山西省太原市达标名校2020年高考四月仿真备考物理试题含解析

山西省太原市达标名校2020年高考四月仿真备考物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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
1．两行星A 和B 各有一颗卫星a 和b ，卫星的圆轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比:2:1A B M M =，两行星半径之比:1:2A B R R =则两个卫星周期之比a b :T T 为（ ）
A ．1:4
B ．4:1
C ．1:2
D ．2:1
2．如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同，处于方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场中．一带正电的小球从静止开始沿管下滑，下列小球运动速度v 和时间t 、小球所受弹力F N 和速度v 的关系图像中正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
3．如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m 和m 的A B 、两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A B 、不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是（ ）
A ．两滑块的动量大小之比:2:1A
B p p =
B ．两滑块的速度大小之比A B v v :2:1=
C ．两滑块的动能之比12::kA kB E E =
D ．弹簧对两滑块做功之比:1:1A B W W =
4．如图所示，a、b、c、d为圆上的四个点，ac、bd连线过圆心且相互垂直，置于圆心处带正电的点电荷在a点产生的场强大小为E。

若在该空间再施加一沿ac方向的大小为2E的匀强电场后，以下说法正确的是( )
A．a点的场强大小为3E，方向由c到a
B．c点的场强大小为3E，方向由c到a
C．b、d两点的场强相同，大小都为5E
D．b、d两点的场强不相同，但大小都为5E
5．如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd 绕轴OO’做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法中正确的是
A．从t l到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBS
B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为Nbs/R
C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSω
D
+
2()
r R
6．2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第49颗北斗导航卫星,标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。

倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,运行周期等于地球的自转周期,倾斜地球同步轨道卫星正常运行时,下列说法正确是
A．此卫星相对地面静止
B．如果有人站在地球赤道处地面上,此人的向心加速比此卫星的向心加速度大
C．此卫星的发射速度小于第一宇宙速度
D．此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，可能会一天看到两次此卫星
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）
A．A、B的质量之比为1：3
B．A、B所受弹簧弹力大小之比为3：2
C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比为2：1
D．快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为1：2
8．如图所示，在匀强电场中，有A、B、C、D、E、F六个点组成了一个边长为a=83cm的正六边形，已知φF=2 V，φC=8 V，φD=8 V，一电子沿BE方向射入该电场。

则下列说法正确的是（）
A．电子可能从F点射出
B．该电场的电场强度为25 V/m
C．该电场中A点电势为φA=2 V
D．如果电子从DE中点经过，则该电子在中点的电势能为6 eV
9．一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m 处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( )
A ．该波沿x 轴正方向传播，波速为10 m/s
B ．A 质点比B 质点晚振动0.1 s
C ．B 质点此时的位移为1 cm
D ．由图示时刻经0.2 s ，B 质点的运动路程为2 cm
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d ＝4 m 的障碍物时不会发生明显的衍射现象
10．平行金属板PQ 、MN 与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为E ，内电阻为零；靠近金属板P 的S 处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m ，电荷量+q ，初速度为零的粒子，粒子在加速电场PQ 的作用下穿过Q 板的小孔F ，紧贴N 板水平进入偏转电场MN ；改变滑片p 的位置可改变加速电场的电压U l 和偏转电场的电压U 2，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（ ）
A ．粒子的竖直偏转距离与U 2成正比
B ．滑片p 向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小
C ．飞出偏转电场的粒子的最大速率2Eq m
D ．飞出偏转电场的粒子的最大速率
Eq m 11．氢原子的能级如图所示，普朗克常量为h 。

