山东省青岛市西海岸新区（黄岛区）2020届高三下学期3月模拟物理试题

2020届山东省青岛市西海岸新区(黄岛区)高三（下）3月模拟物理试题一、单项选择题：本题共8小题。1.下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是A. 维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力B. 核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小C. 比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能D. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【答案】C【解析】【分析】核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间；比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度；结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．【详解】A项：维系原子核稳定的力是核力，核力可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，故A错误；B项：核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，故B错误；C项：比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，放出核能，故C正确；D项：自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等该原子核的结合能，故D错误．故选C．【点睛】本题考查对核力的理解．核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同，同时考查了结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用，同时掌握质量亏损与质能方程．2.生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（　　）A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用D. 高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用【答案】D【解析】【详解】A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B错误；C．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C错误；D．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D正确。故选D。3.如图所示为一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门，使容器中充满与外界大气压强相等的理想气体，然后关闭阀门。开始时容器中气体的温度为。现通过加热丝（未画出）对封闭气体进行加热，使封闭气体的温度升高到，温度升高到后保持不变，打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容器中剩余气体的质量与原来气体质量之比为（　　）A. 3：4 B. 5：6 C. 6：7 D. 7：8【答案】C【解析】【详解】由题意可知气体的加热过程为等容变化，由查理定律得，则打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的体积为，膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得，解得设剩余气体的质量与原来气体质量的比值为k，则故C正确，ABD错误。故选C。4.如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（ ）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】金属环的面积：由法拉第电磁感应定律得：由欧姆定律得，感应电流：感应电荷量：q=I△t，解得：故A正确，BCD错误；故选A．【点睛】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式计算．5.场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时E引==g=即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx，则Mx=则E引=故C正确故选C。6.已知氢原子能级公式为，其中n=1，2，…称为量子数，A为已知常量；要想使氢原子量子数为n的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n的激发态向澈发态跃迁时放出的能量，则n的最小值为（　　）A. 2 B. 3 C. 4 D. 5【答案】C【解析】【详解】电子由激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为氢原子由量子数为的激发态向激发态跃迁时放出的能量为根据题意有解得即的最小值为4，故C正确，A、B、D错误；故选C。7.如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图：由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为 根据牛顿第二定律得： 解得： ，故C正确．故选C．8.如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B. 水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒C. 火箭获得的最大速度为D. 火箭上升的最大高度为【答案】D【解析】【详解】A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A错误；B．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有解得C错误；D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有解得D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题。9.下列说法中正确的是（　　）A. 光偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象B. 火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄D. 某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c【答案】ABC【解析】【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，则光具有波动性，但纵波并不能发生偏振现象，故A正确；B．发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有振动频率，火车过桥慢行可以减小驱动力频率，故B正确；C．光的双缝干涉实验中，若将入射光从红光改为绿光，由于波长变短，则干涉条纹间距变窄，故C正确；D．在速度为0.5c的飞船上打开一光源，根据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为c，故D错误。故选ABC。10.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定A. 通过用户的电流减小了B. 用户接入电路的总电阻减小了C. 用户消耗的电功率减小了D. 加在用户两端的电压变小了【答案】BD【解析】【详解】A项：如果发电机输出电流增大，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；B项：由可知，输送电流增大，是由于减小引起的，故B正确；C项：当用户电阻减小时，用户消耗的功率增大，故C错误；D项：发电机输出电流增大，则输电线上的电压降增大，因此降压变压器的输入、输出电压均减小，即因在用户两端电压变小了，故D正确．故选BD．11.如图甲所示，圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接，线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，取垂直于纸面向里为磁感应强度B的正方向，B随时间t的变化关系如图乙所示．