【物理】内蒙古包头市2020届高三下学期普通高等学校全国统一考试（一模）（解析版）

【物理】内蒙古包头市2020届高三下学期普通高等学校全国统一考试（一模）（解析版）

内蒙古包头市2020届高三下学期普通高等学校招生 全国统一考试（一模）试题 一、选择题 ‎1.啄木鸟觅食时，啄木鸟的头部摆动很快，啄木的速度达到每秒十五到十六次。研究发现，啄木鸟的头部很特殊：大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡。下面哪个物理规律可以很好地解释啄木鸟不会得脑震荡（　　）‎ A. 动能定理 B. 动量定理 C. 机械能守恒定律 D. 动量守恒定律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】“骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡”说明啄木鸟大脑和头骨作用有缓冲，使用大脑受力变小，所以可以用动量定理来解释。‎ A．动能定理，与上述分析结论不相符，故A错误；‎ B．动量定理，与上述分析结论相符，故B正确；‎ C．机械能守恒定律，与上述分析结论不相符，故C错误；‎ D．动量守恒定律，与上述分析结论不相符，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.如图，用波长为λ的单色光照射某金属，调节变阻器，当电压表的示数为U时，电流表的示数恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。让该金属产生光电效应的截止频率为（　　）‎ A ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据爱因斯坦光电效应方程有 ‎①‎ 电流刚好为零时，最大动能 ‎②‎ 该金属产生光电效应的截止频率 ‎③‎ 由①②③式得 故C正确ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图，水平导轨MM′和NN′平行放置，连接理想变压器的输入端，两导轨间有垂直平面向里的匀强磁场，导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，变压器输出端连接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器。则下列说法正确的是（　　）‎ A 若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀速直线运动，电压表示数逐渐减小 B. 若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数逐渐增大 C. 若导体棒向左匀速直线运动，滑动变阻器划片向下移动，电流表示数增大 D. 若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】A. 导体棒向左匀速直线运动，导体棒切割磁场产生感应电动势，大小恒定，变压器只对交流电起作用，对直流电不起作用，故变压器输出端电压恒为零，故A错误；‎ BD. 若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，产生的感应电动势，其电动势随时间均匀增大，根据可知，在变压器原线圈内形成均匀增大的磁场，副线圈内的磁场也是均匀增大的，故在副线圈内产生恒定的电压，根据可知，电流表的示数不变，故B错误，D正确；‎ C. 导体棒向左匀速直线运动，导体棒切割磁场产生感应电动势，大小为恒定，变压器只对交流电起作用，对直流电不起作用，故变压器输出端电压恒为零，滑动变阻器滑片向下移动，电流还是零，不变，故C错误；‎ 故选：D。‎ ‎4.如图，光滑斜面的倾角为θ＝45°，斜面足够长，在斜面上A点向斜上方抛出一小球，初速度方向与水平方向夹角为α，小球与斜面垂直碰撞于D点，不计空气阻力；若小球与斜面碰撞后返回A点，碰撞时间极短，且碰撞前后能量无损失，重力加速度g取‎10m/s2。则可以求出的物理量是（　　）‎ A. α的值 B. 小球的初速度v0‎ C. 小球在空中运动时间 D. 小球初动能 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β，则β＝90°−α（1）；‎ 由A点斜抛至至最高点时，设水平位移为x1，竖直位移为y1，由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2，竖直位移y2。A点抛出时：‎ ‎（2）‎ ‎ （3）‎ ‎（4）‎ 小球垂直打到斜面时，碰撞无能力损失，设竖直方向速度vy2，则水平方向速度保持不变，斜面倾角θ＝45°，‎ ‎（5）‎ ‎（6）‎ ‎（7），‎ 平抛运动中，速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍，所以：‎ ‎（8）‎ 由（8）变形化解：‎ ‎（9）‎ 同理，Ⅱ中水平位移为：‎ ‎（10）‎ ‎（11）‎ 故 即 ‎（12）‎ ‎ 由此得 ‎ 故可求得α的值，其他选项无法求出；‎ 故选：A。‎ ‎5.如图，光滑水平轨道AB长为L，与光滑圆弧轨道BC平滑连接，圆弧BC半径为L，圆心为O，圆心角为60°。空间中存在范围足够大的水平向右的匀强电场。从A点由静止释放质量为m、带电量为q的带电小球，电场强度E＝。重力加速度取g。在小球以后的运动过程中下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球通过B点时对轨道的压力为mg B. 小球通过C点时对轨道的压力为10mg C. 小球能达到的最大高度为L D. 