2020届高三物理上学期第四次模拟考试试题（含解析） 人教新目标版 新版

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‎2019学年第一学期高三第四次模拟考试理科综合试题 二、选择题：本题共有8小题，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题又多个选项符合题目要求。1. 在人类对微观世界进行探索的过程中，下列说法符合历史事实的是（ ）‎ A. 贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核。‎ B. 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律。‎ C. 卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子和中子。‎ D. 密立根通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷。‎ ‎【答案】B ‎【解析】贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，并不是说明原子中存在原子核．粒子散射实验说明原子中存在原子核，A错误；波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B正确；卢瑟福通过粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，而不能说明原子核内存在质子，C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出该粒子的比荷，D错误．‎ ‎2. 如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上，现同时用大小为F1和F2、方向相反的水平力分别推木块A和斜劈B，A与B，B与地面间的动摩擦因数均为，它们均保持静止，则 A. F1、F2一定等大反向 B. 木块A、斜劈B间一定存在摩擦力 C. 地面对斜劈B的支持力的大小一定等于(M＋m)g D. 斜劈B与地面间的摩擦力一定等于(M＋m)g ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：先对A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；再对物体A受力分析，根据平衡条件求解木块A、斜劈B间的摩擦力是否为零．‎ 对A、B整体受力分析，受到重力、支持力N和已知的两个推力，地面对整体可能有静摩擦力，根据平衡条件，有，在水平方向上，可能有摩擦力，故 - 12 -‎ 不一定等大反向，若，则斜劈与地面之间没有摩擦力，故AD错误C正确； 隔离A，对其分析，受重力mg、已知的推力、斜面体B对A的支持力和摩擦力f，当推力沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下；当推力沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上；当推力沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，故B错误．‎ ‎3. 一质量为m的小物块沿竖直面内半径为R的圆弧轨道下滑，滑到最低点时的瞬时速度为v，若小物块与轨道的动摩擦因数是，则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律得，得到，则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为，D正确．‎ ‎4. 一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从位置甲处缓慢移动到乙处．，重力加速度为g，则力F所做的功为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】因为是缓慢移动，所以可认为速度变化量为零，即动能变化量为零，在移动过程中F和重力做功，根据动能定理可得，解得，A正确．‎ ‎5. 如图所示，沿光滑竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B，细绳与竖直杆间的夹角为θ，则以下说法正确的是 - 12 -‎ A. 物体B向右匀速运动 B. 物体B向右加速运动 C. 细绳对A的拉力逐渐变大 D. 细绳对B的拉力不变 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于物体B的速率，将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解B的速率，再讨论B的运动情况以及绳子的拉力变化．‎ 将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，由绳子速率，而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率．因减小，则B物体向右做变加速运动，对公式求导，得出B的加速度，随着的加速度，B的加速度在减小，故绳子对B的拉力减小，同一条绳子上的拉力相等，所以绳子对A的拉力减小，B正确．‎ ‎6. 如图所示,两个截面半径均为r、质量均为m的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上,A、B截面圆心间的距离为L。在A、B上放一个截面半径为r、质量为2m的光滑圆柱体C,A、B、C始终都处于静止状态,则 ‎ ‎ A. 地面对A的作用力沿AC圆心连线方向 B. B对地面的压力大小为2mg C. L越大,A、C间的弹力越小 D. L越大,地面对A、B的摩擦力越大 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：以三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件求地面对B - 12 -‎ 的支持力，由牛顿第三定律即可求出B对地面的压力；地面对A有支持力和摩擦力两个力作用，地面对A的作用力是它们的合力；以C为研究对象，分析受力情况，由平衡条件分析A、C间的弹力如何变化；以A为研究对象，根据平衡条件分析地面对A的摩擦力如何变化，地面对B的摩擦力与对A的摩擦力大小相等．