2020年高考物理 刷題1+1(2019模擬題)組合模擬卷八(含解析)

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1、組合模擬卷八 第Ⅰ卷(選擇題,共48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.(2019·江西宜春高三上學期期末)如圖所示,某興趣小組制作了一個小降落傘,傘面底端是一半徑為R的剛性圓環(huán),在圓環(huán)上等間距地系有四根長均為2R的細線,將四根細線的另一端連接在一起,并懸掛有一質(zhì)量為m的物體。它們一起豎直向下加速降落,當物體下落的加速度大小為0.2g時(g為重力加速度),每根細線的張力為(  ) A.mg B.mg C

2、.mg D.mg 答案 A 解析 由幾何關(guān)系可知,每根線與豎直方向的夾角均為30°,設(shè)每根細線的張力大小為F,則對下面懸掛的物體根據(jù)牛頓第二定律可知:mg-4Fcos30°=ma,整理可得:F=mg,A正確,B、C、D錯誤。 15.(2019·天津重點中學聯(lián)合二模)下列說法正確的是(  ) A.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等 B.鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程U→Ba+Kr+2n C.原子在a、b兩個能級的能量分別為Ea、Eb,且Ea>Eb,當原子從a能級躍遷到b能級時,放出光子的波長λ=(其中h為普朗克常量) D.設(shè)質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,

3、兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子,釋放的能量是(2m1+2m2-m3)c2 答案 D 解析 因質(zhì)子的質(zhì)量遠大于電子的質(zhì)量,故動能相等的質(zhì)子和電子,它們的動量不相等,根據(jù)德布羅意波長公式λ=可知,它們的德布羅意波長必不相等,A錯誤;鈾核裂變有多種裂變的方式,但是每一種都要有慢中子的參與,即反應(yīng)方程的前面也要有中子,B錯誤;原子在a、b兩個能級的能量為Ea、Eb,且Ea>Eb,當原子從a能級躍遷到b能級時,放出光子的能量為:E==Ea-Eb,所以光子的波長為:λ=,C錯誤;根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知,兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子,釋放的能量是(2m1+2m2-m3)c2,D正確。 16

4、.(2019·全國卷Ⅰ) 如圖,空間存在一方向水平向右的勻強電場,兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下,兩細繩都恰好與天花板垂直,則(  ) A.P和Q都帶正電荷 B.P和Q都帶負電荷 C.P帶正電荷,Q帶負電荷 D.P帶負電荷,Q帶正電荷 答案 D 解析 細繩豎直,把P、Q看作整體,在水平方向不受力,對外不顯電性,帶異種電荷,A、B錯誤;如果P、Q帶不同性質(zhì)的電荷,受力分別如圖所示,由圖知,P帶負電、Q帶正電時符合題意,C錯誤,D正確。   17.(2019·山東聊城二模)如圖所示,三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3垂直紙面放置,直導線與紙面的

5、交點及坐標原點O分別位于邊長為a的正方形的四個頂點。L1與L3中的電流均為2I、方向均垂直紙面向里,L2中的電流為I、方向垂直紙面向外。已知在電流為I的長直導線的磁場中,距導線r處的磁感應(yīng)強度B=,其中k為常數(shù)。某時刻有一電子正好經(jīng)過原點O且速度方向垂直紙面向外,速度大小為v,電子電荷量為e,則該電子所受磁場力(  ) A.方向與y軸正方向成45°角,大小為 B.方向與y軸負方向成45°角,大小為 C.方向與y軸正方向成45°角,大小為 D.方向與y軸負方向成45°角,大小為 答案 D 解析 導線L1、L2和L3中的電流在原點O處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度分別為B1=k、B2=k、B

6、3=k,方向如圖, 則三電流在O點處產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強度B=B1-B2=,方向與y軸正方向成45°角。電子經(jīng)過原點O速度方向垂直紙面向外,速度大小為v,根據(jù)左手定則知,洛倫茲力方向與y軸負方向成45°角,洛倫茲力的大小f=evB=,D正確,A、B、C錯誤。 18.(2019·江蘇省蘇北三市高三上學期期末質(zhì)檢)如圖所示,象棋子壓著紙條,放在光滑水平桌面上。第一次沿水平方向?qū)⒓垪l抽出,棋子落在地面上的P點。將棋子、紙條放回原來的位置,仍沿原水平方向?qū)⒓垪l抽出,棋子落在地面上的Q點,與第一次相比(  ) A.棋子受到紙條的摩擦力較大 B.棋子落地速度與水平方向夾角較大 C.紙條