当小球达到最高点时，小球的机械能达到最大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. A到B根据动能定理有：‎ 在B点，根据牛顿第二定律有：‎ 解得小球在B点受到的支持力大小为：‎ 所以小球通过B点时对轨道的压力为：‎ 故A错误；‎ B. A到C根据动能定理有：‎ 在C点，根据牛顿第二定律有：‎ 解得小球在C点受到的支持力大小为：‎ 所以小球通过B点时对轨道的压力为：‎ 故B正确；‎ C. 小球从C点飞出轨道后，竖直方向做竖直上抛运动，当竖直方向的速度为零时，小球运动到最高点，从C点到最高点，小球在竖直方向的位移为：‎ 所以小球能够上升的最大高度为‎4L，故C错误；‎ D. 根据题意可知，小球到达最高点后仍要继续向右运动，电场力仍然要对小球做正功，小球的机械能继续增加，所以在最高点小球的机械能不是最大的，故D错误；‎ 故选：B。‎ ‎6.随着超轻、超强度材料的出现，有科学家设想将空间站A与卫星B用一根超强度材料绳连起来与地球同步运行；或地球与空间站A之间连接一绳梯进行物资运送。如图，C为地球同步轨道，根据所学知识，判断可以实现的是（　　）‎ A. B. ‎ C D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 在用一根绳子连接空间站A、卫星B与地球同步运行的情形中，空间站A、卫星B均满足万有引力与拉力的合力提供向心力，‎ 对空间站A：‎ 对B卫星有：‎ 对同步卫星，根据万有引力提供向心力，有：‎ 而：‎ 所以：‎ 即空间站A比地球同步卫星离地面近，B卫星比地球同步卫星离地面远，故A正确，B错误；‎ CD. 在地球与空间站A直接连接一个绳梯的情形中，空间站A万有引力与拉力的合力提供向心力，有：‎ 而：‎ 所以：‎ 跟空间站A比地球同步卫星离地面远，故C错误，D正确；‎ 故选：AD。‎ ‎7.如图，等腰梯形abcd区域内，存在垂直该平面向外的匀强磁场，ab＝cd＝‎2L，bc＝L，∠bad＝30°，磁感应强度大小为B，磁场外有一粒子源O，能沿同一方向发射速度大小不等的同种带电粒子，带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计重力。现让粒子以垂直于ad的方向正对b射入磁场区域，发现带电粒子恰好都能从cd之间飞出磁场。则（　　）‎ A. 粒子源发射的粒子均为带正电的粒子 B. 粒子在磁场中运动的最短时间为 C. 带电粒子的发射速度取值范围为 D. 带电粒子的发射速度取值范围为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 粒子在电场中向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A正确；‎ BCD. 当粒子从c点飞出时，其运动的速度最大，轨迹所对应的圆心角最小，则运动时间最短，运动轨迹如图所示：‎ 根据几何知识可知，粒子在磁场中运动的半径为：‎ 其轨迹对应的圆心角为90°，‎ 因为洛伦兹力提供向心力，即 所以 则粒子的速度为 粒子在磁场中运动的最短时间为：‎ 当粒子的运动轨迹和cd相切时，粒子的速率是最小的，其运动轨迹如图所示：‎ 令粒子的半径为R2，根据几何知识有：‎ ‎ ‎ 则 所以粒子的速度为：‎ 则要使粒子从cd之间射出带电粒子的发射速度取值范围为，故BD错误，C正确；‎ 故选：AC。‎ ‎8.如图，长度为l=‎1m，质量为M=‎1kg的车厢，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m=‎1kg可视为质点的物块以速度v0=‎10m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度取g=‎10m/s2。下列说法正确的是（　　）‎ A. n=26‎ B. 系统因摩擦产生的热量为25J C. 物块最终停在小车右端 D. 小车最终运动的速度为‎5m/s，方向水平向右 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】BD．由动量守恒定律得 解得小车最终运动的速度为v=‎5m/s，方向水平向右 由能量守恒定律得，系统因摩擦产生的热量为 ‎ ‎ 解得系统因摩擦产生热量为Q=25J，故BD正确；‎ AC．根据 可得物块在车厢中滑行的距离 车厢壁来回弹性碰撞次数 次 物块最终停在车厢中点处，故AC错误。‎ 故选BD。‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.伽利略曾用滴水计时器研究物体的运动规律，我们可以利用输液瓶滴液等时性的特点，借助医院打点滴的输液瓶设计滴水计时器，固定在电动车靠近地面处，来研究电动车启动过程速度随时间变化的规律，如图所示。‎ 经过测量得知：在某一状态下，输液瓶滴下21滴水用时4.00s（从第1滴落地开始计时到第21滴落地结束计时）。从清晰可见的位置开始测量，前12滴水的落点到“第1滴”落点的距离如表所示：‎ 回答下列问题（计算结果均保留三位有效数字）：‎ ‎(1)从滴水计时器第1滴水落地，到第5滴水落地的过程中，电动车的平均速度为v1＝_________m/s；‎ ‎(2)滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度v4＝_________m/s；‎ ‎(3)如果电动车启动过程可以看作匀加速直线运动，则电动车的加速度a＝_________m/s2。‎ ‎【答案】 (1). 1.18 (2). 1.58 (3). 