‎ 地面对A有支持力和摩擦力两个力作用，地面对A的作用力是它们的合力；A受到重力、地面的支持力、摩擦力f、C球的压力．如图所示根据平衡条件知：地面的支持力和摩擦力f的合力与力和压力的合力等值、反向，C球对A的压力方向沿AC方向，则力和压力的合力一定不沿AC方向，故地面对A的作用力不沿AC方向，A错误；以三个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地面对A和B支持力，两个支持力大小相等，则由平衡条件得知：地面对B的支持力为2mg，则由牛顿第三定律得知B对地面的压力大小也为2mg，故B正确；以A为研究对象，根据平衡条件得知：地面对A的摩擦力，而C对A的压力，则得L越大，α越大，f越大，故C错误；以C为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件有：，得，L越大，θ越大，则得A对C间的弹力越大，故D正确．‎ ‎7. 如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点），以某一初速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面，其加速度大小为g，物体在斜面上运动的最高点为B，B点与A点的高度差为h，则从A点到B点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是 A. 物体动能损失了mgh - 12 -‎ B. 物体动能损失了mgh C. 系统机械能损失了mgh D. 系统机械能损失为0‎ ‎【答案】AD ‎【解析】设物体受到的摩擦力大小为f，则沿斜面方向上有，解得，即斜面光滑，所以物体的机械能守恒，即损失为零，减小的动能全部转化为重力势能，故动能损失了 mgh，AD正确．‎ ‎8. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），空气阻力不能忽略，下列叙述正确的是 A. 小球的动能先增大后减小 B. 小球和弹簧组成的系统机械能不变 C. 弹簧的弹性势能等于小球减少的重力势能 D. 弹簧的弹性势能小于小球减少的重力势能 ‎【答案】AD ‎【解析】刚开始下落过程中，小球做加速运动，与弹簧接触后，当竖直向下的重力和竖直向上的阻力以及弹力合力为零时，速度最大，之后开始减速，故小球的动能先增大后减小，A正确；由于阻力做功，小球和弹簧组成的系统的机械能不守恒，B错误；整个过程中，小球的速度从零到零，所以根据动能定理可得，即，重力做多少正功，就有多少重力势能减小，弹力做多少负功，就有多少弹性势能增加，所以减小的重力势能大于增加的弹性势能，故C错误D正确．‎ 三、非选择题 ‎9. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，器材如下：‎ A．小灯泡L（3V、1.8W）；‎ B．滑动变阻器R（0－10Ω，额定电流1.5A）；‎ C．电压表V1（量程：0－3V，R V ＝5kΩ）；‎ - 12 -‎ D．电流表A1（量程：0－0.6A，R A ＝0.5Ω）；‎ E．铅蓄电池、电键各一个，导线若干；‎ 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。‎ ‎（1）在实验中，电流表应采用法______（填“内接”或“外接”）；‎ ‎（2）请在图虚线框内按要求设计实验电路图______（部分已画好）‎ ‎（3）某同学实验后作出的I－U图象如图所示，请分析该图象形成的原因是：_________________。‎ ‎【答案】 (1). 外 (2). (3). 电阻变大 ‎...............‎ ‎（1）灯泡的电阻大约，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法误差较小．‎ ‎（2）因为电压、电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，电流表采用外接法，实验电路如图所示：‎ ‎（3）该图象形成的原因是随着电压增高，小灯泡温度升高，电阻值增大．‎ ‎10. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B - 12 -‎ 处的光电门，测得A、B间的距离为H(H≫d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：‎ ‎(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝________ mm.‎ ‎(2)小球经过光电门B时的速度表达式为________．‎ ‎(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．‎ ‎(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). 7.15 (2). (3). (4). 增大 ‎（2）已知小球经过光电门B的时间和小球的直径，则小球经过光电门B时的速度 ‎（3）若减少的重力势能等于增加的动能，可以认为机械能守恒，则有，即，整理得.‎ ‎（3）因为该过程中有克服阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，ΔEp－ΔEk增大．‎ ‎11. 真空中存在电场强度E1的匀强电场（未知），一带电油滴，质量为，电量-，在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为g。求：‎ ‎（1）电场强度E1的大小和方向；‎ ‎（2）油滴运动到B点时的速度大小。‎ ‎【答案】（1）；方向竖直向下（2）‎ - 12 -‎ ‎【解析】试题分析：先进行向上的匀速直线运动，到达A处后因电场强度突然增大而开始做向上的匀加速直线运动，经过后电场突然反向，油滴开始做匀减速直线运动，并可能在速度减为零后做反向的匀加速直线运动．