2020-2021学年高考理综(物理)全国大联考模拟试题及答案解析

2020-2021学年高考理综(物理)全国大联考模拟试题及答案解析

& 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 最新年第一次大联考【新课标全国Ⅰ卷】 理科综合·物理试题 考试范围：高考全部内容； 题号 一 二 总分 得分 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。满分 110 分，考试时间 60 分钟。 2．答题前考生务必用 0.5 毫米黑色墨水签字笔填写好自己的姓名、班级、考号等信息 3．考试作答时，请将答案正确填写在答题卡上。第一卷每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡 上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷请用直径 0.5 毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题 区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 。 第 I 卷（选择题 共 48 分） 本卷共 8 小题， 每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中， 第 14～18 题只有一项符合题目要求，第 19～21 题有多项符合题目要求。全部 选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14．牛顿以其力学的三大定律和万有引力定律而奠定了在物理学史上不可撼动的地位，关于牛顿 运动定律和万有引力定律，下列描述正确的是 （ ） A．牛顿第一定律是经过多次的实验验证而得出的 B．牛顿第一定律只是牛顿第二定律的一个特例 C．牛顿提出万有引力定律并据此计算出了地球的质量 D．牛顿第三定律可以很好的解释拍桌子时为什么手感到疼的问题 【答案】 D 【考点】考查物理学常识。 【解析】牛顿第一定律应用了理想实验法， A 错；牛顿第一定律又叫惯性定律，不是牛顿第二定 律的特例， B 错； 计算出地球质量的人是卡文迪许， C错； 牛顿第三定律是作用力与反作用力的关 系，等大反向， D 对。 【点拨】物理学常识的掌握需要不断的积累。 评卷人 得分 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 15．行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止，等到绿灯亮时又重新启动开始做 匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速行驶，则从刹车到继续匀速行驶这段过程，位移随 速度变化的关系图象描述正确的是 （ ） 【答案】 C 【考点】考察匀变速直线运动及图像问题。 【解析】由运动学公式 2 2 0 2v v ax 及数学知识， C正确。 【点拨】物理知识与数学知识的综合应用。 16．如图所示，轻质圆盘和水平面夹角 30o，一个小木块位于距离圆心 0.4m 处随圆盘一起绕过圆 心垂直盘面的转轴匀速转动，当小木块和圆盘一起转动的线速度超过 1 / sm 时，小木块再也无法 保持相对静止。 g 取 10m/s2 。则小木块和圆盘之间的动摩擦因数是（ ） A． 3 3 B． 3 2 C． 2 2 b D． 2 4 【答案】 B 【考点】考察摩擦力，受力分析及匀速圆周运动的知识。 【解析】由分析知，当小木块在圆盘的下方时容易滑动，小木块受重力，摩擦力，支持力，由牛 顿第二定律得： 2 0 0cos30 sin 30 vmg mg m r ，解得：μ = 3 2 。B 正确。 【思路点拨】正确的受力分析，用牛顿运动定律与向心力公式列方程求解。 17．带电尘埃 P 静止在平行板电容器 C的两极板之间，此时滑动变阻器 1R 和 2R 的位置及电路图 如图所示。欲使尘埃向下加速运动，下列方法中可行的是（ ） & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ A． 1R 的滑片向左移动 B． 2R 的滑片向左移动 C．平行板电容器下极板向左移动 D．断开开关 【答案】 B 【考点】考察受力分析，电容器的知识。 【解析】由题意知，尘埃受重力和电场力处于平衡状态，要使尘埃向下运动，就要减小电场力， E=U/d 知， U 减小，所以 B 正确。 A、C、D 中的 U 不变。 【思路点拨】与电容器串联的支路相当于断路。 18．以水平面为零势能面， 则小球水平抛出时重力势能等于动能的 2 倍， 那么在抛体运动过程中， 当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为 ( ) A． 3 :1 B． 1: 3 C．1: 2 D． 2 :1 【答案】 D 【考点】考察平抛运动，机械能守恒定律。 