1.94‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]相邻液滴的时间间隔 从滴水计时器第1滴水落地，到第5滴水落地的过程中，电动车的平均速度为 ‎（2）[2] 滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度等于第3、5滴之间的平均速度，所以滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度 ‎（3）[3] 如果电动车启动过程可以看作匀加速直线运动，根据逐差法可知，电动车的加速度 ‎10.“新冠疫情”期间，用电子体温计监测体温成为检测人体是否感染冠状病毒的重要手段。电子体温计利用某些物质的物理参数，如电阻、电压、电流等，与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来。如图，甲图为某同学设计的电路图，用以测量‎25.0°C﹣‎80.0°C范围内环境的温度。所用器材有：热敏电阻RT，其标称值（‎25.0°C时的阻值为900.0Ω）；电源20V，内阻可忽略；滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；电阻箱R2（阻值范围0﹣999.9Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2，图中为电表。实验时，按电路图连好电路，将热敏电阻放在温控箱内，先将温度调为‎80.0°C，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，电路中电表示数为某一定值X；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电表读数仍为X；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到‎25.0°C实验得到R2﹣t的数据见表。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验室中提供有以下规格电表：①电流表A1（0～‎0.6A，0.2Ω），②电流表A2（0～‎‎3A ‎，0.04Ω），③电压表V（10V，1000Ω）。实验中应选择的电表为_________（填器材前的数字编号）；‎ ‎(2)在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到_________（填“左”或“右”）端；‎ ‎(3)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2﹣t的曲线_________；‎ ‎(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为_________Ω，则手心温度为_________°C。‎ ‎【答案】(1). ③ (2). 左 (3). (4). 580.0 34或35‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 如果接电流表，热敏电阻RT，其标称值（25.0oC时的阻值为900.0Ω）；电源20V，可得，通过热敏电阻的电流约为 比两电流表的量程小得多，不易准确测量，故不选①②；‎ 电压表V内阻与热敏电阻的阻值相差不多，而量程为电源一半，可以准确测量，故选③‎ ‎（2）[2]为了安全，在在闭合S1前，分压电路的电压应该为0，所以图甲中R1的滑片应移动到左端；‎ ‎（3）[3] 在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2﹣t的曲线，如图所示 ‎（4）[4] 将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为 ‎[5]当R2=580.0Ω时，由（3）空中图可知，手心温度为‎34°C或‎35°C ‎11.如图，质量为M=‎1kg的木板（木板足够长）静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.04，在木板的右端放置一个质量m=‎5kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.05，重力加速度取g=‎10m/s2，在木板上加一个水平向右的恒力F=6N。求：‎ ‎(1)在外力F作用过程中，铁块和木板运动的加速度分别是多少；‎ ‎(2)经t=9s撤掉F，至铁块和木板停止运动，铁块的总位移x多大？‎ ‎【答案】(1)‎0.5m/s2，‎1.1m/s2；(2)‎‎56.25m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 假设在木板上加一个水平向右的恒力F=6N时二者分离，根据牛顿第二定律，对铁块，则有 解得 对木板，则有 解得 由于，所以二者分离，假设成立；‎ ‎(2) 经t=9s撤掉F，此时铁块的速度为 木板的速度为 此过程中铁块的位移 撤去外力后铁块做匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动到二者共速，对木板根据牛顿第二定律有 代入数据得 设经过二者共速，则有 解得，‎ 则此过程中铁块的位移 二者共速后一起做匀减速直线运动到静止，根据牛顿第二定律有 代入数据得 此时共同速度为 则此过程中铁块的位移 则经t=9s撤掉F，至铁块和木板停止运动，铁块的总位移 ‎12.如图，倾角为θ=37°的斜面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距L=‎0.5m，左端接有电容C=20000μF的平行板电容器。质量m=‎40g的导体棒可在导轨上滑动，导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T。