处于第4能级的大量氢原子向第2能级跃迁，下列说法中正确的是（ ）
A ．可以释放出3种不同频率的光子
B ．可以释放出2种不同频率的光子
C ．所释放的光子的最小频率为43-E E h
D ．所释放的光子的最小频率为与42-
E E h
12．用头发屑模拟各种电场的分布情况如甲、乙、丙、丁四幅图所示，则下列说法中正确的是（）
A．图甲一定是正点电荷形成的电场
B．图乙一定是异种电荷形成的电场
C．图丙可能是同种等量电荷形成的电场
D．图丁可能是两块金属板带同种电荷形成的电场
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．学校实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室备选了如下器材：
A电流表A1，量程为10mA，内阻r1=50Ω
B电流表A1，量程为0.6A，内阻r2=0.2Ω
C电压表V，量程为6V，内阻r3约为15kΩ
D．滑动变阻器R，最大阻值为15Ω，最大允许电流为2A
E定值电阻R1=5Ω
E.定值电阻R2=100Ω
G.直流电源E，动势为6V，内阻很小
H.开关一个，导线若千
I.多用电表
J.螺旋测微器、刻度尺
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，则金属丝的直径D=___________mm．
(2)实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻，如图2所示，则金属丝的电阻为___________Ω
(3)实验小组拟用伏安法进一步地测量金属丝的电阻，则电流表应选择___________，定值屯阻应选择
___________．(填对应器材前的字母序号)
(4)在如图3所示的方框内画出实验电路的原理图．
(5)电压表的示数记为U ，所选用电流表的示数记为I ，则该金属丝电阻的表达式Rx=___________，用刻度尺测得待测金属丝的长度为L ，则由电阻率公式便可得出该金属丝的电阻率_________．(用字母表示) 14．一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。

使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A 和B （B 左侧安装挡光片）。

实验步骤如下：
①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A 的质量比B 大，实验开始前用一细绳将钩码B 与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。

②用剪刀剪断钩码B 下方的细绳，使B 在A 带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为1t 、2t 。

③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d ，如图2，则d ________mm 。

④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。

⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离()L L d ?。

⑥查表得到当地重力加速度大小为g 。

⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）__________，用以上物理量写出验证方程_____________。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，在竖直向下的恒定匀强磁场B=2T 中有一光滑绝缘的四分之一圆轨道，一质量m=3kg 的金属导体MN 长度为L=0.5m ，垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I ，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v=1m/s 从A 点运动到C 点，g=10m/s 2求：
(1)电流方向；
(2)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=30︒时，求电流的大小；
(3)当金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ=60︒时，求安培力的瞬时功率P。

16．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。

已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。

一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。

M、N 两点间的距离为h。

不计粒子的重力。

求：
（1）匀强电场场强的大小E；
（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；
（3）粒子从N点射出时的动能E k。

17．如图所示，一束单色光以一定的入射角从A点射入玻璃球体，已知光线在玻璃球内经两次反射后，刚
好能从A点折射回到空气中．已知入射角为45°，玻璃球的半径为6
m，光在真空中传播的速度为
3×108m/s，求：
（I）玻璃球的折射率及光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角；
（II）光线从A点进入及第一次从A点射出时在玻璃球体运动的时间．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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．A
【解析】
【分析】
【详解】
卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有
2
224Mm G m R R T
π＝ 得
2T ＝ 所以两卫星运行周期之比为
14
a b T T =＝＝ 故A 正确、BCD 错误。

故选A 。

2．D
【解析】
【分析】
由题中“足够长的竖直绝缘管内壁的粗糙程度处处相同”可知，本题考查带电物体在复合场中的受力分析，根据电场力性质和洛伦兹力以及受力分析可解答本题。

【详解】
AB 、当粒子速度足够大时，有
()f Bqv F μ=-电
会有
f G =
此时，速度不再增加，故AB 错误；
CD 、根据受力分析，小球在水平方向受力平衡，即
N =F F Bqv -电
故C 错误，D 正确。

3．C
【解析】
【详解】
在两滑块刚好脱离弹簧时运用动量守恒得：20A B mv mv +=，得2
B A v v =-，两滑块速度大小之比为：
12A B v v =；两滑块的动能之比221212:122
A kA k
B B mv E E mv ⨯==，B 错误
C 正确；两滑块的动量大小之比211
A A
B B p mv p mv ==，A 错误；弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比为：1：2，D 错误． 4．D
【解析】
【详解】
A ．由点电荷在a 点产生的场强与匀强电场方向相反可知，a 点的合场强大小为E ，方向由a 到c ，故A 错误；
B ．由点电荷在c 点产生的场强与匀强电场方向相同可知，c 点的合场强大小为3E ，方向由a 到c ，故B 错误；
CD.．由平行四边形定则可知，b 、d
，故C 错误，D 正确。

