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2020年高考名校考前提分仿真卷 物理(七) 教师版.docx

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2020年高考名校考前提分仿真卷 物理七 教师版 2020 年高 名校 前提 仿真 物理
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绝密 ★ 启用前2020届高考名校考前提分仿真卷物 理(七) 注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题的答案后,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,再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。3.回答第Ⅱ卷时,将答案填写在答题卡上,写在试卷上无效。4.考试结束,将本试卷和答题卡一并交回。二、选择题:本题共8小题,每题6分,在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项符合题目要求。第19~21题有多选项符合题目要求。全部答对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。14.分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属,逸出光电子的最大初动能之比为1 : 3,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,电子电量为e。下列说法正确的是A.用频率为2ν的单色光照射该金属,单位时间内逸出的光电子数目一定较多B.用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应C.甲、乙两种单色光照射该金属,只要光的强弱相同,对应光电流的遏止电压就相同D.该金属的逸出功为【答案】B【解析】单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关,由于光的强度关系未知,故选项A错误;光子能量分别为:E1=hv和E2=2hv,根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为:Ek1=hv-W和Ek2=2hv-W,逸出光电子的最大初动能之比为1:3,联立可得逸出功为:W=12hv,用频率为14hv的单色光照射该金属不能发生光电效应,故选项B正确,D错误;两种光的频率不同,光电子的最大初动能不同,由动能定理可知对应的遏止电压是不同的,故选项C错误。15.某一赛车在平直公路上以恒定功率加速启动,其加速度a和速度的倒数的关系如图所示,已知运动过程中赛车与路面间的阻力恒定不变,则赛车在加速过程中可以通过图象计算出的数据有A.赛车从启动到达到最大速度的时间B.加速过程能达到的最大速度C.赛车发动机的输出功率D.赛车与路面间的阻力【答案】B【解析】A.由图可知,加速度变化,做变加速直线运动,没法用运动学公式求时间,且不知道运动位移,故时间无法求出;B.a−图象,a=0时,v=100 m/s,CD、对赛车受力分析,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:F−f=ma,其中:F=,联立得:a=,结合图线,斜率k=,由于赛车的质量未知,输出功率不能求得。b=,解得:μ=0.4,但质量未知不能求出阻力,故CD错误;故选B。16.如图甲所示,在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd,bd端接有电阻R,导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上,导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在t=0时刻,导体棒以速度v0从导轨的左端向右运动,经过时间2t0开始进入磁场区域,取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流i随时间t的变化规律图象可能是 【答案】A【解析】由图乙知,在0~2t0时间内磁感应强度随时间均匀变化,根据E=N∆B∆tS可知,回路产生稳定的电动势、稳定的感应电流,在根据楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针方向,所以在0~2t0时间内电流是负方向,且大小不变。在2t0时刻导体棒进入磁场区域,在安培力的作用下做非匀变速运动,根据F=BIL=B2L2vR=ma知,导体棒做加速度减小的减速运动,电流i=BLvR=BLaRt,电流逐渐减小,且i-t图象的斜率逐渐减小,所以A正确。17.2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示:a为低轨道极地卫星;b为地球同步卫星;c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是A.卫星a的线速度比卫星c的线速度小B.卫星b和卫星c的线速度大小相等C.卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大D.卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大【答案】B【解析】人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力,根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得GmMr2=ma=mv2r,解得:v=GMr,a=GMr2 ,由题意可知,卫星a的轨道半径小于卫星c(b)的轨道半径,故卫星a的线速度大于卫星c的线速度;卫星b和卫星c的周期相同,轨道半径相同,故卫星b的线速度等于卫星c的线速度,卫星b的向心加速度等于卫星c的向心加速度,A、C错误,B正确;由于不知道卫星的质量关系,故无法判断卫星a的机械能与卫星b的机械能关系,D错误。18.某真空区域的竖直平面内存在电场,其中一条竖直电场线如图中竖直实线(方向未知)。一个质量为m电荷量为q的带正小球,在电场中从O点以一定的初速度v0水平向右抛出,其轨迹如图甲中虚线所示。以O为坐标原点,取竖直向下为x轴的正方向,A点是轨迹上的一点,其x方向坐标值是x1,小球的机械能E与竖直方向的位移x的关系如图乙,不计空气阻力。则下列说法正确的是A.电场强度大小恒定,方向沿x轴负方向B.从O到A的过程中,小球的速率越来越大,所受的电场力越来越大C.从O到A的过程中小球的电势能越来越大D.到达A位置时,小球的动能为mgx1-E1+E2+mv02【答案】C【解析】物体的机械能逐渐减小,电场力对小球做负功,故电场强度方向向上,即沿x轴负方向。再根据机械能的变化关系可知,相等位移电场力做功越来越小,说明电场力减小,故电场强度不断减小,根据牛顿第二定律可知,物体受重力与电场力,电场力向上,重力向下,开始时重力大于电场力,电场力越来越小,故合力越来越大,加速度越来越大,速度越来越大,故A B错误;从O到A的过程中,小球所受的电场力一直做负功,则小球的电势能越来越大,选项C正确;到达A位置时,机械能变化量为:E1-E2=mv2-mv02-mgx1,解得mv2=mv02+mgx1+E1-E2,选项D错误。19.如图,水平面上有一平板车,某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下,打在车的左端,打后车与锤相对静止。以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止),研究该次挥下、打击过程,下列说法正确的是A.若水平面光滑,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动B.若水平面光滑,打后平板车可能向右运动C.若水平面粗糙,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动D.若水平面粗糙,打后平板车可能向右运动【答案】AD【解析】以人、锤子和平板车为系统,若水平面光滑,系统水平方向合外力为零,水平方向动量守恒,且总动量为零,当锤子挥下的过程中,锤子有水平向右的速度,所以平板车一定向左运动,A正确;打后锤子停止运动,平板车也停下,B错误;若水平面粗糙,扬起锤子的过程车由于受摩擦力作用,可能静止不动,所以C错误;在锤子打平板车时,在最低点与车相碰,锤子与平板车系统动量向右,所以打后平板车向右运动,D正确。20.如图甲所示,理想变压器原副线圈的匝数比为3 : 1,L1、L2、L3为三只规格均为“9 V 3 W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,定值电阻R1=9 Ω。输入端交变电压u的图象如图乙所示,三只灯泡均正常发光,则A.电压u的瞬时表达式为u=(V) B.电压表的示数为33 VC.电流表的示数为1 A D.定值电阻R2=2 Ω【答案】BD【解析】由乙图知,交变电流的周期为0.02s,ω=2π/T=100π,电压的瞬时值u=362sin100πt(V),故A错误;灯泡正常发光,每个灯泡的电流为I=P/U=1/3A,副线圈的电流I2=3I=1A,再根据变流规律:I1I2=n2n1,解得原线圈电流I1=1/3A,所以C错误;电阻R1的电压UR1=I1R1=3V,由乙图知输入端电压的有效值为36V,变压器原线圈的电压U1=36-3V=33V,所以电压表的读数为33V,故B正确;再根据变流规律:U2U1=n2n1,可求副线圈的电压U2=11V,电阻R2两端的电压为UR2=U2-UL=11-9V=2V,可求R2=U2I2=2Ω,所以D正确。21.如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)穿过固定的光滑圆环B,左端固定在A点,右端连接一个质量为m的小球,A、B、C在一条水平线上,弹性绳自然长度为AB。小球穿过竖直固定的杆,从C点由静止释放,到D点时速度为零,C、D两点间距离为h。已知小球在C点时弹性绳的拉力为,g为重力加速度,小球和杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内,下列说法正确的是A.小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为B.若在D点给小球一个向上的速度v,小球恰好回到C点,则v=C.若仅把小球质量变为2m,则小球到达D点时的速度大小为D.若仅把小球质量变为2m,则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离为2h【答案】BC【解析】设小球向下运动到某一点E时,如图所示,弹性绳伸长量为BE=x,BC=x0,弹性绳劲度系数为k,∠BEC=θ,则弹力为kx,弹力沿水平方向的分力为kxsin θ=kx0=,故在整个运动过程中,小球受到的摩擦力恒为μ·=,从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为,A项错误。