2020年山东省普通高中学业水平等级物理考试模拟试卷一和答案详细解析

2020年山东省普通高中学业水平等级物理考试拟试卷(一)本试卷共18题，共100分，考试时间90分钟，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱。不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.第26届国际计量大会(CGPM)通过决议，修改了国际单位制中的4个基本单位定义，进一步完善了国际单位制。下列说法正确的是()A．“牛顿”是国际单位制中的基本单位B．“电子伏特(eV)”表示的是电压的单位C．“毫安时(mA·h)”表示的是能量的单位D．“功率”的单位用国际单位制基本单位表示为kg·m2·s－32．目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B．β射线是原子核外电子电离形成的质子流，它具有很强的穿透能力C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则3.8天后，需取走0.5g砝码天平才能再次平衡D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了43．a、b、c三个物体在同一条直线上运动，三个物体的x-t图象如图1所示，图象c是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法中正确的是（）A.a、b两物体都做匀速直线运动，两个物体的速度相同B.在0-5s内，当t＝5s时，a、b两个物体相距最近C.物体c做类平抛运动，物体c的加速度恒为0.2m/s2D.0-10s内，有一个时刻a、b、c三物体的速率相同图14.如图2所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固在框架上，下端固定一个质量m的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为()A．gB．mgmM/)(C．mMg/D．mgmM/)(5.如图3所示，一导热性能良好．．．．．的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计。气缸内封闭了一定质量的气体，气体分子间的相互作用不计。现缓慢地逐渐向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中()A.气体的内能增大B.气缸内分子的平均动能增大C.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数一定增多D.因为外界对气体做了功，所以气体的温度是升高的6.如图4所示，象棋子压着纸条，放在光滑水平桌面上。第一次沿水平方向将纸条抽出，棋子落在地面上的P点。将棋子、纸条放回原来的位置，仍沿原水平方向将纸条抽出，棋子落在地面上的Q点，与第一次相比()A．棋子受到纸条的摩擦力较大B．棋子落地速度与水平方向夹角较大C．纸条对棋子的摩擦力做功较多D．棋子离开桌面至落地过程中动能增量较大7.如图5所示，一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上，在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中，导体棒ab均静止，则下列判断错误的是（）图5A.四种情况导体受到的安培力大小相等B.A中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零C.B中导体棒ab可能是二力平衡图2图3图4D.C、D中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零8．2019年10月31日为“2019年国际暗物质日”，当天，中国锦屏实验室和英国伯毕实验室作为两个世界著名暗物质实验室首次进行了公开互动。假设某一行星绕恒星中心转动，行星转动周期的理论值与实际观测值之比(1)TkkT理论观测，科学家推测，在以两星球球心连线为半径的球体空间中均匀分布着暗物质，设恒星质量为M，据此推测，暗物质的质量为（）A.k2MB.4k2MC.（k2-1）MD.（4k2-1）M二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图6所示。则从A到B过程中，下列说法正确的是()A．点电荷的速度先减小后增大B．空间电场是某负点电荷形成的C．电荷所受电场力先减小后增大D．空间各点的电势先降低后升高10.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图7所示。则下列说法正确的是（）A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7sC．该波的传播速度可能为1m/sD．该波的波长可能为6m11．如图8所示，固定平行的长直导轨M、N放置于匀强磁场中，导轨间距L=1m，磁感应强度B=5T，方向垂直于导轨平面向下，导体棒与导轨接触良好，驱动导体棒使其在磁场区域运动，速度随时间的变化规律为v=2sin10πt(m/s)，导轨与阻值为R=9Ω的外电阻相连，已知导体棒的电阻为r=1Ω，不计导轨与电流表的电阻，则下列说法正确的是（）A.导体棒做切割磁感线运动，产生频率为5Hz的正弦交流电图7图6B.导体棒产生的感应电动势的有效值为10VC.交流电流表的示数为0.5AD.0～2T时间内R产生的热量为0.45J12．长为L的细线一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，现让小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，A、B分别为小球运动过程中的最髙点与最低点位置，如图9所示。某时刻小球运动到A位置时，细线对小球的作用力FA=mg，此后当小球运动到最低点B位置时，细线对小球的作用力FB=6mg，则小球从A运动到B的过程中（已知g为重力加速度，小球从A至B的过程所受空气阻力大小恒定），下列说法中正确的是()A．从A运动到B的过程中，小球所受的合外力方向总是指向圆心B．