故选D 。

5．D
【解析】
试题分析：由图可知，t l 和t 3这两时刻的磁通量大小为BS ，方向相反；故穿过线圈磁通量的变化量为2BS ；
故A 错误； 从t 3到t 4这段时间磁通量的变化为BS ，则平均电动势
NBS E t =V ；因此通过电阻R 的电荷量为()NBS NBS q t r R t
R r ==++V V ；故B 错误； t 3时刻电动势E=NBSω；则由法拉第电磁感应定律可知：N E t
Φ=V V ；则穿过线圈的磁通量变化率为BSω；故C 错误； 电流表的示数为有效值，则有：
E I R ==；故D 正确；故选D ． 考点：法拉第电磁感应定律；交流电的有效值
6．D
【解析】
【详解】
A ．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星相对地面有运动，故A 错误；
B ．由向心加速度2a r ω=，赤道处的人和倾斜面地球同步轨道卫星角速度相同，则人的向心加速度小，故B 错误；
C ．此卫星的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故C 错误；
D ．由题意可知，此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，会一天看到两次此卫星，故D 正确。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．CD
【解析】
【详解】
A ．对A 、
B 两个物体受力分析，如图所示：
A 、
B 都处于静止状态，受力平衡，则有：
对物体A ：
A tan 60m g F =o 弹
得：A 3F m g =弹
对物体B ，有：
B F m g =弹 得：B F m g =弹
所以：A B 3m m =，故A 错误； B ．同一根弹簧弹力相等，故B 错误；
C ．对A 物体，细线拉力：
A cos60F T =o 弹
对B 物体，细线拉力：
B cos45F T =
o 弹 得：A B 21
T T =，故C 正确； D ．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB 将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向
对A 物体：
A A A sin 30m g m a =o
得：A 12
a g = 对B 物体：
B B B sin 45m g m a =o
得：B a g =
联立得：A B a a ，故D 正确； 故选：CD 。

8．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．因为是匀强电场，C 、D 两点电势相等，则CD 必为等势线，AC 与FD 都与CD 垂直，故CA 与DF 皆为电场方向，电子沿BE 方向射入该电场，受到的电场力沿AC 方向，不可能偏向F ，选项A 错误；
B ．电场强度为 E=6V 2cos30CA U A
C a =︒
=25V/m B 正确；
C ．因AF 、BE 都与C
D 平行，进一步可知这是三条等势线，所以
φA =φF =2V ，φB =φE =5V
选项C 正确；
D ．D
E 中点的电势为6.5 V ，电子在中点的电势能为6.5eV ，D 错误。

故选BC 。

9．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
由题图知，波长λ＝8 m ，则波速为v ＝80.8
T λ
=m/s ＝10 m/s ．此时B 质点的速度方向为－y 方向，由波形的平移法知，该波沿x 轴负方向传播，故A 错误；A 质点与B 质点平衡位置相距x ＝1 m ，则波从B 质点传到A 质点的时间t ＝110x v =s ＝0.1 s ，故B 正确；B 质点此时的位移为y
sin 34
π cm ＝1 cm ，故C 正确；由题图所示时刻经 0.2 s ＝
14T ，由波形平移法可知，x ＝5 m 处质点的状态传到B 质点，B 质点的运动路程为s ＝2y ＝2 cm ，故D 正确；因该列波的波长为8 m ，则该列波在传播过程中遇到宽度为d ＝4 m 的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E 错误．
10．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．带电粒子在加速电场中加速
21012
U q mv = 在偏转电场中
2
22201
1()24U q U l l y dm v dU == 由于
12U U E +=
则
22
2212=44()
U l U l y dU d E U =- 则粒子的竖直偏转距离y 与U 2不是成正比关系，选项A 错误；
B ．从偏转电场飞出的粒子的偏转角
22011
tan 22y
v U l U l v dU dU θ=== 滑片p 向右滑动的过程中U 1变大，U 2减小，则从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小，选项B 正确； CD ．当粒子在加速电场中一直被加速时，飞出偏转电场的速率最大，即当U 1=E 时粒子的速率最大，根据动能定理
212
m Eq mv = 解得
m v =选项C 正确，D 错误。