7、對棋子的摩擦力做功較多 D.棋子離開桌面至落地過程中動能增量較大 答案 C 解析 兩次由于正壓力不變,根據(jù)滑動摩擦力公式f=μFN可知,紙條對棋子的摩擦力不變,A錯誤;棋子離開桌面后做平拋運動,由于豎直分位移相同,根據(jù)豎直方向運動規(guī)律可知運動的時間相同,由第二次水平分位移較大,可知第二次做平拋運動的初速度大,第二次紙條對棋子的摩擦力做功較多,設(shè)落地時速度與水平方向夾角為θ,則tanθ==,可知第二次棋子落地時速度與水平方向夾角較小,B錯誤,C正確;根據(jù)動能定理可知,動能的增量等于合外力的功,由于不計空氣阻力,則合力的功即為重力的功,由題可知重力的功相等,故動能的增量相等,D錯誤。 19

8、.(2019·福建龍巖高三上學期期末)用矩形半導體薄片制成一個霍爾元件,E、F、M、N為其四個側(cè)面。在E、F間通入恒定電流,同時外加與薄片上、下表面垂直的勻強磁場,電流和磁感應(yīng)強度B的方向如圖所示。若半導體可自由移動電荷為正電荷,M、N間產(chǎn)生的電勢差為UH。下列說法正確的是(  ) A.N板電勢高于M板電勢 B.N板電勢低于M板電勢 C.只增大磁感應(yīng)強度B,則UH變大 D.只增大通入霍爾元件的電流I,則UH變大 答案 ACD 解析 根據(jù)左手定則,電流的方向向里,帶正電的自由電荷受力的方向指向N板,向N板偏轉(zhuǎn),則N板電勢高,A正確,B錯誤;設(shè)左、右兩個表面相距為d,正電荷所受的電

9、場力等于洛侖茲力,Bqv=q,可知只增大磁感應(yīng)強度B,則UH變大,C正確;設(shè)材料單位體積內(nèi)可自由移動的正電荷的個數(shù)為n,材料沿電流方向的截面積為S,根據(jù)Bqv=q及I=nqSv,可知只增大通入霍爾元件的電流I,則UH變大,D正確。 20.(2019·全國卷Ⅰ) 在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運動,物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a-x關(guān)系如圖中虛線所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍,則(  ) A.M與N的密度相等 B.

10、Q的質(zhì)量是P的3倍 C.Q下落過程中的最大動能是P的4倍 D.Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍 答案 AC 解析 如圖,當x=0時,對P:mPgM=mP·3a0,即星球M表面的重力加速度gM=3a0;對Q:mQgN=mQa0,即星球N表面的重力加速度gN=a0。 當P、Q 的加速度a=0時,對P有mPgM=kx0,則mP=;對Q有mQgN=k·2x0,則mQ=,即mQ=6mP,B錯誤;根據(jù)mg=G得,星球質(zhì)量M=,則星球的密度ρ==,所以M、N的密度之比=·=×=1,A正確;當P、Q的加速度為零時,P、Q的動能最大,由動能定理知,EkP=P·x0=mPPx0=··x0=kx

11、,EkQ=Q·2x0=mQQ2x0=··2x0=2kx,EkP∶EkQ=1∶4,C正確;P、Q在彈簧壓縮到最短時,其位置關(guān)于加速度a=0時的位置對稱,故P下落過程中的最大壓縮量為2x0,Q為4x0,D錯誤。 21.(2019·銀川模擬)如圖所示,在xOy平面內(nèi)的坐標原點處,有一個粒子源,某一時刻以同一速率v發(fā)射大量帶正電的同種粒子,速度方向均在xOy平面內(nèi),且對稱分布在x軸兩側(cè)的30°角的范圍內(nèi)。在直線x=a與x=2a之間包括邊界存在勻強磁場,方向垂直于xOy平面向外,已知粒子在磁場中運動的軌跡半徑為2a。不計粒子重力及粒子間的相互作用力,下列說法正確的是(  ) A.最先進入磁場的粒

