案】（1）竖直向下；（2）1.34m 【解析】 （1）正离子经过正交场时竖直方向平衡，因洛伦兹力向上，可知电场力向下，则电场方向竖直向下； 由受力平衡得 （1分） 离子流的速度 （1分） （2）撤去电场，离子在磁场中做匀速圆周运动，所需向心力由洛伦兹力提供，则有 （1分） 故 （1分） 离子离开磁场后做匀速直线运动，作出离子的运动轨迹如图一所示 图一 由几何关系可得，圆心角 （1分） （1分） （1分） 若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动，运动轨迹如图二所示 图二 通过电场的时间 （1分） 加速度 （1分） 在电场中的偏移量 （1分） 粒子恰好从电场右下角穿出电场，则 （1分） 由几何关系得 （1分） a和b的距离 =1.34m（2分） 25.（18分）（2019重庆高三）如图，质量为m的A球下面固定一轻质弹簧，用长度为l的轻绳穿过弹簧连接在B球上，弹簧原长远小于轻绳长度(绳未连接在弹簧上)，B球离地面的高度也为1；手拿A球，A球与B球处于静止状态，将A球由静止释放，B球与地面每次碰撞时反弹速度前速度的一半，B球第一次触地反弹后在空中与A球发生碰撞，碰撞后瞬间弹簧被用缩到最短，此时弹簧锁定。然后A球与B球一起下落，B球第二次触地反弹后的瞬间，弹簧解除锁定，同时轻绳断裂，A球被弹起。整个过程A、B球都保持竖直方向，且A球一直在上，B球在下，所有碰时间均不计。(重力加速度为g，最后结果可以用根号表示) （1）B球第一次触地后到B球与A球碰撞的时间； （2）要求B球与A球碰撞后瞬间弹簧被压缩到最短时弹簧的势能达到最大，求B球的质量M满足的条件和弹簧势能的最大值Ep； （3）在B球的质量M满足(2)问的条件下，求B球第二次触地反弹后A球被弹起的最大高度。 【答案】（1）（2）M=8m；2mgl（3）12.5l 【解析】 （1）B球第一次触地时的速度 （1分） 此时A的速度也为 （1分） B球反弹的速度 （1分） 则两球第一次相遇时： （1分） 解得 （1分） （2）两球相遇时的速度 （1分） （1分） 当弹簧压缩到最短时，两球共速，设向上为正方向，由动量守恒定律 （1分） 当弹簧的弹性势能最大时，则v=0，解得： M=8m（1分） 此时弹簧的最大弹性势能： （1分） （3）两球第一次相遇 时离地面的高度： （1分） 则第二次落地的速度 （1分） 此时两球反弹速度为 （1分） 此时解除锁定后，弹簧的弹性势能转化为AB的动能，则由能量关系： （1分） 由动量守恒： （1分） 解得 （1分） A上升的高度： （1分） 解得 （1分） （二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33．[物理—选修3–3]（15分） （1）（5分）下列说法正确的是_______________。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分） A．在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性 B．一定质量的理想气体，如果温度升高，则气体分子的平均动能增大，压强一定增大 C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 D．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 E．由于液面表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面具有收缩的趋势 【答案】ACE 【解析】 A．无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子按一定的规律排布，即具有一定的规律，空间上的周期性，故A正确； B．气体的压强与单位时间内气体分子对容器器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，但若体积增大，则撞击次数变小，则压强不一定变大，故B错误； C．由热力学第二定律可知，热量一定不能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体，故C正确； D．布朗运动是固体颗粒的运动，反映的是液体分子的运动，故D错误； E．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，故液体表面有收缩趋势，故E正确。 故选ACE。 （2）（10分）（2019河北高三）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.5T0、压强为1.5P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求： （i）气缸内气体与缸外大气达到热平衡时的体积V1 （ii）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q． 【答案】（i）0.6V（ii）P0V+1.5aT0 【解析】 （i）由气态方程得 （2分） 代入数据解得 （2分） （ii）活塞下降过程中，活塞对气体做的功为 （2分） 在这一过程中，气体内能的减小为 （2分） 由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为，代入数据解得 （2分） 34．[物理一选修3–4）（15分） （1）某时刻处质点沿轴向下开始简谐振动，形成沿轴正向传播的简谐横波，处质点开始振动后时，第一次形成的波形图象如图所示，点是轴上距坐标原点处的质点，下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分） A．质点经过开始振动 B．该波的波速是 C．该波遇到一个尺寸为的障碍物时可以发生明显衍射 D．时刻质点第二次到达波谷 E．若质点在时停止振动，那么质点在时也将停止振动 【答案】BDE 【解析】 B．波在t=0.8s内传播的距离是 x=24cm=0.24m，所以该波的波速是 故B正确。 A．波从O点传到P点的时间 则质点P经过3.2s开始振动，故A错误。 C．由图读出该波的波长为 λ=24cm，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物时，不能发生明显衍射现象，故C错误。 D．该波的周期为：T=0.8s，当x=18cm处的波谷传到P点时P点第一次到达，用时 再过一个周期质点P第二次到达波谷，所以在t=2.6+0.8+0.8=4.2s时刻质点P第二次到达波谷，故D正确。 E．波从O点传到P点的时间是3.2s，则若质点O在t=2s时停止振动，那么质点P在5.2s时也将停止振动。故E正确。 故选BDE。 （2）（10分）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中，顶部为矩形形状，高，边长，底部为等边三角形。现让一束单色光线从部分边的中点表面处沿竖直方向射入，光线进入后发现折射光线恰好与部分的平行且经过，最后从部分的边上某点处射出，光在真空中的传播速度为。求： （i）光在工艺品中传播的速度； （ii）光在工艺品中传播的时间。 【答案】（i） （ii） 【解析】 （i）光路图如图所示。 根据题图知，光进入介质B的入射角为 α=60，折射角为 β=30 则工艺品的折射率为 （2分） 在介质中的光速： （2分） （ii）由几何关系得光在工艺品中传播的路程 （2分） 光在工艺品中传播的速度 （1分） 则光在工艺品中传播的时间 （1分） 联立解得 。（2分）