故选BC 。

11．AC
【解析】
【详解】
AB ．大量氢原子处在4E 能级，向下面的2E 能级跃迁，有三种情况
42E E →、43E E →、32E E →
由E hv ∆=知光子的频率有3种。

故A 正确，B 错误；
CD ．其中43E E →跃迁放出的能量最小，相应光子的频率最小，为 43E E E v h h
-∆== 故C 正确，D 错误。

故选AC 。

12．BC
【解析】
【详解】
A ．点电荷的电场都是辐射状的，所以图甲模拟的可能是正点电荷形成的电场，也可能是负点电荷形成的电场，A 错误；
B ．根据等量异种电荷电场线分布的特点对比可知，图乙一定是异种电荷形成的电场，B 正确；
C ．根据等量同种电荷电场线的特点对比可知，图丙可能是同种等量电荷形成的电场，也可能是同种不等量电荷形成的电场，C 正确；
D ．由图可知，两个金属板之间的电场类似于匀强电场，所以图丁可能是两块金属板带异种电荷形成的电场，D 错误。

故选BC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．1.700 60 A E ()
()1111R U Ir I r R -+
()
()211114D R U Ir LI r R πρ-=+
【解析】
【分析】
（1）由于流过待测电阻的最大电流大约为60.160
I A =
=，所以不能选用电流表A 2，量程太大，要改装电流表；
（2）根据闭合电路知识求解待测电阻的表达式
【详解】
（1）根据螺旋测微器读数规则可知 1.520.00.01 1.700D mm mm =+⨯=
（2）金属丝的电阻为 6.01060R =⨯=Ω
（3）流过待测电阻的最大电流大约为6
0.160
I A == ,所以选用1A 与1R 并联充当电流表，所以选用A 、E
（3）电路图如图所示： （5）根据闭合电路欧姆定律1
1
x U Ir R r I I R -=+ 解得：()()1111x R U Ir R I r R -=
+ 根据2
4x L L R S D ρρπ== 可求得：()()211114D R U Ir LI r R πρ-=
+ 【点睛】 在解本题时要注意，改装表的量程要用改装电阻值表示出来，不要用改装的倍数来表示，因为题目中要的是表达式，如果是要计算待测电阻的具体数值的话可以用倍数来表示回路中的电流值．
14．6.710 钩码A 、B 的质量m 1、m 2 221221211()2d d m m m gL m gL t t ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥+-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
【解析】
【分析】
【详解】
③[1]根据螺旋测微器测量原理得 6.5mm 21.00.01mm 6.710mm d =+⨯=
⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A 、B 的质量m 1、m 2。

对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减少量，则验证方程为
221221211()2d d m m m gL m gL t t ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥+-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)M 指向N ；(2)I =；(3)P =
【解析】
【分析】
【详解】
(1)从A 到C 的过程中对导体棒受力分析，安培力方向水中水平向左，根据左手定则可判断电流方向从M 指向N
(2)因为金属导体MN 做匀速圆周运动，由
sin cos mg F θθ=安
F BIL =安
则
tan mg I BL
θ=
得
I =
(3)根据功率的计算公式可得
cos60sin60P F v mgv ︒︒==安
得
P =
16．（1）电场强度U E d =；（2）0U v Bd
=；（3）2
222k qUh mU E d B d =+ 【解析】
【详解】
（1）电场强度U E d
= （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd
== （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012k qE h E mv ⋅=-
解得2
222k qUh mU E d B d
=+ 17．（1）030α= （2）9610t s -=⨯
【解析】
（1）作出光路图，由对称性及光路可逆可知，
第一次折射的折射角为300，则折射率公式可知sin sin 452sin sin 30i n r ===o
o 由几何关系可知，光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角 2()30i r α=-=o
（2）光线从A 点进入及第一次从A 点射出时的玻璃球中运动的距离为9232cos30s R =⨯=o 在玻璃中运动的速度为c v n =
运动时间9610s t s v
-==⨯。