【解析】由题意得： mgH= 2 0 12 2 mv ,当其动能和势能相等时 ,mgh= 21 2 mv ,由机械能守恒定律得： mgH+ 2 0 1 2 mv =mgh+ 21 2 mv ,由平抛运动的知识： 2 2 2 0 yv v v ，综上解得 0 : yv v = 2 :1 ,D 正确。 【点拨】先用机械能守恒定律列方程，再根据平抛运动中速度的合成与分解求解。 19．宇宙空间存在两颗质量分布均匀的球体未知星球，经过发射绕表面运行的卫星发现，两个星 球的近地卫星周期相等，同学们据此做出如下判断，则正确的是 （ ） A．这两个未知星球的体积一定相等 B．这两个未知星球的密度一定相等 C．这两个未知星球的质量若不等，则表面的重力加速度一定不等 D．这两个未知星球质量大的，则表面的重力加速度大 【答案】 BD 【考点】考察近地卫星，万有引力定律。 【解析】由万有引力提供向心力得 2 2 2 4GMm mR R T ① 34 3 M R ②,解以上两式知 B 正确， A 错 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 误，又因为 2 GMmmg R 知， D 正确， C错误。 【点拨】本题用到万有引力提供向心力，万有引力等于重 力这两个等式。 20．重力不计的两个带电粒子甲和乙同时进入一个匀强磁 场，两个粒子做匀速圆周运动的周期相等，动能相等，甲 圆周运动的半径大于乙的半径，则下列说法中正确的是 （ ） A． v v甲 乙 B． m m甲 乙 C ． q q甲 乙 D． q q m m 甲 乙 甲 乙 【答案】 AC 【考点】带电粒子在磁场中的匀速圆周运动。 【解析】 两粒子周期相等， 由 2 rv T 得 v v甲 乙 ，A 正确， 动能相等， 又 21 2kE mv 知 B 错误， 由 2vqvB m r 得 q q甲 乙 ， C 正确， D 错误。 【思路点拨】本题考查圆周运动的公式及洛伦兹力提供向心力的知识。 21．光滑平行导轨 MN 和 PQ与水平面夹角为 ，上端连接，导轨平面和磁感应强度为 B 的匀强 磁场垂直，导轨间距为 L ，电阻不计。质量为 m 的金属棒 ab 始终与导轨保持垂直接触且从静止 开始下滑， ab 接入电路的部分电阻为 R，经过时间 t 流过棒 ab 的电流为 I，金属棒的速度大小为 v， 则金属棒 ab 在这一过程中 A． ab 棒运动的平均速度大于 2 v B．此过程中电路中产生的焦耳热为 RtIQ 2 C．金属棒 ab 沿轨道下滑的最大速度为 22 sin LB mg D．此时金属棒的加速度大小为 mR vLBga 22 sin 【答案】 CD 【考点】考察受力分析，法拉第电磁感应定律。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解析】金属棒受重力、支持力、安培力，由牛顿第二定律得： sinmg BIL ma ，又因为 BLvI R ，解得： mR vLBga 22 sin D 正确，当 a=0 时，速度达到最大 22 sin LB mg ， C正确。金 属棒做加速度减小的加速运动， 平均速度应小于 2 v ，A 错，这个过程中电流不恒定， B 错。 【思路点拨】先受力分析，根据牛顿运动定律及法拉第电磁感应定律列方程，分析出金属棒是做 加速度减小的加速运动，再具体分析即可。 第Ⅱ卷 (非选择题。共 62 分) 非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题 ~第 25 题为必考题，每个 试题考生都必须做答。第 33 题~第 35 题为选考题，考生根据要求做答。 22．（6 分）下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面 AB与水平面相 切于 B 点且固定。带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在 C 点， P 为光电计时器的光电门。已知当地重力加速度为 g。 （1）利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度 d cm。 （2）实验中除了遮光条的宽度，还需要测量的物理量有。 A．小物块质量 m B．遮光条通过光电门的时间 t C．遮光条到 C 点的距离 s D．小物块释放点的高度 （3）为了减小实验误差， 同学们选择图象法来找出动摩擦因数， 那么他们应该选择关系图象来求 解（利用测量的物理量表示） 。 【答案】 （1）1.015 （2）BC （3）速度的平方与位移 【考点】游标卡尺的读数，匀减速直线运动。 【解析】 （1）由游标卡尺的读数规则得 d=1.015 (2)到达 B 点时的速度等于遮光条的宽度除以时间， B 到 C 的过程中由动能定理得： 评卷人 得分 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 210 2 mgs mv ，所以选 BC. (3) 由 (2)的分析知：速度的平方与位移。 【思路点拨】分析运动，结合动能定理求解。 23．（9 分）在学习了传感器，大家开始动手探究压敏电阻的阻值随压力变化关系时，实验室备有 下列实验器材： A．电源 E（3 V，内阻约为 1 Ω） B．电流表 Al（0.6 A，内阻 r1 =5 Ω） C．