山西省太原市2020届高三物理模拟试卷（一）（Word版带答案）

太原市 2020 年高三年级模拟试题(一) 理科综合能力测试 物理部分 (考试时间：上午 9：00——11：30) 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写 在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 二、选择题：本题共 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。全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分， 有选错的得 0 分。 14.在 2019 年武汉举行的第七届世界军人运动会中，21 岁的邢雅萍成为本届军运会的“八冠 王”。如图是定点跳伞时邢雅萍运动的 v－t 图象，假设她只在竖直方向运动，从 0 时刻开始先 做自由落体运动，t1 时刻速度达到 v1 时打开降落伞后做减速运动，在 t2 时刻以速度 v2 着地。 已知邢雅萍(连同装备)的质量为 m，则邢雅萍(连同装备) A.0～t2 内机械能守恒 B.0～t2 内机械能减少了 mv12 C.t1 时刻距地面的高度大于 D.t1～t2 内受到的合力越来越小 15.4 月 1 日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个 月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素 电池为其保暖、供电，已知 Pu238 是人工放射性元素，可用中子辐照 得到。Pu238 衰变时只放出 α 射线，其半衰期为 88 年。则 A.用中子辐照 Np237 制造 Pu238 时将放出电子 1 2 1 2 2 1( )( ) 2 v v t t+ − 238 94 Pu 237 93 Np B.Pu238 经一次衰变会有两个质子转变为两个中子 C.Pu238 经一次衰变形成的新核含有 144 个中子 D.当到达下个月昼太阳能电池板工作时，Pu238 停止衰变不再对外供电 16.2019 年 8 月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由 5 个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞 板”，仅用 22 分钟就飞越了英吉利海峡 35 公里的海面。已知扎帕塔(及装备)的总质量为 120kg，设发动机启动后将气流以 6000m/s 的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔(及装备) 悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为(不考虚喷气对总质量的影响，取 g＝10m/s2) A.0.02kg B.0.20kg C.0.50kg D.5.00kg 17.三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O 为三角形的重心，通过 三根直导线的电流分别用 I1、I2、I3 表示，方向如图。现在 O 点垂直纸面固定一根通有电流为 I0 的直导线，当 I1＝I2＝I3＝I0 时，O 点处导线受到的安培力大小为 F。已知通电长直导线在某 点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则 A.当 I1＝3I0、I2＝I3＝I0 时，O 点处导线受到的安培力大小为 4F B.当 I1＝3I0、I2＝I3＝I0 时，O 点处导线受到的安培力大小为 F C.当 I2＝3I0、I1＝I3＝I0 时，O 点处导线受到的安培力大小为 F D.当 I3＝3I0、I1＝I2＝I0 时，O 点处导线受到的安培力大小为 2F 18.如图，竖直平面内的 Rt△ABC，AB 竖直、BC 水平，BC＝2AB，处于平行于△ABC 平面 的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能 Ek 沿 AB 方向从 A 点射出， 小球通过 C 点时速度恰好沿 BC 方向，则 3 3 A.从 A 到 C，小球的动能增加了 4Ek B.从 A 到 C，小球的电势能减少了 3Ek C.将该小球以 3Ek 的动能从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点 D.将该小球以 4Ek 的动能从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点 19.如图，从 P 点以水平速度 v 将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。 不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中 A.在相等的时间内，皮球动量的改变量相同 B.在相等的时间内，皮球动能的改变量相同 C.下落相同的高度，皮球动量的改变量相同 D.下落相同的高度，皮球动能的改变量相同 20.如图，A、B 两点分别固定有等量的点电荷，其中 A 处的为正电荷，B 处的电性未知。MN 为 AB 连线的中垂线，O 为垂足。由绝缘材料制成的闭合光滑轨道 abcd 关于 O 点对称，其上 穿有带正电小环。现在 P 点给小环一沿轨道切线方向的初速度，小环恰能沿轨道做速率不变 的运动，则(不考虑重力) A.小环在 a、c 两点受到的电场力相同 B.小环在 b、d 两点的电势能相同 C.若在 d 点断开轨道，小环离开轨道后电场力一直做正功 D.若将小环从 d 沿 da 连线移到 a，电场力先做负功后做正功 21.如图，光滑平行导轨 MN 和 PQ 固定在同一水平面内，两导轨间距为 L，MP 间接有阻值为 的定值电阻。两导轨间有一边长为 的正方形区域 abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强 磁场，磁感应强度为 B，ad 平行 MN。一粗细均匀、质量为 m 的金属杆与导轨接触良好并静 止于 ab 处，金属杆接入两导轨间的电阻为 R。现用一恒力 F 平行 MN 向右拉杆，已知杆出磁 场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则 A.金属杆匀速运动时的速率为 B.出磁场时，dc 间金属杆两端的电势差 Udc＝ C.从 b 到 c 的过程中，金属杆产生的电热为 D.