12、子在磁場中運動的時間為 B.最先進入和最后進入磁場中的粒子在磁場中運動的時間都相等 C.最后從磁場中射出的粒子在磁場中運動的時間為 D.最后從磁場中射出的粒子出磁場的位置坐標為 答案 ACD 解析 沿x軸方向射出的粒子最先進入磁場,由幾何關(guān)系可知,粒子在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角為30°,在磁場中運動時間為×=,A正確;沿與x軸成30°角的兩個方向射出的粒子同時最后進入磁場,沿與x軸成30°角斜向上方進入磁場的粒子在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角為30°,在磁場中運動時間為×=,沿與x軸成30°角斜向下方進入磁場的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)角為120°,從O點到射出磁場路程最大,故最后從磁場中射出,在磁場中的運動

13、時間為×=,弦長為s=2×2asin60°=2a,該粒子進入磁場的位置離x軸的距離為x=atan30°=a,所以最后從磁場中射出的粒子出磁場的位置與x軸的距離為s+x=2a+a=a,故坐標為,B錯誤,C、D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題,共62分) 三、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分,共62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.(2019·全國卷Ⅱ)(5分)如圖a,某同學設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有:鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等。

14、回答下列問題: (1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=__________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。 (2)某次實驗時,調(diào)整木板與水平面的夾角使θ=30°。接通電源,開啟打點計時器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶,如圖b所示。圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)。重力加速度為9.80 m/s2,可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為____________(結(jié)果保留2位小數(shù))。 答案 (1) (2)0.35 解析 (1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用,受力分析如圖。由牛頓第二定律得:

15、 mgsinθ-μFN=ma 且FN=mgcosθ 解以上兩式得μ=。 (2)由逐差法求鐵塊加速度: a= =×10-2 m/s2≈1.97 m/s2 代入μ=,得μ≈0.35。 23.(2019·廣東深圳二模)(10分)LED燈的核心部件是發(fā)光二極管。某同學欲測量一只工作電壓為2.9 V的發(fā)光二極管的正向伏安特性曲線,所用器材有:電壓表(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ),電流表(用多用電表的直流25 mA擋替代,內(nèi)阻約為5 Ω),滑動變阻器(0~20 Ω),電池組(內(nèi)阻不計),電鍵和導線若干。他設(shè)計的電路如圖a所示。回答下列問題: (1)根據(jù)圖a,在實物圖b上完成連線;

16、(2)調(diào)節(jié)變阻器的滑片至最________(填“左”或“右”)端,將多用電表選擇開關(guān)撥至直流25 mA擋,閉合電鍵; (3)某次測量中,多用電表示數(shù)如圖c,則通過二極管的電流為________ mA; (4)該同學得到的正向伏安特性曲線如圖d所示。由曲線可知,隨著兩端電壓增加,二極管的正向電阻________(填“增大”“減小”或“不變”);當兩端電壓為2.9 V時,正向電阻為________ kΩ(結(jié)果取兩位有效數(shù)字); (5)若實驗過程中發(fā)現(xiàn),將變阻器滑片從一端移到另一端,二極管亮度幾乎不變,電壓表示數(shù)在2.7~2.9 V之間變化,試簡要描述一種可能的電路故障:___________

17、___________________________________________。 答案 (1)圖見解析 (2)左 (3)16.0(在15.8~16.2范圍內(nèi)均可) (4)減小 0.15(0.15或0.16均可)  (5)連接電源負極與變阻器的導線斷路 解析 (1)根據(jù)多用電表紅黑表筆的接法——“紅進黑出”可知,黑表筆接二極管,紅表筆接滑動變阻器,滑動變阻器采用分壓式接法,則連線如圖。 (2)為保護電路,開關(guān)閉合前需將滑動變阻器的滑片置于最左端。 (3)多用電表所選量程為25 mA,則電流表讀數(shù)為 mA=16.0 mA(答案在15.8~16.2范圍內(nèi)均可)。 (4)I

