山东省潍坊市2020届高三下学期4月模拟物理试题

潍坊市高考模拟考试

物理

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.具有放射性，发生一次β衰变成为新原子核X的同时放出能量，下列说法正确的是（　　）

A. 核能放射出β粒子，说明其原子核内有β粒子

B. 新核X的中子数为143

C. 核的质量等于新核X与β粒子的质量之和

D. 让同其它的稳定元素结合成化合物，其半衰期将增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．放射出β粒子，是由于原子核内发生β衰变，其中的中子转化为电子放出的，故A错误；

B．根据质量数和电荷数守恒得新核的质子数为91，质量数为234，则中子数为

故B正确；

C．发生β衰变时会放出能量，由爱因斯坦质能方程可知，反应前后质量不相等，故C错误；

D．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故D错误。

故选B。

2.如图所示，导热良好的圆筒形气缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞上堆放着铁砂，系统处于静止状态。现缓慢取走铁砂，忽略活塞与气缸之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中缸内气体（　　）

A. 对外做功，其内能减少

B. 温度不变，与外界无热量交换

C. 单个分子碰撞缸壁时的平均作用力减小

D. 单位时间内对活塞的碰撞次数减少

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于圆筒形气缸导热良好且环境温度不变，则气体发生等温变化，气体内能不变，故A错误；

B．由于气体发生等温变化，内能不变，缓慢取走铁砂，由平衡可知，气体压强减小，则体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B错误；

C．由于温度不变，分子平均动能不变，但单个分子的速度不一定不变，可能变大，也可能变小，则无法确定单个分子碰撞缸壁时的平均作用力大小变化，故C错误；

D．由于气体发生等温变化，内能不变，缓慢取走铁砂，由平衡可知，气体压强减小，则体积增大，分子平均动能不变，则单位时间内对活塞的碰撞次数减少，故D正确。

故选D。

3.某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 第1次击中篮板时的速度小

B. 两次击中篮板时的速度相等

C. 球在空中运动过程第1次速度变化快

D. 球在空中运动过程第2次速度变化快

【答案】A

【解析】

【详解】AB．将篮球的运动反过来看，则篮球两次做平抛运动，由于第1次平抛运动的高度更大，由得

所以第1次运动的时间更长，由于两次的水平位移相等，则时间越长的水平初速度越小，故第1次击中篮板时的速度小，故A正确，B错误；

CD．球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度，由于球只受重力作用，加速度为重力加速度，则两次速度变化快慢相同，故CD错误。

故选A。

4.一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 在该玻璃中a的传播速度比b小

B. b比a更容易发生衍射

C. 增大θ(θ<)，a、b可能不会从另一侧射出

D. a从该玻璃射向空气时的临界角比b的大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图看出，光线通过平板玻璃后，a光偏折较小，b光偏折较大，说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，由可知，在该玻璃中a的传播速度比b大，故A错误；

B．a光的折射率较小，频率较低，波长较长，则a比b更容易发生衍射，故B错误；

C．光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理可知光一定能从下表面射出，故C错误；

D．由可知，由于玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，则a光的临界角更大，故D正确。

故选D。

5.甲、乙两列简谐横波沿同一直线传播，t=0时刻两波叠加区域各自的波形如图所示，已知甲沿x轴正方向传播，乙沿x轴负方向传播，两列波的传播速度相同，甲的周期为0.4s，则（　　）

A. 两列波在相遇区域会发生干涉现象

B. t=0s时，x=4m处质点速度沿y轴正方向

C. t=0.2s时，x=4m处质点位置为y=－1cm

D. t=0.2s时，x=4m处质点速度为零

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，乙波的波长为8m，甲波的波长为4m，由于波速相同，则两波的频率不同，所以两列波在相遇区域不会发生干涉现象，故A错误；

B．由上下坡法可知，两列波在x=4m处的振动方向均沿y轴负方向，则t=0s时，x=4m处质点速度沿y轴负方向，故B错误；

CD．由于乙波的波长为甲波的两倍，波速相同，则乙波的周期为甲波的两倍即为0.8s，从图示位置开始经过0.2s即半个周期甲波使x=4m处质点回到平衡位置，经过0.2s即四分之一周期乙波使x=4m处质点振动到波谷位置，由叠加原理可知，此时x=4m处质点位置为

y=－1cm

此时由于甲波使x=4m处质点回到平衡位置，所以此时速度不为0，故C正确，D错误。

故选C。

6.在一次航模比赛中，某同学遥控航模飞机竖直上升，某段过程中其动能Ek随位移x变化的关系如图所示。已知飞机质量为1kg，重力加速度g=10m/s2，此过程中飞机（　　）

A. 处于超重状态 B. 机械能减少

C. 加速度大小为4.5m/s2 D. 输出功率最大值为27W

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，飞机的速度减小，即竖直向上做减速运动，则飞机处于失重状态，故A错误；