从 b 到 c 的过程中，通过定值电阻的电荷量为 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(129 分) 22.(6 分)为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块 B 的质量，某同学用如图的装置进行实验。 气垫导轨上有 A、B 两个滑块，A 上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带 有橡皮泥。已知 A 的质量为 m1，遮光片的宽度为 d。 打开电源，调节气垫导轨使滑块 A 和 B 能静止在导轨上。解锁弹簧，滑块 A 被弹出后向 右运动，通过光电门 1 后与 B 相碰，碰后粘在一起通过光电门 2。两光电门显示的遮光时间分 别为△t1 和△t2。由此可知碰撞前滑块 A 的速度为 v1＝ ，锁定时弹簧具有的弹性势 能为 Ep＝ ，B 的质量 m2＝ 。(用已知和测得物理量的符号表示) 23.(9 分)在有机玻璃板的中心固定一段镀锌铁丝，盖在盛有适量自来水的不锈钢桶上，铁丝下 端浸在水中，但不与桶的底面和侧面接触。以镀锌铁丝为负极，钢桶为正极，制成一个自来 水电源。为测量该电源的电动势和内电阻，某同学设计了图 a 的电路进行实验。使用器材主要 2 R 2 L 2 2 3FR B L 2FR BL 2 3 FL 2 6 BL R 有两个相同的微安表 G1、G2(量程为 200µA)，两个相同的电阻箱 R 1、R2(规格均为 999.9Ω)。 实验过程如下，完成步骤中的填空。 (1)调节电阻箱 R1 的阻值为 (选填“88888”或“000.0”) Ω，调节 R 2 的阻值为 2545.0Ω，闭合开关 S； (2)保持 R2 的值不变，调节 R1，当 R1＝6000.0Ω 时，G 1 的示数为 123.0µA，G 2 的示数为 82.0µA，则微安表的内阻为 Ω； (3)保持 R2 的值不变，多次调节 R1 的值，记录两个微安表的示数如下表所示： 在图 b 中将所缺数据点补充完整，作出 I2－I1 图线； (4)根据图线可求得电源的内阻 r＝ Ω，电动势 E＝ V。(结果保留两 位有效数字) 24.(12 分)如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以 16m/s 的速度沿水面 匀速滑行，其水橇(滑板)与水面的夹角为 θ。到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不 变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。跳台可看成倾角为 θ 的斜面，斜面长 8.0m、 顶端高出水面 2.0m。已知运动员与水橇的总质量为 90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为 、与水间摩擦不计。取 g＝10m/s2，不考虑空气阻力，求： (1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小； (2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。 25.(20 分)如图，xOy 坐标系中存在垂直平面向里的匀强磁场，其中，x≤0 的空间磁感应强度 15 30 大小为 B；x>0 的空间磁感应强度大小为 2B。一电荷量为＋q、质量为 m 的粒子 a，t＝0 时从 O 点以一定的速度沿 x 轴正方向射出，之后能通过坐标为( h， h)的 P 点，不计粒子重力。 (1)求粒子速度的大小。 (2)在 a 射出△t 后，与 a 相同的粒子 b 也从 O 点以相同的速率沿 y 轴正方向射出。欲使在运动 过程中两粒子相遇，求△t。(不考虑粒子间的静电力) (二)选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。 如果多做，则每学科按所做的第一题计分。 33.[物理——选修 3－3](15 分) (1)(5 分)如图，一定量的理想气体经历了 A→B→C→D→A 的循环，ABCD 位于矩形的四个顶 点上。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.状态 C 的温度为了 T0 B.从 A→B，分子的平均动能减少 C.从 C→D，气体密度增大 D.从 D→A，气体压强增大、内能减小 E.经历 A→B→C→D→A 一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量 (2)(10 分)如图，一端封闭的薄玻璃管开口向下，截面积 S＝1cm2，重量不计，内部充满空气。 现用竖直向下的力将玻璃管缓慢地压入水中，当玻璃管长度的一半进入水中时，管外、内水 面的高度差为△h＝20cm。已知水的密度 ρ＝1.0×103kg/m3，大气压强 p0 相当于高 1020cm 的 水柱产生的压强，取 g＝10m/s2，求：(不考虑温度变化) 3 2 3 2 3 2 (i)玻璃管的长度 l0； (ii)继续缓慢向下压玻璃管使其浸没在水中，当压力 F2＝0.32N 时，玻璃管底面到水面的距离 h。 34.[物理——选修 3－4](15 分) (1)(5 分)一列简谐横波以 1m/s 的速度沿 x 轴正方向传播。t＝0 时，该波传到坐标原点 O，O 点处质点的振动方程为 y＝10sin10πt(cm)。P、Q 是 x 轴上的两点，其坐标 x P＝5cm、x Q＝ 10cm，如图所示。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.该横波的波长为 0.2m B.P 处质点的振动周期为 0.1s C.t＝0.1s 时，P 处质点第一次到达波峰 D.Q 处质点开始振动时，P 处质点向－y 方向振动且速度最大 E.当 O 处质点通过的路程为 1m 时，Q 处质点通过的路程为 0.8m (2)(10 分)如图，两等腰三棱镜 ABC 和 CDA 腰长相等，顶角分别为∠A1＝60°和∠A2＝30°。 将 AC 边贴合在一起，组成∠C＝90°的四棱镜。一束单色光平行于 BC 边从 AB 上的 O 点射入 棱镜，经 AC 界面后进入棱镜 CDA。已知棱镜 ABC 的折射率 n1＝ ，棱镜 CDA 的折 射率 n2 ＝ ，不考虑光在各界面上反射后的传播，求：(sin15°＝ ，sin75°＝ ) 6 2 2 + 2 6 2 4 − 6 2 4 + (i)光线在棱镜 ABC 内与 AC 界面所夹的锐角 θ； (ii)判断光能否从 CD 面射出。