18、-U圖象中,圖線斜率表示電阻的倒數(shù),由圖可知,隨著電壓的增加,斜率逐漸增大,則二極管的電阻逐漸減小;當兩端電壓為2.9 V時,電流表示數(shù)為19.0 mA,則電阻大小為R=≈152.6 Ω≈0.15 kΩ(0.15或0.16均可)。 (5)由于二極管的正向電阻約為0.15 kΩ,遠大于滑動變阻器的最大阻值,因此若實驗中將變阻器滑片從一端移到另一端,二極管亮度幾乎不變,電壓表示數(shù)在2.7~2.9 V之間變化,則有可能是滑動變阻器與二極管串聯(lián),導致電路中總電阻較大,總電流較小,所以電壓表的示數(shù)變化較小,故故障可能是連接電源負極與變阻器的導線斷路。 24.(2019·貴州畢節(jié)二模)(12分)如圖甲

19、所示,絕緣的水平桌面上鋪有兩根不計電阻的足夠長的光滑金屬軌道AB、CD,軌道間距為d,其左端接一阻值為R的電阻。一長為L且與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上,單位長度的電阻為r。在電阻、導軌和金屬棒中間有一邊長為a的正方形區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于水平桌面向下的均勻磁場,磁感應(yīng)強度的大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,其中坐標值已知。在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B1,方向垂直于水平桌面向上。某時刻,金屬棒在電動機的水平恒定牽引力作用下從靜止開始向右運動,在t1時刻恰好以速度v1越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好。求:

20、 (1)在t=0到t=t1時間間隔內(nèi),電阻R產(chǎn)生的焦耳熱; (2)在時刻t(t>t1)流過電阻R的電流方向、大小和電動機的輸出功率。 答案 (1)  (2)電流由A經(jīng)R到C,大小為  解析 (1)0到t1過程,左邊的磁場產(chǎn)生的感生電動勢E1=, 根據(jù)閉合電路歐姆定律:I= 根據(jù)焦耳定律,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt1,解得:Q=。 (2)金屬棒勻速向右運動,受到的安培力水平向左,電流由A經(jīng)R到C。 t時刻,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的動生電動勢:E2=B1dv1,方向為順時針,而感生電動勢方向為逆時針,故總電動勢為:E=E2-E1 回路中的電流:I=,解得:I=。 發(fā)動機

21、的牽引力與安培力相等,電動機的輸出功率 P=B1Idv1, 解得:P=。 25.(2019·天津高考)(20分)2018年,人類歷史上第一架由離子引擎推動的飛機誕生,這種引擎不需要燃料,也無污染物排放。引擎獲得推力的原理如圖所示,進入電離室的氣體被電離成正離子,而后飄入電極A、B之間的勻強電場(初速度忽略不計),A、B間電壓為U,使正離子加速形成離子束,在加速過程中引擎獲得恒定的推力。單位時間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值,離子質(zhì)量為m,電荷量為Ze,其中Z是正整數(shù),e是元電荷。 (1)若引擎獲得的推力為F1,求單位時間內(nèi)飄入A、B間的正離子數(shù)目N為多少; (2)加速正離子束所消耗的功

22、率P不同時,引擎獲得的推力F也不同,試推導的表達式; (3)為提高能量的轉(zhuǎn)換效率,要使盡量大,請?zhí)岢鲈龃蟮娜龡l建議。 答案 (1) (2)  (3)見解析 解析 (1)設(shè)正離子經(jīng)過電極B時的速度為v,根據(jù)動能定理,有 ZeU=mv2-0① 設(shè)正離子束所受的電場力為F1′,根據(jù)牛頓第三定律,有 F1′=F1② 設(shè)引擎在Δt時間內(nèi)飄入A、B間的正離子個數(shù)為ΔN,由牛頓第二定律,有 F1′=ΔNm③ 聯(lián)立①②③式,且由N=得 N=④ (2)設(shè)正離子束所受的電場力為F′,由正離子束在電場中做勻加速直線運動,有 P=F′v⑤ 由牛頓第三定律得F′=F,聯(lián)立①⑤式得 = ⑥

23、(3)為使盡量大,分析⑥式得到三條建議:用質(zhì)量大的離子;用帶電量少的離子;減小加速電壓。 (二)選考題(共15分。請考生從給出的2道題中任選一題作答,如果多做,則按所做的第一題計分) 33.(2019·全國卷Ⅲ)[物理——選修3-3](15分) (1)(5分)用油膜法估算分子大小的實驗中,首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液,稀釋的目的是_________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以________________________________。為得到油酸分子的直徑,還需測量的物理量是______