对电场增大后的两个过程分别列出牛顿第二定律方程，即可求得两个过程中的加速度，而又是一个已知量，那么直接使用运动学公式即可求出的速度大小；‎ ‎（1）因为油滴在中做匀速直线运动，所以①，解得，重力方向竖直向下，所以电场力方向竖直向上，而油滴带负电，所以电场方向竖直向下；‎ ‎（2）对于场强突然增大后的第一段时间，由牛顿第二定律得：②‎ 对于场强第二段时间，由牛顿第二定律得：③‎ 由运动学公式，可得油滴在电场反向时的速度为：④‎ 油滴在B的速度为：⑤‎ 联立可得；方向向上；‎ ‎12. 轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为12m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后释放，P开始沿轨道运动，运动到B点与Q物块碰撞后粘在一起，PQ均可看成质点，重力加速度大小为g。 求：‎ ‎（1）当弹簧被压缩到时的弹性势能；‎ ‎（2）若P,Q的质量均为m，求P到达B点时速度的大小和与Q物块碰撞后的速度大小；‎ ‎（3）PQ运动到D点时对轨道的压力。‎ ‎【答案】（1）（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）由弹簧和12m的物体组成的系统机械能守恒定律；‎ ‎（2）A到B对P用动能定理：‎ - 12 -‎ 又因为 解得：‎ 由P，Q动量守恒：，解得 ‎（3）B到D过程PQ的机械能守恒；‎ D的牛顿第二定律：，解得 四、选考题部分 ‎13. 下列叙述中正确的是 。‎ A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增加而增加 C. 对于一定质量的理想气体,温度升高时,压强可能减小 D. 已知水的密度和水的摩尔质量,则可以计算出阿伏加德罗常数 E. 扩散现象说明分子之间存在空隙,同时分子在永不停息地做无规则运动 ‎【答案】BCE ‎【解析】布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；当分子力表现为引力时,分子距离增加时，分子引力做负功，则分子势能增加，选项B正确；根据 可知对于一定质量的理想气体,温度升高时,压强可能减小，选项C正确；已知水的密度和水的摩尔质量,可以求解摩尔体积，但是不能计算出阿伏加德罗常数，选项D错误；扩散现象说明分子之间存在空隙,同时分子在永不停息地做无规则运动，选项E正确；故选BCE. ‎ ‎14. 如图所示,一根长L=100 cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置,管内用h=25 cm长的水银柱封闭了一段长L1=30 cm的空气柱。大气压强P0=75 cmHg,玻璃管周围环境温度为27 ℃。求:‎ ‎ ‎ ‎(ⅰ)若将玻璃管缓慢倒转至开口竖直向下,玻璃管中气柱将变成多长?‎ - 12 -‎ ‎(ⅱ)若使玻璃管开口向下竖直放置,缓慢升高管内气体温度,温度最高升高到多少摄氏度时,管内水银不能溢出。‎ ‎【答案】(ⅰ)60cm(ⅱ)1020C ‎【解析】试题分析：①设一定质量气体初状态的压强为p1，空气柱长度为L1，末状态的压强为p2，空气柱长度为L2。由玻意尔定律可得：‎ 式中p1= p0+h p2 = p0-h 解得：L2 = 60cm ‎②设气体的温度升高到t2，‎ 由理想气体状态方程 其中L3=" L" – h 解得：t2= 289．5℃‎ 考点：理想气体状态方程 ‎15. 由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。‎ A. P、Q两质点运动的方向始终相同 B. P、Q两质点运动的方向始终相反 C. 当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D. 当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E. 当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰 ‎【答案】BDE ‎【解析】波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s，由波长公式有：‎ A、B、P、Q两质点距离波源的距离之差为：，为半个波长的奇数倍，所以P、Q两质点振动步调相反，P、Q两质点运动的方向始终相反，A错误；B正确；‎ C、，，所以当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点一个在波峰，一个在波谷，C错误；‎ D、由可知，当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰，D正确；‎ - 12 -‎ E、，当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰，E正确；‎ 故选BDE。‎ ‎16. 如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。‎ ‎【答案】150°‎ ‎【解析】试题分析：设球半径为R，球冠地面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB 令∠OAO′=α 则：…①‎ 即∠OAO′=α=30°…②‎ 已知MA⊥AB，所以∠OAM=60°…③‎ 设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示．‎ 设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃的折射率为n．‎ 由于△OAM为等边三角形，所以入射角i=60°…④‎ 由折射定律得：sini=nsinr…⑤‎ 代入数据得：r=30°…⑥‎ 作N点的法线NE，由于NE∥MA，所以i′=30°…⑦‎ 由反射定律得：i″=30°…⑧‎ 连接ON，由几何关系可知△MAN≌△MON，则∠MNO=60°…⑨‎ - 12 -‎ 由⑦⑨式可得∠ENO=30°‎ 所以∠ENO为反射角，ON为反射光线．由于这一反射光线垂直球面，所以经球面再次折射后不改变方向．‎ 所以，该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角为β=180°-∠ENO=150°‎ 考点：光的折射定律 ‎ ‎ - 12 -‎