电流表 A2（0.6 A，内阻 r 2 约为 1 Ω） D．开关 S，定值电阻 R0 （1）同学们设计了如图所示的实验电路，请判断甲是电流表，乙是电流表。 （填“ Al”或“ A2”） （2）实验中发现测得甲、乙的读数分别为 1I 和 2I ，则压敏电阻此时的阻值为（用字母表示） 。 （3）改变力的大小和方向，得到压敏电阻随压力变化的图象如下图所示，除观察到电阻 Rx的阻 值随压力 F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是 _______________________。 （4）定值电阻 R0 的阻值应该选用 ________________。 A． 1 Ω B．5 Ω C．10 Ω D．20 Ω 【答案】 （1）A1；A2 （ 2） 211 / IrI （3）压力增大到一定的大小时，阻值可以降为零 （4）B 【考点】实验“探究压敏电阻的阻值随压力变化关系” 【解析】 （1）压敏电阻两端的电压与甲电压相同， 所以甲为 A1 ，乙为 A2。（2）由电阻定律得 211 / IrI 。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （3）由图知压力增大到一定的大小时，阻值可以降为零。（ 4）为使乙电流表不超量程，且读数 不能太小，所以选 B。 【思路点拨】本题考查仪器的选择及欧姆定律的应用。 24．（14 分）做匀加速直线运动的物体途中依次经过 A、B、C 三点，已知 2AB BC ，AB 段和 BC段的平均速度分别为 1 4 /v m s、 2 8 /v m s ，则： （1）物体经 B 点时的瞬时速度 Bv 为多大？ （2）若物体运动的加速度 a=2m/s2 ，试求从 A 点运动到 C点的时间。 【答案】 （1）7.2m/s （2）4s 【考点】考察匀变速直线运动 【解析】（ 1）由题意得： 0vvA atvvB 40 atvvC 50 ABv atv 20 BCv atv 5.40 解得： 6.1at 8.00v 2.7Bv (2) 由运动学公式得 atvvC 0 解得： t=4s 【点拨】分析物体运动，熟练应用运动学公式。 25．（18 分）平行板电容器 AB两极板之间电压为 U，间距为 d 。 下极板与一个直径为 L 的半圆形金属通道相连，金属通道有两个 同心的半圆形金属片 CD 组成，圆心贴在 'O 处，两个金属片彼此靠近又不接触，中间存在径向电 场，即电场大小相等，方向都指向 'O 。半圆形通道与下极板接触点有小孔相连通。现从正对 B 板小孔紧靠 A 板的 O 处由静止释放一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电微粒（微粒的重力不计） ， 粒子在半圆形轨道间运动而不会发生碰撞。 （1）求出微粒穿过 B 板小孔进入半圆形轨道时的速度大小和半圆形金属通道内的电场强度大小。 （2）从释放微粒开始计时，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点 P 点？ （3）若把半圆形轨道内的电场改为磁场， 则需要一个什么样的磁场可以实现无碰撞通过半圆形轨 道？ 【答案】 （1） qU2 ； l mU4 （2）md qU 2 + qU l 2 1 4 （3）B= q U l m 22 ，方向垂直纸面向里 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【考点】带电粒子在电场、磁场中的运动。 【解析】 （1）在 AB 板中只受电场力由动能定理得 2 2 1 mvqU v= qU2 电场力提供向心力 q 2E = rmv2 2E = r mU2 = l mU4 （2）由 v=a 1t , Uq ma d 得 1t =md qU 2 由圆周运动弧长除以线速度得 v lt 42 = qU l 2 1 4 t= 21 tt =md qU 2 + qU l 2 1 4 （3）洛伦磁力提供向心 qvB= rmv2 解得： B= q U l m 22 方向垂直纸面向里 【思路点拨】分析带电粒子在电场及磁场中的运动，利用圆周运动的知识处理。 33.[物理——选修 3-3] （15 分） （1）（6 分）关于热现象和分子动理论，下列说法正确的是（填正确答案标号，选对一个得 3 分， 选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得 0 分）。 A．热量不能从低温物体传到高温物体 B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力 C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因 D．lg 氢气和 1g 氧气含有的分子数相同，都是 6．02×1023 个 E．为了保存玉米地水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管 （2）（9 分）针对持续出现的雾霾天气。