24、_____________________。 (2)(10分)如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0 cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0 cm。若將細管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76 cmHg,環(huán)境溫度為296 K。 (ⅰ)求細管的長度; (ⅱ)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度。 答案 (1)使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,測出1 mL油

25、酸酒精溶液的滴數(shù),得到一滴溶液中純油酸的體積 單分子層油膜的面積 (2)(ⅰ)41 cm (ⅱ)312 K 解析 (1)用油膜法估測分子直徑時,需使油酸在水面上形成單分子層油膜,為使油酸盡可能地散開,將油酸用酒精稀釋。 要測出一滴油酸酒精溶液的體積,可用累積法,即測量出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。 根據(jù)V=Sd,要求得分子的直徑d,則需要測出油膜面積,以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。 (2)(ⅰ)設(shè)細管的長度為L,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時,設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h1,被密封氣體的體積為V,壓強為p;細管倒置時,氣體體積為V1,壓強為p1。由玻意耳定律有 p

26、V=p1V1① 由力的平衡條件有 p=p0+ρgh② p1=p0-ρgh③ 式中,ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強。由題意有 V=S(L-h(huán)1-h(huán))④ V1=S(L-h(huán))⑤ 由①②③④⑤式和題給條件得 L=41 cm⑥ (ⅱ)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋—呂薩克定律有 =⑦ 由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得 T=312 K。⑧ 34.[物理——選修3-4](15分) (1)(2019·安徽合肥二模)(5分)如圖所示,一列振幅為10 cm的簡諧橫波,其傳播方向上有兩個質(zhì)點P和Q,兩者的平衡位置相距3 m。某時刻兩質(zhì)點均在平衡位置且二者之間

27、只有一個波谷,再經(jīng)過0.3 s,Q第一次到達波峰。則下列說法正確的是________。(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.波的傳播方向一定向右 B.波長可能為2 m C.周期可能為0.24 s D.波速可能為15 m/s E.0.3 s內(nèi)質(zhì)點P的位移大小為10 cm (2)(2019·廣東汕頭一模)(10分)如圖為一玻璃磚的截面圖,ABCD為長方形,BCE為圓。AB=2R,BC=R,一束單色光從AD界面上的F點(未畫出)入射,在CD界面上的G點(未畫出)發(fā)生一次全反射后,從BE界面上的H點射出,折射角α=60

28、°,折射光平行于DE且與反射光垂直,真空中的光速為c。 (ⅰ)畫出光路圖并求出折射率n。 (ⅱ)光從射入玻璃磚到第一次射出的時間t。 答案 (1)BDE (2)(ⅰ)光路圖見解析  (ⅱ) 解析 (1)某時刻P、Q兩質(zhì)點均在平衡位置且二者之間只有一個波谷,故存在以下三種情況: 由于不知道質(zhì)點P、Q的振動情況,故無法判斷波的傳播方向,A錯誤;當P、Q之間波的形式如圖b所示,則有=3 m,故有λ=2 m,B正確;質(zhì)點Q第一次到達波峰可能經(jīng)歷=0.3 s或=0.3 s,故周期T=1.2 s或T=0.4 s,C錯誤;圖a、b、c中波的波長分別為λa=3 m、λb=2 m、λc=6 m

29、,當周期T=1.2 s時,波速va=2.5 m/s、vb= m/s、vc=5 m/s;當T=0.4 s時,波速va′=7.5 m/s,vb′=5 m/s,vc′=15 m/s,D正確;經(jīng)過0.3 s,質(zhì)點Q第一次到達波峰,圖a中質(zhì)點P到達波峰,圖b中質(zhì)點P到達波谷,圖c中質(zhì)點P到達波谷,故0.3 s內(nèi)質(zhì)點P的位移大小為10 cm,E正確。 (2)(ⅰ)光路圖如圖所示: 由幾何關(guān)系得:β=90°-α=30° n=,解得n=。 (ⅱ)由幾何關(guān)系得:θ=2β=60°,γ=90°-θ=30°=β 在等腰△GHC中:GH=2Rcosβ=R 在直角△FDG中:FG== s=GH+FG,n=,t==。 15

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