1、 山东省山东省 2020 年普通高中学业水平等级考试年普通高中学业水平等级考试全真全真模拟模拟 物理试题物理试题 第第卷（选择题共卷（选择题共 40 分）分） 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。一项是符合题目要求的。 1.1905 年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得 1921年诺贝尔物理学奖 下列关于 光电效应的描述正确的是 A. 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应 B. 金属的逸出功与入射光的频率和强
2、度无关 C. 用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同 D. 发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的 时间间隔将明显增加 【答案】B 【详解】只有入射光的波长小于金属的极限波长才能发生光电效应，选项 A 错误；金属的逸出功由金属本 身决定，与入射光的频率和强度无关，选项 B 正确；由于不同金属的逸出功不同，则如果用同种频率的光 照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能不相同，选项 C 错误；发生光电效应时，保持入射 光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔不变，只是逸出的光
3、 电子的数量减小，选项 D错误. 2.现在骑自行车已成为一种流行的运动，山地车更是受到人们的青睐。山地自行车前轮有气压式减震装置， 其原理如图所示，随着路面的颠簸，活塞 A 上下振动，在气缸内封闭的气体的作用下，起到减震的目的。 缸内气体可视为理想气体，如果路面不平，下列关于该减震装置的说法正确的是（ ） A. A 迅速下压时气缸内的气体温度不变 B. A 迅速下压时气缸内的气体压强增大 C. A 下压后被迅速反弹时气缸内气体内能增大 D. A 下压后被迅速反弹时气缸内每个气体分子的速率均减小 【答案】B 【详解】AB如果活塞迅速下压，活塞对气体做功，气体来不及散热，由热力学第一定律可知，气体
4、内能 增大，温度升高，压强增大，故 A 错误，B正确； CD当活塞下压后被迅速反弹时，气体对外做功，来不及吸热，气体内能减小，温度降低，分子平均速率 减小，但不是每个气体分子的速率都减小，有些分子的速率可能增大，故 CD错误。 故选 B。 3.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆 面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速 转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了 产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 B t
5、的大小应为( ) A. 0 4 B B. 0 2 B C. 0 B D. 0 4 2 B 【答案】C 【详解】当导线框匀速转动时，设半径为 r，导线框电阻为 R，在很小的 t时间内，转过圆心角t ， 由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流： 2 2 0 00 1 2 2 Br BSB r I R tR tR ； 当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，同理可得感应电流： 2 2 2 BSBr I R tR t ， 令 12 II ， 可得： 0 BB t ， 选项 C正确 4.江南多雨，屋顶常常修成坡度固定的“人”字形，“人”字形的尖顶屋可以看做由两个斜面构成，斜面与 水平方向的夹角均为，房
6、屋长度 2x为一定值，将雨滴从“人”字形坡顶开始的下滑过程简化为如图所示 的模型，雨滴从光滑斜面顶端由静止下滑，做匀变速直线运动，不考虑雨滴滑下时质量的变化，下列说法 正确的是（ ） A. 越大，雨滴滑下的时间越长 B. 越大，雨滴滑下的时间越短 C. 越大，雨滴滑下时的动能越大 D. 越大，雨滴滑下时的动量越小 【答案】C 【详解】AB将雨滴从“人”字形坡顶开始的下滑看做由静止开始的匀变速直线运动，加速度为 sin sin mg ag m 则由 2 1 cos2 x at 可知雨滴运动的时间 24 cossinsin2 xx t gg 可知当45 时，雨滴滑下时所用的时间最短，故 AB 错误
7、； C由 2 k 1 tan 2 mgxmvE 可知 越大，雨滴滑下时的动能越大，故 C 正确； D动量 k 2pmE 可知动能越大，动量也越大，故 D 错误。故选 C。 5.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自 A 的正上方 P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B时恰好对轨道没有压力己知3APR，重 力加速度为g，则小球从 P到 B 的运动过程中 A. 重力做功3mgR B. 机械能减少2mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功 3 2 mgR 【答案】D 【详解】A重力做功与路径无关，只与初末位置有关，故小球从
8、P 到 B的运动过程中，重力做功为 WG=mg2R=2mgR 故 A 错误； BD小球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律，有 2 B v mgm R 解得： B vgR 从 P 到 B过程，重力势能减小量为 2mgR，动能增加量为 2 11 22 B mvmgR 故机械能减小量为 13 2 22 mgRmgRmgR 从 P 到 B过程，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故为 3 2 mgR，故 B 错误，D正确； C从 P 到 B过程，合外力做功等于动能增加量，故 2 11 22 B WmvmgR 故 C 错误 6.若 a，b两束单色光以同样的入射角照射到一均匀介质中，
9、a 光的折射角大于 b光的折射角，则（ ） A. 在该介质中；b光的传播速度大于 a光的传播速度 B. 在相同条件下，a 光比 b 光更容易发生明显的衍射现象 C. 若 b光能使某金属发生光电效应，则 a 光也一定能使该金属发生光电效应 D. 两束光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样如图所示 【答案】B 【详解】AB由题述条件可知在该介质中 b光的折射率大于 a 光的，由 c n v 可知，在该介质中，a光的传 播速度大于 b 光的传播速度，a 光的波长大于 b 光的波长，则 a 光比 b 光更容易发生衍射现象，A 错误，B 正确； C由于 b 光的频率大于 a，光的频率，若 b光
10、能使金属发生光电效应，则 a光不一定能使该金属发生光电 效应，故 C错误； Da 光的波长大于 b 光的波长，由 l x d 知，a 光相邻条纹间距较大，故 D错误。 故选 B。 7.已知 O点为波源的平衡位置，t=0 时刻波源开始做振幅为 40cm的简谐振动，频率为 20Hz，发出一列横波 沿 x轴正方向传播，如图所示为 P 点恰好开始振动时的波形图，P、Q两质点平衡位置的坐标分别为 P（6m， 0） ，Q（30m，0） ，则下列说法正确的是（ ） A. 当 t=0.375s时，Q点已经振动一个周期 B. Q 点开始振动时的运动方向沿y 方向 C. Q 点刚开始振动时，P点恰位于波峰 D.