若在D点给小球一个向上的速度v,小球恰好回到C点,则小球从C点到D点,再从D点返回C点的过程中,根据功能关系可知,克服摩擦力做的功等于在D点给小球的动能,即×2=,解得v=,B项正确。从C点到D点的过程,小球质量为m时,有mgh-W弹-=0,小球质量为2m时,有2mgh-W弹-=,v1=,C项正确。由于弹性绳的弹力在竖直方向的分力越来越大,则小球向下运动到速度为零时的位置与C点的距离应小于2h,D项错误。第 II 卷三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。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.(5分)为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小,可以将弹簧固定在一带有凹槽轨道(可视为光滑)的一端,并将轨道固定在水平桌面边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短后由静止释放,钢球将沿轨道飞出桌面。已知重力加速度g。(1)实验时需要测定的物理量有 。(填序号)A.钢球质量mB.弹簧的原长L0C.弹簧压缩最短时长度LD.水平桌面离地面的高度hE.钢球抛出点到落地点的水平位移x(2)计算弹簧最短时弹性势能的关系式是Ep= 。(用测定的物理量字母表示)【答案】(1)ADE (2)mgx24h 【解析】(1)释放弹簧后,弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能:Ep=12mv2  ,故需测量小球的质量和最大速度;小球接下来做平抛运动,要测量初速度,还需要测量测量平抛的水平位移和高度;故需要测定的物理量有:小球质量m,小球平抛运动的水平位移x和高度h.故选ADE。(2)对于平抛运动,有:x=vt   ,h=12gt2  ,可解得:Ep=mx2g4h。23.(10分)小明帮父母整理家里的卫生,发现了一个玩具电风扇,风扇上的铭牌已破损,只能看到“额定电压:3 V”,风扇能正常使用。小明想知道风扇电机在不同电压下的工作情况,就设计了如图1所示的测量电路。实验室能提供的器材有:电流表A(0~3 A,内阻约0.1 Ω);电压表V1(0~4.5 V,内阻约5 kΩ);电压表V2(0~9 V,内阻约10 kΩ);滑动变阻器R1(0~200 Ω);滑动变阻器R2(0~10 Ω);直流电源E1(4.5 V,内阻可不计);直流电源E2(9 V,内阻可不计);开关S及导线若干。(1)为了使测量尽量准确,测量数据尽可能多,电源应选_______,电压表应选________,滑动变阻器应选________。(均填器材代号)(2)图2中已连接了部分导线,请按实验要求将实物图2中的连线补充完整。 (3)下表为小明在实验测量中得到的风扇电机的电压U与电流I的一系列相关数据。(电压约0.8 V时,风扇才开始缓慢转动)U /V0.20.40.60.81.21.62.02.42.83.2I/A0.380.811.191.551.701.881.951.982.002.03利用表中数据,在图3中画出电机的U-I图线。(4)根据绘制的U–I图线,对电机的工作情况,做一简单的总结:______________。【答案】(1)E1 V1 R2 (2)连线电路图见解析 (3)绘制U-I图线见解析(4)从U-I图线可以看到,0~0.8 V图线是直线,电机内阻R约为0.5 Ω,0.8 V后电机开始逐步启动,3 V时电流约2.0 A左右,电机的额定功率约6 W(答案合理即可)【解析】(1)直流电源选E1,利于滑动变阻器大范围调节,利于表盘大范围使用,多数据测量,减小误差。为此电压表应选V1,滑动变阻器选R2,调节范围宽,测量误差小。(2)连线电路图如图。(3)U-I图线如图。(4)从U-I图线可以看到,0~0.8 V图线是直线,电机内阻R约为0.5 Ω,0.8 V后电机开始逐步启动,3 V时电流约2.0 A左右,电机的额定功率约6 W(合理即可)。24.(12分)某同学为测量自己头发丝能承受的最大拉力,设计了如下实验:取长度相同的细线和头发丝系于一物体C上,细线的另一端固定于水平刻度尺的A点,手握着头发丝的另一端沿刻度尺向右水平缓慢移动,直到头发丝恰好被拉断,记下此时的位置B,从刻度尺上读出AB间的距离d=40 cm。已知量得细线与头发丝的长度均为L=25 cm,物体C质量m=300 g,细线能承受的最大拉力F=3.6 N,取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)头发丝能承受的最大拉力;(2)试通过计算判定头发丝断裂后,物体在细线作用下进行的摆动能否到达最低点。【解析】(1)设头发丝能承受的最大拉力为T,头发丝与竖直方向夹角为θ,刚断时有2Tcosθ=mg 又cosθ=L2-d22L=0.6 故T=2.5N (2)断后假设能摆动到最低点,此时细线拉力为F' 则有12mv2=mgL1-cosθ F'-mg=mv2L 解得F'=5.4NF'>F,故不能摆动到最低点 25.(20分)在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xOy,y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场E,y轴右侧有垂直水平桌面向上的匀强磁场B。