BC．由动能定理可知，图像斜率的绝对值即为合外力即

则加速度为

说明飞机除受重力外还受到竖直向上的升力，升力对飞机做正功，由功能关系可知，飞机的机械能增大，故B错误，C正确；

D．由牛顿第二定律可得

则升力为

由图像可知，飞机最大速度为

由最大功率为

故D错误

故选C。

7.如图所示，圆环上均匀分布着正电荷，直线MN垂直于圆环平面且过圆心O，M、N两点关于O点对称。将一带负电的试探电荷从M无初速释放，选无穷远处电势能为零，下列说法正确的是（　　）

A. M、N两点电场强度相同

B. 试探电荷经过O点时速度最大

C. 试探电荷经过O点时电势能为零

D. 试探电荷将在MN之间做简谐运动

【答案】B

【解析】

详解】A．由电场强度叠加原理可知，M、N两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误；

B．圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在O点产生的场强相互抵消，合场强为零，圆环上各电荷产生的电场强度在MN直线上竖直方向的分量相互抵消，在O点左边水平分量水平向左，由电场的叠加原理可知，在O点左边电场强度方向向左，同理可知，在O点右边电场强度方向向右，带负电的试探电荷从M无初速释放向右先做加速运动，到O点加速度为0，速度最大，接着向右做减速运动，故B正确；

C．选无穷远处电势能为零，由顺着电场线方向电势降低可知，O点电势最高且不为0，则电势能不为0，故C错误；

D．由点电荷场强公式可知，带负电的试探电荷运动过程中的合力与位移不成正比，故试探电荷将在MN之间不是做简谐运动，故D错误。

故选B。

8.2019年12月16日，我国“一箭双星”将北斗导航系统的第52、53颗卫星送入预定轨道。北斗导航系统的某两颗卫星的圆轨道如图所示，G卫星相对地球静止，M卫星轨道半径为G卫星的倍，下列说法正确的是（　　）

A. G卫星可能位于潍坊正上方

B. G卫星的线速度是M卫星的倍

C. 在相等时间内，G卫星与地心连线扫过的面积与M卫星相同

D. 在相等时间内，G卫星与地心连线扫过的面积是M卫星的倍

【答案】D

【解析】

【详解】A．G卫星相对地球静止即为地球同步卫星，则G卫星的轨道只能与地球赤道平面共面，故A错误；

B．由公式

得

则G卫星的线速度是M卫星的倍，故B错误；

CD．设相等时间为t，G卫星与地心连线扫过的面积

同理M卫星与地心连线扫过的面积

则

故C错误，D正确。

故选D。

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.汽车沿直线运动，其运动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 若y表示速度，则汽车在第2s末速度方向发生改变

B. 若y表示速度，则汽车在4s内的位移大小为4m

C. 若y表示位移，则汽车第2s末速度方向发生改变

D. 若y表示位移，则汽车在4s内的位移大小为4m

【答案】BC

【解析】

【详解】A．若y表示速度，由图像可知，内速度始终为正，即汽车速度方向不变，故A错误；

B．若y表示速度，图像与时间轴所围面积表示位移，汽车在4s内的位移大小

故B正确；

C．若y表示位移，图像斜率正负表示速度方向，由图可知，汽车在第2s末速度方向发生改变，故C正确；

D．若y表示位移，由图像可知，汽车在4s内的位移大小为0，故D错误。

故选BC。

10.如图所示，木板甲长为L，放在水平桌面上，可视为质点的物块乙叠放在甲左端，已知甲、乙质量相等，甲与乙、甲与桌面间动摩擦因数相同。对乙施加水平向右的瞬时冲量I，乙恰好未从甲上滑落；此时对甲施加水平向右的瞬时冲量I，此后（　　）

A. 乙加速时间与减速时间相同

B. 甲做匀减速运动直到停止

C. 乙最终停在甲中点

D. 乙最终停在距甲右端处

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．对乙施加水平向右的瞬时冲量I，对乙有

得

乙对甲的摩擦力水平向右，大小为，甲与地面间的最大静摩擦力为

则此情况下甲静止，则有

对甲施加水平向右的瞬时冲量I，对甲有

得

乙受甲向右的摩擦力，则乙向右加速，加速度为，甲向右减速，加速度大小为，当甲、乙速度相等时，接下来甲乙一起减速，加速度为

直到停止，由于乙加速度和减速的加速度大小相等，且先由静止加速后减速直到停止，则乙加速和减速的时间相等，由于甲减速过程中的加速度大小变化，则甲做变加速运动，故A正确，B错误；