11、Q 点刚开始振动之前，P 点经过的路程为 14m 【答案】B 【详解】A波的频率为 20Hz，周期为 T=0.05s OP=6m=1.5 则波长 =4m 波速 4 m/s=80m/s 0.05 v T 振动从 O 传到 Q时间 1 0.375s OQ t v 则 Q 刚开始振动，故 A错误； B由波形图可知，P点起振的方向沿y 方向，则波源刚开始振动时的运动方向沿y方向、传播方向上所 有的质点起振方向都沿y方向，B正确； C因 PQ=24m=6 则 Q 点刚开始振动时，P点恰位于平衡位置，C错误； DQ点刚开始振动之前，P 点已振动 6T时间，则 P点经过的路程为 6 424 0.4m9.6m
12、A 故 D 错误。故选 B。 8.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 0 300KT 。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 1 350KT ， 温度升高到 1 350KT 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 【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 01 01 pp T
13、T ，则 10 7 6 pp 打开阀门使容器中的气体缓慢漏出，设容器的体积为 0 V，膨胀后气体的总体积为 V，由玻意耳定律得 100 pVp V，解得 0 7 6 VV 设剩余气体的质量与原来气体质量的比值为 k，则 00 6 7 VV k VV 故 C 正确，ABD 错误。故选 C。 二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求。全部选对的得项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分
14、。 9.2019 年 4月 10 日，天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。在宇宙空间中假设有一个恒星和黑洞组成 的孤立系统， 黑洞的质量大于恒星的质量， 它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，系统中的黑洞能“吸 食”恒星表面的物质，造成质量转移且使两者之间的距离减小，它们的运行轨道可以近似看成圆周，则在 该过程中（ ） A. 恒星做圆周运动的周期不断增加 B. 系统的引力做正功 C. 恒星做圆周运动的线速度变大 D. 黑洞与恒星的线速度与质量成反比 【答案】BCD 【详解】A设恒星和黑洞的质最分别为 1 M和 2 M，相距 L，轨道半径分别为 1 r和 2 r，由万有引力提供向 心力有 2
15、12 1 1 2 M M GM r L 2 12 2 2 2 M M GM r L 又因为 12 Lrr 解得 3 12 2 2 () L T G MM 系统的总质量不变，距离减小，周期减小，故 A 错误； B二者之间距离减小，即恒星与黑洞沿引力方向移动了一段距离，万有引力做正功，B正确； C恒星的轨道半径为 2 1 12 M rL MM 12 3 ()G MM L 212 112 3 1212 () () M LG MMG vrM MMLMML 当 2 M增大，L 减小时， 1 v增大，故 C正确； D恒星的轨道半径为 2 1 12 M rL MM 黑洞的轨道半径为 1 2 12 M rL
16、MM 两者做圆周运动的角速度相等，由vr可知黑洞与恒星的线速度与质量成反比，故 D 正确。 故选 BCD。 10.如图所示，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的上、下极板水平。a，b 两小球所带电荷量大小 相等、电性相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放 a，b，它们 由静止开始运动。在随后的某时刻 t，a，b 经过电容器两极板间上半区域的同一水平面。a，b间的相互作用 可忽略，重力不可忽略。下列说法正确的是（ ） A. a的质量比 b的大 B. 在 t时刻，a 的动能比 b 的大 C. 在 t时刻，a 和 b 的电势能相等 D. 在 t时刻，a 的动量大
