山东省济南市二十七中学2020年高三物理模拟试题含解析

山东省济南市二十七中学2020年高三物理模拟试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图所示，由两种材料做成的半球面固定在水平地面上，球右侧面是光滑的，左侧面粗糙，O点为球心，A、B是两个相同的小物块(可视为质点)，物块A静止在左侧面上，物块B在图示水平力F作用下静止在右侧面上，A、B处在同一高度，AO、BO与竖直方向的夹角均为θ，则A、B分别对球面的压力大小之比为
A．sin2θ :1 B．sinθ :1
C．cos2θ :1 D．cosθ :1
参考答案：
C
2. （多选）右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。

下列说法正确的是
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
参考答案：
BC
3. 如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项正确的是()
A. 在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B. 在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C. 在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D. 在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩趋势
参考答案：
BD
4. （单选）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯下楼，如图所示，则在加速过程中，人受力的示意图为（）
．B．C．D 参考答案：
势为，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（ D ）
A当粒子从M到N的过程中，动能减少，电势能增加
B．当粒子从K到L的过程中，电场力做正功，机械能增加
C．形成电场的点电荷一定带负电，且相邻的电势差
D．形成电场的点电荷一定带正电，且相邻的电势差
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。

他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。

要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是。

忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根
据定律（定理），可得到钢球被阻拦前的速率。

参考答案：
高度，刻度尺。

动能定理或机械能守恒定律
7. 右图为一道路限速标志牌。

《道路交通安全法》明确规定，机动车上道路行驶，不得超过限速标志牌标明的最高时速。

质量为1200kg的某汽车在公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为16000N。

若该汽车经过半径为30m的水平弯路时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s；若该汽车驶上圆弧半径为40m的拱形桥桥顶时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s。

(取g =10 m/s2) 参考答案：
20，20
8. 在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．
（1）请把电路补充完整；
（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是______________________；
（3）（多选）某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作是（）
A．抽出线圈A B．插入软铁棒
C．使变阻器滑片P左移 D．断开开关
参考答案：
（1）
（2）闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。

（3）B 、C
9. (12分) 飞船降落过程中，在离地面高度为h 处速度为，此时开动反冲火箭，使船开
始做减速运动，最后落地时的速度减为
若把这一过程当为匀减速运动来计算，则其加速度
的大小等于 。

已知地球表面的重力加速度为g ，航天员的质量为
m ，在这过程中对坐椅的压力等于。

参考答案：
答案：
10. 从高为5m 处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，小球在与地面相碰后竖直向上弹起，上升到抛出点上方2m 高处被接住，这段时间内小球的位移是 m,路程是 m.（初速度方向为正方向） 参考答案： -3 12
11. 图示是某时刻两列简谐横波的波形图，波速大小均为10m/s ，一列波沿x 轴正向传播(实线所示)；另一列波沿x 轴负向传播(虚线所示)，则在x 轴上质点a(x=1m)和b(x=2m)中，质点___________(选填“a”或“b”)振动加强，从该时刻起经过0.1s 时，c 质点坐标为___________。

参考答案：
(1). a (2). （3m,0.4m ）
【详解】(1)两列波长相同的波叠加，由图象知，b 、d 两点都是波峰与波谷相遇点，则b 、d 两点振动始终减弱，是振动减弱点；
(2)由图象可知，两列波的波长都为λ=4m ，则周期
,而
，c 点此时向上运
动，经过
到达波谷，此时y 方向的位移为y =-2A=-0.4cm ，故c 点的坐标为（3m ，-0.4cm ）.
【点睛】本题考查了波的叠加原理，要知道波峰与波峰或波谷与波谷相遇点振动加强，波峰与波谷相遇点振动减弱，要注意：振动加强点并不是位移始终最大.
12. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm 。

如果取g=10 m/s2，那么，
（1）闪光频率是________ Hz ．
（2）小球运动中水平分速度的大小是________ m/s ． （3）小球经过B 点时的速度大小是________ m/s ． 参考答案： 10、1.5、2.5
13. 如图（1）所示，均匀长方体木块长b=18cm ，高h =16cm ，宽L =10cm ，被两个力传感器支撑起来，两传感器间距为a =10cm 且到木块两边的距离相等，传感器能够将支撑点的受力情况通过数据采集器在计算机屏幕上反映出来。

现用一弹簧测力计水平拉木块，拉力作用在木块的中点且缓慢均匀增大，木块则始终保持静止状态，计算机屏上出现如图（2）所示的图线。

问：
图（2）上的直线A 反映的是_______________传感器上的受力情况（“左边”或“右边”） 弹簧测力计的最大拉力是_______________N 。