罐装的新鲜空气开始成为一种时髦的商品，如果用纯净 水的水桶桶装净化的压缩空气供气， 设每人 1min 内呼吸 15 次，每次吸入 1 atm 的净化空气 500mL， 而每个桶能装 10 atm 的净化空气 20L，假定这些空气可以全部被使用，设温度不变，估算一下每 人每天需要吸多少桶净化空气。 【答案】 （1）BCE （2）3.6 【考点】热力学问题和理想气体状态方程。 【解析】 （1）热量在外力的作用下可以从低温物体传到高温物理， A 错误。 lg 氢气和 1g 氧气的物 质的量不同，所以分子数不同， D 错误。 B、C、E 正确。 （2）一个人一天吸收一个大气压的气体 V=24*60*500* 310 =720L & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 根据 pv=nRT 在等温变化下知道在 10 个大气压下的体积为 72. N=72/20=3.6 桶 【思路点拨】理解热现象和分子动理论的基本知识，熟练应用理想气体状态方程解题。 34．[物理——选修 3-4] （15 分） （1）（6 分）一列简谐横波沿 x 轴传播，在 t=1.5s 时的波形图如图 1 所示， a 和 b 是波上的两个质 点，图 2 是某一个质点的振动图象，则下列说法中正确的是（填正确答案标号，选对一个得 3 分， 选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得 0 分）。 A．这列波的传播速度是 1m/s B． t=1.5s 时质点 b 的振动速度最大 C． t=1.5s 时质点 a 的速度最大 D．图 2 描述的可能是质点 b 的振动图象 E． 0t 时质点 a 处于平衡位置 （2）（9 分）一束平行光照射到半球形玻璃砖上， 该束光线的边界分别为 a 和 b 。已知玻璃砖半径 为 R ，折射率为 2 ，如下图所示，下边界 a 处光线恰好沿半径方向，在 O 点恰好产生全反射。 求： （i）玻璃砖发生全反射的临界角； （ii）光束 ab 在玻璃砖底产生的两个光斑的距离 OB。 【答案】 （1）ACE （2）（i） sinc=1/n= 2 2 c=45°（ii) i r sin sin = 2 i=30°OB= R 3 3 【考点】波的图像及振动图像，光的折射及全反射。 & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ 【解析】 （1）由波动图像和振动图像分别读出波长和周期， A 正确，质点在平衡位置速度最大， 在最大位移处速度最小， B 正确， C错误，由图知质点 b 在 1.5s 时处在平衡位置， D 错，质点 a 在 3/4 个周期前正在平衡位置， E正确。 (2)（i）sinc=1/n= 2 2 c=45° （ii) i r sin sin = 2 i=30°OB= R 3 3 【思路点拨】考查波动图像和振动图像，画出光路图，利用折射定律及全反射知识求解。 35.[物理——选修 3-5] （15 分） （1）（6 分） 下图是几个原子物理史上面著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的 是 （填正确答案标号，选对一个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每选错 1 个扣 3 分， 最低得 0 分）。 A．卢瑟福的 粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型 B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为 粒子，电离能力最强 C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D．链式反应属于重核的裂变 E．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，认识到原子的复杂结构 （2）（9 分）底面光滑的木板 B 和 C长度均为 L，小木块 A 静止于 B 的右端， C以初速度 0v 水平 向右匀速直线运动与 B 发生正碰并且碰后粘在一起， B、C 质量相等均为 m，A 的质量为 3m 。重 力加速度取 g 。 （i）求木板 B 的最大速度； & 知识就是力量！ & @学无止境！ @ （ii）若要求物块 A 不会掉在水平面上，则物块与木板间的动摩擦因数μ至少是多大。 【答案】 （1）ADE （2）（i） 2 v0 共v ；（ii） gl v 20 3 2 0 【考点】 原子物理史，动量守恒定律 【解析】（ 1）ADE 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为 粒子，电离能力最弱， B错，遏 止电压与光的频率有关， C 错误。 （2）（ i）对于 C 和 B 碰撞动量守恒 共mvmv 20 解得： 2 v0 共v 此时 B 的速度最大 （ii）由动量守恒定律得： 30 5mvmv 解得： 5 0 3 vv 由能量守恒得 2 3 2 mv5 2 12 2 1 共mvmgl 得： gl v 20 3 2 0 【点拨】熟悉原子物理学史，分析物体的运动，应用动量守恒定律及能量守恒定律解决问题。