小球在最高点A位置时速度vA=2gLC．从A运动到B的过程中，小球机械能减少mgLD．从A运动到B的过程中，小球克服空气阻力做功为12mgL图9第Ⅱ卷(非选择题共60分)三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(8分)某实验小组利用下图10所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系。（1）实验中下列做法正确的是__________A．平衡摩擦力后，实验就不需要满足小车及车中砝码总质量远大于砝码盘及盘中砝码总质量的条件B．每次改变小车中砝码的质量后，都需要重新平衡摩擦力C．选取点迹清晰的纸带，必须以打的第一个点为计数起始点进行测量D．实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车（2）实验中由于实际绳对小车的拉力__________（选填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，会给实验带来系统误差。为减小此误差，实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是__________。（填写相应序号）图10图8①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g（3）如图11所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点1、2、3、4、5。已知打点计时器的打点周期为0.02s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为3.05cm、3.92cm、4.77cm、5.62cm，则小车运动的加速度大小a=_____m/s2。（结果保留两位有效数字）图11图12（4）如图12所示为此同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a–F图象，说明实验存在的问题是____________________。14．(6分)要测绘额定电压为2V的小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A．电源E（电动势3.0V，内阻不计）B．电压表V1（量程0~3.0V，内阻约2kΩ）C．电压表V2（量程0~15.0V，内阻约6kΩ）D．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约1Ω）E．电流表A2（量程0~100mA，内阻约2Ω）F．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）G．滑动变阻器R2（最大阻值2kΩ）（1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择_________________。（填写各器材的序号）（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中。（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线。I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50图13U/V00.200.400.60.801.001.201.401.601.802.00（４）由图象可知，小灯泡电阻的变化特点是_________________。15．(8分)激光已经深入到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。(1)如图14所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d＝3cm，MN＝b＝2cm。根据以上信息，求该玻璃砖的折射率n；图14(2)为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。16.(8分)我国的最新交通规则规定：黄灯亮时车头己越过停车线的车辆可以继续通行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为，我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各有3s的闪烁时间．国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车即离的规定是这样的：小客车在制动初速度为14m/s的情况下，制动距离不得大于20m。（1）若要确保汽车在3s内停下来，小客车刹车前的行驶速度不能超过多少？（2）某小客车正以v0=8m/s速度驶向路口，绿灯开始闪时车头距离停车线S=28m，汽车至少以多大的加速度匀加速行驶才能在黄灯点亮前正常通过路口？己知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作再到小客车有速度变化的反应总时间是1.0s。17.(14分)如图15所示，光滑的轨道固定在竖直平面内，其O点左边为光滑的水平轨道，O点右边为四分之一圆弧轨道，高度h＝0.8m，左右两段轨道在O点平滑连接。质量m＝0.1kg的小滑块a由静止开始从圆弧轨道的顶端沿轨道下滑，到达水平段后与处于静止的小滑块b发生碰撞，小滑块b的质量M＝0.4kg，碰撞后小滑块a恰好停止运动。取重力加速度g＝10m/s2，求（1）小滑块a通过O点时对轨道的压力的大小和方向；（2）碰撞瞬间小滑块b所受冲量的大小；（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能。图1518．(16分)如图16所示，中央开有小孔的挡板MN垂直纸面放置，纸面内建有一直角坐标系xOy，坐标系以挡板上的小孔O为原点，且x轴与挡板平面重合。x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，若大量电子经某装置加速后，向上穿过挡板上小孔时的速度大小均为v0，方向关于y轴对称、且发散角为2θ，所有电子均在xOy平面内运动；已知电子电荷量为e，质量为m，不计电子间相互作用及