CD．从开始到甲、乙速度相等过程有

得

则共同速度为

对乙

对甲有

其中

则

联立解得

故C错误，D正确。

故选AD。

11.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨间距为l，与水平面成角，导轨上端接一阻值为R的电阻。距离导轨上端为l的分界线MN将导轨所在平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两区域中均存在垂直导轨平面的磁场，区域Ⅰ为匀强磁场，其磁感应强度为B0；区域Ⅱ中的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。将长为l、电阻也为R的导体棒放在MN下侧导轨上，0~t0时间内，棒静止；之后棒向下滑动，当滑下的距离为x时，棒开始做匀速运动。导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒的质量m=

B. 导体棒匀速滑动时的速度

C. 匀速运动时R两端的电压为

D. 自t=0至棒开始匀速运动时，通过棒的电荷量

【答案】AD

【解析】

【详解】A．0~t0时间内，棒静止，由平衡可知

由法拉第电磁感应定律有

根据欧姆定律得

联立解得

故A正确；

B．棒匀速运动时有

其中

联立得

故B错误；

C．匀速运动时R两端的电压为

故C错误；

D．0~t0时间内，电荷量为

滑下的距离为x过程

则总过程电荷为

故D正确。

故选AD。

12.如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端与质量为m的滑块P栓接，完全相同的另一滑块Q与P并排静止在斜面上，此时弹簧的弹性势能为E0，现对Q施加外力，将其沿斜面向下推至某处后由静止释放，滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P，重力加速度为g，在该过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 两滑块间的弹力最大值为3mgsinθ

B. 弹簧弹性势能最大为

C. 对Q施加的外力做的功为

D. 滑块Q的最大速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P，即此时PQ间的作用力为0，P的加速度为

根据对称性可知，P在最低点时的加速度大小也为，方向沿斜面向上，此时PQ间的弹力最大，对P有

故A错误；

B．滑块Q沿斜面运动到最高点时恰好未脱离P，即此时PQ间的作用力为0且PQ加速度相同，由于P的加速度为

则此时弹簧处于原长状态，根据对称性可知，P在最低点时的加速度大小也为，方向沿斜面向上，在最低点对整体有

得

在最低点弹力压缩最大，弹力势能最大由机械能守恒有

故B正确；

C．对PQ整体平衡时有

得

平衡位置到最低点的距离为

此过程中由动能理得

即

故C错误；

D．从最低点到平衡位置由机械能守恒有

即

解得

故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验，在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A（黑色）和新材料实心球B（白色），让A球以某一速度向静止的B球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.04s闪光一次，铁的密度为7.8g/cm3，请回答下列问题：

(1)碰撞前A球速度大小为__________m/s；

(2)B球材料的密度为___________g/cm3.（结果均保留2位有效数字）

【答案】    (1). 5.0    (2). 5.2

【解析】

【详解】(1)[1]碰撞前A球做匀速直线运动，则速度为

(2)[2]碰后A球的速度为

碰后B球的速度为

设两球的体积为V，碰撞过程由动量守恒有

即

解得

14.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，他设计了如图甲所示的电路，其中ab是阻值为10Ω的均匀直电阻丝，长100cm，该同学进行了如下操作：

①将电阻丝固定在木板上，a、b两端连在接线柱上；

②将刻度尺平行ab固定在木板上，刻度尺的0、100.00cm刻度线分别与a、b对齐；

③在电阻丝上夹上一个带有接线柱P的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度；

④连接电路，金属夹在电阻丝上某位置时，闭合开关，将电流表的示数I及对应的金属夹所夹的位置刻度x记录在表格中；

⑤重复步骤④，记录每一次电流表的示数和对应的金属夹所夹位置刻度，如下表所示；

⑥在坐标纸上建立坐标系，将表格中数据在坐标系中描点如图乙所示。

请回答下列问题：

(1)干电池的电动势为__________V，内阻为___________Ω；

(2)实验中，用了4条长各为30cm的铜导线连接仪器，为进一步探究导线电阻对电池内阻测量结果的影响，该同学用螺旋测微器测量了导线直径d，示数如图丙所示，d=________mm；查询资料知铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，通过近似计算，求出导线的总电阻，并说明可以不考虑导线电阻的理由________。

【答案】    (1). 1.18V (1.10-1.50均正确)    (2). 1.41Ω (1.30-1.60均正确)    (3). 0.630    (4). 导线电阻约为0.07Ω，远小于电源内阻

【解析】

【详解】(1)[1][2]根据实验原理有

变形得

将坐图像中的点连成直线如图

则有图像斜率

得

由于误差则1.10V－1.50V均正确

截距为

得

由于误差1.30－1.60均正确

(2)[3]螺旋测微器固定刻度为0.5mm，可动刻度为0.01×13.0=0.130mm，所以最终读数为0.630mm

[4]由电阻定律得

由于导线电阻约为0.07Ω，远小于电源内阻，则实验时可以不考虑导线电阻

15.为确保交通安全，公路的下陡坡路段都有限速要求。某地一长直斜坡公路，倾角为，机动车限速36km/h。一质量为5吨的小货车以36km/h的速度匀速下坡，小货车装配了ABS（车轮防抱死）系统，某时刻发现前方20m处有一观光者以18km/h的速度匀速骑行下坡，司机立即启动ABS刹车系统，此后货车一直做匀减速运动直到静止，且恰好没有撞到骑行者。