t=0时刻，在平行板电容器间，由静止释放一带正电的粒子（重力可忽略不计），假设粒子运动未碰到极板，不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响，下列关于板间电场强度、粒子在板间运动的位移、速度和加速度与时间的关系图象中（以向上为正方向）可能正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】CD【解析】A、根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小不变，方向逆时针，感应电动势大小不变，方向顺时针方向，方向与相反；感应电动势大小不变沿逆时针方向，方向与相同，故A错误；BCD、内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，金属板下极板带正电；粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动．内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；因粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动，直到速度为零，，内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电，带正电粒子向下匀加速，同理，，内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带负电，金属板下极板带正电；因粒子带正电，则粒子所受电场力方向竖直向上，而向下做匀减速运动，直到速度为零；由上分析可知，末速度减小为零，位移最大，当T末，粒子回到了原来位置，故B错误，CD正确．点睛：本题属于综合性题目，注意将产生感应电流的部分看作电源，则可知电容器两端的电压等于线圈两端的电压，这样即可还原为我们常见题型．12.如图所示，小球A、B、C通过铰链与两根长为L的轻杆相连，ABC位于竖直面内且成正三角形，其中A、C置于水平面上。现将球B由静止释放，球A、C在杆的作用下向两侧滑动，三小球的运动始终在同一竖直平面内。已知，不计摩擦，重力加速度为g。则球B由静止释放至落地的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 球B的机械能先减小后增大B. 球B落地的速度大小为C. 球A对地面压力一直大于mgD. 球B落地地点位于初始位置正下方【答案】AB【解析】【详解】A．B下落时，A、C开始运动，当B落地后，A、C停止运动，因A、B、C三球组成系统机械能守恒，故球B的机械能先减小后增大，故A正确；B．对整个系统分析，有：解得故B正确；C．在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上力作用，故球A对地面的压力可能小于mg，故C错误；D．因为A、C两球质量不相同，故球B落地点不可能位于初始位置正下方，故D错误。故选AB。三、非选择题：本题共6小题。13.某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。(1)开动转轴上电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越__________（选填“大”或“小”）。(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为__________cm。(3)用直接测量物理量的符号表示重力加速度，其表达式为__________。【答案】    (1). 小    (2). 18.50    (3). 【解析】【详解】(1)[1]越大，细线与竖直方向夹角越大，则h越小。(2)[2]悬点处的刻度为，水平标尺的刻度为，则示数为所以示数为。(3)[3]假设细线与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律得又解得14.某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻．(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)．将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差．(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V．(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω．【答案】    (1). A    (2). b    (3). B    (4). 1.5    (5). B    (6). 4【解析】【详解】(1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为．15.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率为n=．①求红光在玻璃中的传播速度为多大？②求两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O点的距离d;【答案】①1.73×108m/s②【解析】①由得v=×108m/s=1.73×108m/s②如图所示，光线1不偏折．光线2入射角i＝60°.由光折射公式可得：，由几何关系可得i=300由光折射公式可得：由正弦定理，得则16.如图所示，质量均为m的木块A、B，静止于光滑水平面上。A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放。当球C第一次到达最低点时，木块A与B发生弹性碰撞。求：(1)球C静止释放时A、B木块间的距离；(2)球C向左运动的最大高度；(3)当球C第二次经过最低点时，木块A的速度。【答案】(1)(2)(3)，方向水平向左【解析】【详解】(1)若C到最低点过程中，A、C的水平位移为xA、xC，A、C水平动量守恒，有：mxC=mxAxA+xC=L联立可解得xA=即球C静止释放时A、B木块间的距离为(2)若C到最低点过程中，A、C的速度大小为vA、vC，对A、C水平动量守恒和机械能守恒，有：mvC=mvA解得vA=vC=因为A和B质量相等，弹性碰撞过程二者交换速度，则碰撞后，vB=当C第一次向左运动到最高点时，设A和C的共同速度为vAC，对A、C有：联立可解得h=(3)C第一次到最低点至第二次到最低点的过程中，对A、C，由水平动量守恒和机械能守恒，因为A和C质量相等，二者交换速度，则木块A的速度为方向水平向左17.CD、EF是水平放置的电阻可忽略的光滑平行金属导轨，两导轨距离水平地面高度为H，导轨间距为L，在水平导轨区域存在方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场（磁场区域为CPQE），磁感强度大小为B，如图所示.导轨左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻R。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度h处由静止释放，导体棒最终通过磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端水平距离x处。已知导体棒质量为m，导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g。求：(1)导体棒两端的最大电压U；(2)整个电路中产生的焦耳热；(3)磁场区域的长度d。【答案】(1)(2)(3)【解析】【详解】(1)由题意可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大，由机械能守恒定律有解得由法拉第电磁感应定律得，得：(2)由平抛运动规律解得由能量守恒定律可知个电路中产生的焦耳热为(3)导体棒通过磁场区域时在安培力作用下做变速运动。由牛顿第二定律联立解得18.如图所示，在xOy平面内,紧挨着的三个“柳叶”形有界区域①②③内（含边界上）有磁感应强度为B的匀强磁场，它们的边界都是半径为a的圆，每个圆的端点处的切线要么与x轴平行，要么与y轴平行．①区域的下端恰在O点,①②区域在A点平滑连接,②③区域在C点平滑连接．大量质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子依次从坐标原点O以相同的速率、各种不同的方向射入第一象限内（含沿x轴、y轴方向），它们只要在磁场中运动,轨道半径就都为a．在y≤－a的区域，存在场强为E的沿－x 方向的匀强电场．整个装置在真空中，不计粒子重力和粒子之间的相互作用．求：（1）粒子从O点出射时的速率v0；（2）这群粒子中，从O点射出至运动到x轴上的最长时间；（3）这群粒子到达y轴上的区域范围．【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】(1)由牛顿第二定律可得(2)这些粒子中，从O沿+y轴方向射入磁场的粒子，从O到C耗时最长由得(3)这些粒子经过①区域偏转后方向都变成与 +x轴平行；接着匀速直线进入②区域，经过②区域偏转又都通过C点；从C点进入③区域，经过③区域偏转，离开③区域时，所有粒子都变成与－y轴平行（即垂直进入电场）对于从x = 2a进入电场的粒子，在－x方向的分运动有解得则该粒子运动到y轴上的坐标为对于从x = 3a进入电场的粒子，在－x方向的分运动有解得则该粒子运动到y轴上的坐标为这群粒子运动到y轴上的区间为