在(-12 cm,0)处有一个带正电的小球A以速度v0=2.4 m/s沿x轴正方向进入电场,运动一段时间后,从(0,8 cm)处进入y轴右侧的磁场中,并且正好垂直于x轴进入第4象限,已知A球的质量m=0.1 kg,带电量q=2.0 C,求:(1)电场强度E的大小;(2)磁感应强度B的大小;(3)如果在第4象限内静止放置一个不带电的小球C,使小球A运动到第4象限内与C球发生碰撞,碰后A、C粘在一起运动,则小球C放在何位置时,小球A在第4象限内运动的时间最长(小球可以看成是质点,不考虑碰撞过程中的电量损失)。【解析】(1)小球A在电场中沿x、y轴方向上的位移分别设为x1、y1x方向:x1=v0t1y方向:加速度: 联立可得:E=3.2 N/C。(2)小球进入磁场时y方向的速度:vy=at1合速度:方向: 解得:v=4 m/s,方向与y轴正方向成37° 小球A在磁场中做匀速圆周运动,垂直于x轴进入第4象限,做出小球A运动的轨迹如图,设轨道半径为R1,由几何关系可得:m 根据:解得:B=1.5 T。(3)在第4象限内A与C球发生完全非弹性碰撞,碰撞后速度设为v2,在磁场中做圆周运动的轨道半径设为R2。mv=(m+mC)v2解得:R2=R1即:小球运动的轨道半径不变由周期公式可得:碰撞后小球的速度小,故碰后的周期大,所以要使小球A在第4象限内运动的时间最长,小球C应放在小球A进入第4象限时的位置:x=R1+R1sin 53°=0.24 m 即坐标为(24 cm,0)。(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分)33.【物理——选修3-3】(15分)(1)(5分)如图为分析热机工作过程的卡诺循环,一定质量的理想气体在该循环中经历两个等温过程A→B、C→D和两个绝热过程B→C、D→A,下列说法正确的是_________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.气体从A→B的过程,容器壁在单位面积上受到气体分子的撞击力变大B.气体从A→B的过程,从外界吸收热量C.气体从B→C的过程,气体分子无规则运动变激烈D.气体从D→A的过程,内能的增量等于外界对气体做的功E.气体在完成一次循环的过程中对外做功【答案】BDE【解析】由图知,气体从A→B的过程,压强减小,容器壁在单位面积上受到气体分子的撞击力变小,A错误;从A→B的过程,其他温度不变,ΔU=0,体积变大,气体对外界做功W<0,根据ΔU=Q+W,得Q=-W>0,所以从外界吸收热量,B正确;因B→C为绝热过程,所以Q=0,体积增大W<0,故ΔU=Q+W=W,ΔU<0,气体内能减小,温度降低,气体分子无规则运动变缓慢,C错误;从D→A也是绝热过程,Q=0,体积减小,外界对气体做功,即W>0,ΔU=Q+W=W,所以气体内能的增量ΔU等于外界对气体做的功W,D正确;由图知,A→B→C气体对外界做功,做功多少W1为图象与坐标轴所围面积(W1<0),C→D→A的过程外界对气体做功,做功多少W2为图象与坐标轴所围面积(W2>0),该循环过程的总功为W1+W2<0,即气体对外做功,E正确。(2)(10分)如图,在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SA∶SB=1∶2。两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动,两个汽缸都不漏气。初始时,A、B中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300 K,A中气体压强pA=1.5p0,p0是汽缸外的大气压强。现对A加热,使其中气体的压强升到pA′=2.0p0,同时保持B中气体的温度不变,求此时A中气体的温度TA′。【解析】活塞平衡时,由平衡条件得:pASA+pBSB=p0(SA+SB),pA'SA+pB'SB=p0(SA+SB) 已知SB=2SAB中气体初、末态温度相等,设末态体积为VB,由玻意耳定律得:pB'VB=pBV0设A中气体末态的体积为VA,因为两活塞移动的距离相等,故有:VA-V0SA=VB-V0SB对A中气体由理想气体状态方程得:pA'VATA'=pAV0T0解得:TA'=500K。34.【物理——选修3-4】(15分)(1)(6分)波速相等的两列简谐波在x轴上相遇,一列波(虚线)沿x轴正向传播,另一列波(实线)沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示,两列波引起的振动在x=8 m处相互__________(填“加强”或“减弱”),在x=10 m处相互__________(填“加强”或“减弱”);在x=14 m处质点的振幅为________cm。【答案】加强 减弱 2 【解析】两列波在x=8m处引起的振动都是方向向下,可知此位置的振动是加强的;在x=10m处是峰谷相遇,可知此位置振动减弱;在x=14m处也是峰谷相遇,振动减弱,则质点的振幅为A=|A2-A1|=2cm。(2)(9分)如图所示,某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上,光源S(未画出)发出一束平行于桌面的光线从OA的中点垂直射入透明砖,恰好经过两次全反射后,垂直OB射出,并再次经过光源S。已知光在真空中传播的速率为c,求:(i)材料的折射率n;(ii)该过程中,光在空气中传播的时间与光在材料中传播的时间之比。【解析】(1)光路如图,由折射定律sinC=1n而OF=R2,故sinC=12(即C=30°)所以该材料的折射率n=2 (2)光在空气中传播的路程S1=2SF 由几何关系∠OSF=30° 所以S1=32R×2=3R t1=S1c=3Rc 光在介质中传播的路程S2=4FD=23Rt2=R2v=S2nc=2⋅23Rct1:t2=1:4 。
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