(1)求货车刚停止运动时，骑行者到货车的距离；

(2)若该货车下坡刹车时ABS系统失灵，车轮被抱死，求这种情况下，刹车过程中货车受到的摩擦力。已知货车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.9，sin=0.6，cos=0.8，重力加速度g=10m/s2

【答案】(1)20m；(2)3.6×104N，方向沿斜面向上

【解析】

【详解】(1)小货车减速的加速度为a时恰好没有撞到骑行者，经时间t1两者速度相等，

v货－at1=v人

解得

再经时间t2，车减速到0，有

0=v人=at2

则有

解得

(2)对汽车进行受力分析则有

f =μmgcos

解得

f=3.6×104N

方向沿斜面向上

16.一同学制造了一个便携气压千斤顶，其结构如图所示，直立圆筒型气缸导热良好，长度为L0，活塞面积为S，活塞通过连杆与上方的顶托相连接，连杆长度大于L0，在气缸内距缸底处有固定限位装置AB，以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于气缸顶端，现将重力为3p0S的物体放在顶托上，已知大气压强为p0，活塞、连杆及顶托重力忽略不计，求：

(1)稳定后活塞下降的高度；

(2)为使重物升高到原位置，需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)取密封气体为研究对象，初态压强为p0，体积为L0S，假设没有AB限位装置，末态时压强为p，气柱长度为L，则

由等温变化

p0L0S=pLS

解得

因，故活塞停在AB限位装置处，活塞下降高度为

(2)以活塞回到初始位置时的气体为研究对象，气体发生等温变化

4p0L0S=p0V

气泵压入的一个p0的气体体积为

解得

17.如图所示，图中1、2、3是相互平行的足够长的三条边界线，相邻两线间距离均为L，边界线1、3间有匀强磁场，方向垂直纸面向里，一质量为m、带电量为－q的粒子，以初速度v0从磁场边界上的A点，与边界成角射入磁场，粒子从C点越过边界线2，AC与边界线垂直，粒子最终从边界线1上的D点射出（图中未画出），粒子重力不计。若仅将边界线2、3间的磁场换成水平向右的匀强电场，粒子再从A点按上述条件射入，仍从D点射出，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度大小；

(2)匀强电场的电场强度大小。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)经分析知，粒子从边界线2的C点射入，由几何关系知

R=L

由洛伦兹力提供向心力

解得

(2)粒子进入电场做类斜抛运动，水平方向经时间t减速为0

qE=ma

v0sin=at

沿边界线方向

y=v0cos×2t

由几何关系知

y=2Rsin

解得

18.如图所示，水平轨道左端固定一轻弹簧，弹簧右端可自由伸长到O点，轨道右端与一光滑竖直半圆轨道相连，圆轨道半径R=0.5m，圆轨道最低点为C，最高点为D。在直轨道最右端放置小物块N，将小物块M靠在弹簧上并压缩到P点，由静止释放，之后与N发生弹性正碰，碰后N恰能通过圆轨道最高点D。已知物块与轨道间的动摩擦因数均为0.5，M的质量为2kg，N的质量为4kg，OP=0.5m，OC=1.5m，重力加速度g=10m/s2

(1)求N刚进入圆轨道时对轨道的压力；

(2)求将弹簧压缩到P点时弹簧具有的弹性势能；

(3)若将M与弹簧栓接，将物块N靠在M上，压缩弹簧到P点后由静止释放，求N最终停在什么位置？

【答案】(1)240N，方向竖直向下；(2)76.25J；(3)距离C点0.54m处

【解析】

【详解】(1)物块N在D点

物块N碰后速度为v2，由圆轨道C点到D过程机械能守恒

在圆轨道最低点时C时对轨道的压力最大

解得

FNm=240N

根据牛顿第三定律压力方向竖直向下

(2)物块M与N碰前速度为v0，碰后速度为v1，由动量守恒

mv0=mvl+Mv2

碰撞过程机械能守恒

弹簧弹开到碰前过程

解得

Ep=76.25J

(3)若物块M、N靠在一起释放，则两者在O点分离，分离时的速度为v

分离后物块N到达C点速度为vC

假设物块沿圆周上滑不超过圆周处

解得

h=0.27m＜R

故物块不能到达圆周最高点，将沿圆周滑回

解得

x=0.54m

滑块停在距离C点0.54m处