参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为、，滑块运动通过光电门B时，钩码未落地．
①本实验中需要用到的器材有（填字母序号）.
A.天平
B.刻度尺
C.打点计时器
D.秒表
E.测力计
②验证本系统机械能守恒的原理表达式为（用已知量和能直接测量的量表示）．
③下列因素中可能增大实验误差的是（填字母序号）.
A．气垫导轨未调水平
B．滑块质量M和钩码质量m不满足m=M
C．遮光条宽度太小
D．两光电门间距过小
参考答案：
(1) ①AB(2分)
②(2分) ③AD
15.
小明利用如图甲所示的电路测定旧电池组的电动势与内电阻．
（1）用笔画线代替导线将图乙中的实物连线补充完整；（2）由图丙可知：该电池组的电动势E= 4.3V，内阻r=7.5Ω（保留两位有效数字）；
（3）小明又利用上述实验方案测定了同规格新电池组的电动势与内电阻．通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻R变化的关系图线有较大差异，
如图丁所示．可知图线B （选填“A”或“B”）对应的是新电池组，试说出判断的理由：由公式P=I2R、及丁图知：外电阻相同时，B的输出功率大，电流大、电池组的内阻小．
参考答案：
（2）图象与纵坐标的交点为电源的电动势，由图可知，电动势E=4.3V
；
内阻r==7.5Ω；
（3）由公式P=I2R、及丁图知：外电阻相同时，B的输出功率大，电流大、电池组的内阻小；故B为新电池组；
故答案为：（1）如图所示；（2）4.3；7.5；（3）B；由公式P=I2R、及丁图知：外电阻相同时，B的输出功率大，电流大、电池组的内阻小
16. 两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上，它们的间距为d．磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上．两根金属杆ab、cd的质量分别为m 和2m，垂直于导轨水平放置在导轨上，如图所示．设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变，重力加速度为g．
（1）给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度，同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力，结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动．求拉力做功的功率．
（2）若作用在ab杆的拉力与第（1）问相同，但两根杆都是同时从静止开始运动，求两根杆达到稳定状态时的速度．
参考答案：（2）开始时ab杆所受合力沿斜面向上，因此沿斜面向上运动，而cd杆所受合力沿斜面向下，因此沿斜面向下运动，随着速度的增大，安培力也逐渐增大，最后两杆同时达到匀速运动状态。

设ab杆和cd杆最后的速度大小分别为v1、v2，因为两杆组成的系统所受的外力合力为零，因此系统动量守恒，取沿斜面向上为正方向，则
⑥（2分）
cd杆匀速运动，则杆所受安培力
⑦（1分）
回路中的电流
⑧（2分）
联立解得ab杆和cd杆达到稳定状态时的速度分别为
（方向沿斜面向上）⑨（2分,）
（方向沿斜面向下）
17. 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四
分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O
恰在水面.一质量为m的游客（视为质点）可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力.
（1）若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点，OD=2R，求游客滑到B点时的速度V B大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f
（2）若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因为受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h.（提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的
关系为）
参考答案：
（1）mg（2R-H）（2）
（2）设OP与OB最近的夹角是θ，游客在P点时的速度为v P，受到的支持力为N，
B到P的过程中只有重力做功，机械能守恒，得：mg(R?R cosθ)＝m v P2?0
在P点，根据向心力公式，有：
又知N=0，，联立相关公式得：
18. “嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是往绕月球极地轨道上运动，加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球表面。

12月11日“嫦娥一号卫星CCD相机己对月球背面进行成像探测，并获得了月球背面部分区域的影像图。

卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为T M；月球绕地公转的周期为T M ，半径为R0。

地球半径为R E ，月球半径为R M。

试解答下列问题：
(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量比．
(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线乖直(如图所示)．此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片。

此照片由探月卫星传送到地球最少需要多少时间?已知光速为C。

参考答案：
考点：牛顿第二定律F=ma，向心力公式，万有引力定律及其应用
分析：（1）卫星绕月做圆周运动时，由月球的万有引力提供向心力，知道距月球表面高为H，月球半径为R M，绕行的周期为T M，根据由牛顿第二定律可求出月球的质量．月球绕地球公转时，由地球的万有引力提供向心力，由月球公转的周期为T E，半径为R．地球半径为R E，根据由牛顿第二定律可求出地球的质量．
（2）根据几何知识求出卫星到地面最短距离，再求出时间．
解答：（1）由牛顿第二定律得：F向＝ma n=m()2r
月球绕地公转由万有引力提供向心力得:G＝M月()2 R0
同理，探月卫星绕月运动时有：G＝M卫()2(R M+H)
由上两式联立解得：＝；
（2）设探月极地轨道上卫星到地心的距离为L，则卫星到地面最短距离为L-R E，由几何知识得：
L2=R02+（R M+H）2
将照片发回地面的时间。