17、于 b的动量 【答案】AD 【详解】A经时间 t，a，b 经过电容器两极板间上半区域的同一水平面，则 ab xx 根据 2 1 2 xat，得 ab aa 即 ab ab qEm gqEm g mm 则 a的质量比 b的大，A正确； B由公式 2 2axv可得，由于 ab aa a 的位移比 b的小，则在 t时刻 a 的速度比 b 小，但 a 的质量比 b的大，则无法比较在 t时刻 a，b的动能大 小，故 B 错误； C在 t时刻 a、b处在同一等势面上，根据 p Eq ，a，b的电势能绝对值相等，符号相反，故 C 错误； D根据动量定理 0 Ftpp 由于两小球所受电场力相等， 则 a 受到
18、的合力比 b受到的大， 则经过时间 t， a的动量大于 b 的动量， D正确。 故选 AD。 11.如图所示，光滑水平面上有一质量为 2M、半径为 R(R 足够大)的 1 4 圆弧曲面 C，质量为 M的小球 B 置于 其底端，另一个小球 A 质量为 2 M ，小球 A 以 v0=6 m/s 的速度向 B运动，并与 B发生弹性碰撞，不计一切 摩擦，小球均视为质点，则( ) A. B 的最大速率为 4 m/s B. B 运动到最高点时的速率为 3 4 m/s C. B 能与 A 再次发生碰撞 D. B 不能与 A再次发生碰撞 【答案】AD 【详解】AA与 B 发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，根据
19、动量守恒定律和机械能守恒定律得 0 22 AB MM vvMv 222 0 111 22222 AB MM vvMv 解得 vA=2 m/s vB=4 m/s 故 B 的最大速率为 4 m/s，选项 A正确； BB冲上 C并运动到最高点时二者共速，设为 v，则 MvB=(M2M)v 得 v= 4 3 m/s 选项 B错误； CD从 B 冲上 C 然后又滑下的过程，设 B、C分离时速度分别为 vB、vC，由水平方向动量守恒有 MvB=MvB2MvC 由机械能守恒有 1 2 MvB2= 1 2 MvB2 1 2 2MvC2 联立解得 vB= 4 3 m/s 由于|vB|，则 cos 1 cos P
20、 Q T T 即 PQ TT 结合两曲线左侧部分，I曲线靠下，则为 Q T 的曲线； (2)23从曲线上分析可知当 C 点两侧绳与竖直方向夹角相等时，两侧绳拉力大相等，读出纵坐标 4.30N PQ TT 延长 QC 线交另一立柱于一点，构成直角三角形，则 cos0.8 D L 由力的平衡可知 2sin P Tmg 则 2sin 0.5kg P T m g 14.两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻 R0、电源的电动势 E 和内电阻 r，调节滑动变阻 器的滑动触头 P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表 A 和电压表 V1的测量数据，另一位同学记录 的是电流表 A 和电压表
21、V2的测量数据并根据数据描绘了如图(b)所示的两条 U- I 图线回答下列问题： (1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（ ） A甲同学是根据电压表 V1和电流表 A的数据 B甲同学是根据电压表 V2和电流表 A的数据 C乙同学是根据电压表 V1和电流表 A的数据 D乙同学是根据电压表 V2和电流表 A的数据 (2)根据图(b)，可以求出定值电阻 R0_，电源电动势 E_V，内电阻 r_电 源的效率 =_ （3）当滑动变阻器的阻值 R=_ 时滑动变阻器消耗的电功率最大，P最大值=_W（保留三位小 数） 【答案】 (1). AD (2). 2 (3). 1.5V (4). 1.0 (5). 66
22、.7% (6). 3.0 (7). 0.188 【详解】(1)1从电路连接可以看出，电流表 A 的读数增大时，电压表 V1的读数减小，电压表 V2的读数增 大，甲同学是根据电压表 V1和电流表 A的数据绘制图像的，乙同学是根据电压表 V2 和电流表 A 的数据绘 制图像的，故 AD正确。 故选 AD。 (2)2定值电阻的 U- I 图线是正比图线，斜率表示电阻 0 0 0 1 =2.0 0.5 U R I 3由图示甲所示图像可知，电源 U- I 图像与纵轴交点坐标值是 1.5，则电源电动势 =1.5VE 4电源内阻 1.5 1 1.0 0.5 U r I 5此时电流为 0.5A，路端电压为 1
23、.0V，所以电源效率为 00 00 0.5 1.0 =10066.7 0.5 1.5 (3)67将定值电阻与电源看成等效电源，当滑动变阻器的阻值与等效电源的内阻相等时，滑动变阻器的功 率最大，即滑动变阻器的阻值 R= 0 3.0Rr 最大功率为 22 max 1.5 =W0.188W 44 3 E P r 15.如图，有一钓友到湖边钓鱼，还没走到湖的边缘就透过清澈见底的湖水发现湖底有一条鱼，立即轻轻地 放下钓鱼装备，走到湖的边缘时，钓友发现鱼沿垂直湖岸的方向向湖中心游去，在湖面搜索了一阵，刚刚 发现，就又不见了，有经验的钓友目测在第一次发现鱼的瞬间，水中鱼反射到眼中的光线与水平地面成30 角，