现使导体棒以速度vA=‎10m/s从A点开始沿导轨向上运动，经过时间t速度恰好为0，再经时间t，回到A点，重力加速度取g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)导体棒从A点开始运动时，电容器上的电荷量QA；‎ ‎(2)导体棒与导轨间动摩擦因数的大小μ；‎ ‎(3)时间t的大小和返回A点时的速度vA′？‎ ‎【答案】(1)‎0.2C；(2)0.5；(3)2s；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）导体棒从A点开始运动时的感应电动势 电容器两极板间电压U=E 电容器所带电荷量 代入数据解得 ‎（2）电容器的充电电流 上升过程，根据牛顿第二定律有 又 联立得 下降过程，根据牛顿第二定律有 同理可得 金属棒向上与向下都做匀变速直线运动，则有 向上运动过程 ‎，‎ 向下运动过程 解得 解得 ‎，，，t=2s ‎（3）导体棒返回A点时的速度为 ‎13.下列说法正确的是（　　）‎ A. 随着国家对环境的日益重视，2019年雾霾天数较以往大幅减少，雾霾现象发生时，空气中的固体微粒的无规则运动反映空气分子热运动的无规则性 B. 空气湿度对雾霾天的形成有重要影响，如果干、湿泡温度计示数差值变大，则环境的相对湿度在降低 C. 汽车尾气排放是导致城市空气污染的重要原因，随着科技发展，能够使发动机的效率达到100%‎ D. 北方冬季特别冷，是由于环境中热量少，人体热量多，人体热量传至环境导致的 E. 南方的冬天冷而潮湿，是因为南方空气湿度大，而冬季温度低，水蒸气的饱和汽压较低导致的 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】A．雾霾中的PM2.5是粒径很小的颗粒物，故它的运动属于布朗运动，它反映了空气分子热运动的无规则性，故A正确。‎ B．干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，表示蒸发得快，空气的相对湿度越小；所以干、湿泡温度计示数差值变大，则环境的相对湿度在降低，故B正确。‎ C．根据热力学第二定律，发动机的效率不可能达到100%，故C错误。‎ D．热量能自发的从高温物体传到低温物体，由于人的温度高于环境温度，故人体将热量传到环境中，导致人感觉到冷，并不是人体的热量比环境多的原因，故D错误。‎ E．在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比叫做相对湿度；温度越低，水蒸气的饱和汽压越低，又因为南方空气湿度大，而冬季温度低，所以南方的冬天相对湿度比较大，让人感觉冷而潮湿，故E正确。‎ 故选ABE。‎ ‎14.高原地区，大气压强较低，在高原地区使用高压锅有助于提高水的沸点。某同学设计了一个简陋的高压锅，结构如图。锅体内部半径为R，深度为H，锅盖圆心处有一圆孔。安全阀A及配重的质量为m，底面半径为r，顶面半径为R'，恰好能封闭锅盖上的圆孔，且只要安全阀向上移动，即可产生缝隙对外放气。大气压强为p0，环境温度为T0，重力加速度取g，锅内全为空气（可视为理想气体）。刚盖上锅盖时，锅内气体压强为大气压强，气体温度为环境温度。求：‎ ‎(1)安全阀恰要排气时，锅内气体的压强p；‎ ‎(2)安全阀恰要排气时，锅内气体的温度T？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对安全阀受力分析，由平衡知识可知 解得 ‎(2)对锅内气体，由理想气体状态方程可得 解得 ‎15.下列说法正确的是（　　）‎ A. 水中的气泡显得特别明亮，是由光从气泡内射向气泡表面发生全反射导致的 B. 大雾天气，行车需要开雾灯，雾灯灯光颜色为黄色，黄光波长长，容易衍射，穿透能力强 C. 两个普通光源发出的光也能发生干涉现象，只是由于现象不明显，不容易观察到 D. 生活中的多普勒效应是很常见的，汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这就是声波的多普勒效应 E. 插针法测玻璃砖折射率的实验应用了光沿直线传播的特点 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光束从水中射向气泡，当入射角等于或大于临界角时，出现全反射现象，所以水中的气泡看起来特别明亮，故A错误；‎ B．防雾灯一般为黄色光，黄色光的波长较长，容易衍射，穿透力强，故B正确；‎ C．产生干涉的条件是要同样频率的光，普通光源发出的光通过双缝不会产生干涉现象，因为光的频率不一样，故C错误；‎ D．当正在鸣笛的汽车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是接受到的频率变高，这是多普勒效应现象，故D正确；‎ E．插针法测玻璃砖折射率的实验应用了光在同一介质中沿直线传播的特点，故E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎16.波源从坐标原点运动开始计时，经过t=4s，形成如图所示波形，此时波恰好传到坐标为（‎4m，0）的P点，波源偏离平衡位置的最大位移为‎10cm。点Q坐标为（‎9m，0），再经过时间△t，Q点偏离平衡位置的位移恰好为+‎5cm。求：‎ ‎①波在介质中传播的速度v；‎ ‎②△t的大小？‎ ‎【答案】①‎1m/s；‎ ‎②（n=0，1，2，3…）或（n=0，1，2，3…）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①波源从坐标原点运动开始计时，经过，形成如题目图所示波形，则可知 ‎，‎ 则根据公式可知波在介质中传播的速度为 ‎②‎1.5m处的振动传到Q需要，则有 解得（n=0，1，2，3…）‎ ‎0.5m处的振动传到Q需要，则有 解得（n=0，1，2，3…‎