24、第二次水中鱼反射到眼中的光线与湖面成45角，水的折射等于 4 3 ，已知人眼到地面的高度为 1.8m， 地面到湖面的高度为 0.2m， 湖边有一警示牌： 水深 2m， 危险勿下。 （已知 21.4 ，31.7，234.8， 1 0.2 37 ） 。 (1)求第一次发现鱼时，钓友与鱼的水平距离； (2)求鱼两次的位置之间的距离。 （结果保留两位有效数字） 【答案】(1)5.4m；(2)0.87m 【详解】(1)如图所示，由题意知 sin60 sin n ，代入数值解得 3 sin3 8 所以第一次发现鱼时，钓友与鱼的水平距离 1 2tan602tanx 利用数学知识可知 2 sin tan 1
25、sin 解得 3 2 3(1)5.4m 37 x (2)第一次发现鱼时。岸边与鱼之间的水平距离 2 0.2tan602tanx 第二次发现鱼时，岸边与鱼之间的水平距离等于钓友与鱼的水平距离，即 3 2tan452tanx 利用折射定律可知 sin45 sin n ，解得 3 2 sin 8 又 2 sin tan 1 sin 鱼两次位置的距离为 32 xxx 联立以上方程代入数值解得 636 3 2()0.87m 52337 x 16.甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方 L1=11m处，乙车速度 v乙= 60m/s，甲车速度 v甲=50m/s，此时乙车离终点线尚有 L2=60
26、0m，如图所示若甲车加速运动，加速度 a=2m/s2，乙车速度不变， 不计车长求 （1）经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离多少？ （2）乙车到达终点时，甲车是否已超过乙车 【答案】 （1）经过 5s 时间甲、乙两车间距离最大，最大距离为36m； （2）到达终点时甲车不能赶上乙车 【详解】 （1）当甲、乙两车速度相等时，两车间距离最大，即： 1 vatv 甲乙 得 1 5st 甲车位移： 22 11 11 50 52 5275m 22 xv tat 甲甲 乙车位移： 1 60 5300mxv t 乙乙 此时两车间距离： 1 36mxxLx 乙甲 （2）甲车追上乙车时，位移关系为： 1 x
27、xL 甲乙 甲车位移： 2 22 1 2 xv tat 甲甲 乙车位移： 2 xv t 乙乙 将 x 甲、 x 乙代入位移关系，代入数据解得： t211s 实际乙车到达终点的时间为： t3 2 600 60 L v 乙 s10s 所以到达终点时甲车不能赶上乙车 17.如图所示，半径 R=0.5m的光滑圆弧面 CDM分别与光滑斜面体 ABC和斜面 MN相切于 C、M点，O 为圆 弧圆心，D为圆弧最低点斜面体 ABC 固定在地面上，顶端 B 安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不 计滑轮摩擦）分别连接小物块 P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行） ，并保持 P、Q两物块静止若 PC间 距为 L1=
28、0.25m，斜面 MN足够长，物块 Q质量 m=4kg，与 MN 间的动摩擦因数 =1 3 ，求： （sin37=0.6， cos37=0.8） （1）烧断细绳后，物块 P第一次到达 D 点时对轨道的压力大小； （2）物块 P第一次过 M点后 0.3s到达 K点，则 MK间距多大； （3）物块 P在 MN斜面上滑行的总路程 【答案】 （1）78N（2）0.17m（3）1.0m 【解析】 【详解】(1)滑块由 P 到 D过程，由动能定理，得： mgh= 2 1 2 D mv 根据几何关系，有： h=L1sin53+R（1cos53） 在 D 点，支持力和重力的合力提供向心力，则有： FDmg=
29、2 D v m R 代入数据解得： FD=78N 由牛顿第三定律得，物块 P 对轨道的压力大小为 78N (2)PM段，根据动能定理，有： m1gL1sin53= 2 1 1 2 M mv 代入数据解得： vM=2m/s 沿 MN 向上运动过程，根据牛顿第二定律，得到： a1=gsin53+gcos53=10m/s2 根据速度时间公式，有： vM=a1t1 代入数据解得： t1=0.2s 所以 t1=0.2s时，P物到达斜面 MN上最高点，故返回过程，有： 2 22 1 2 xa t 沿 MN 向下运动过程，根据牛顿第二定律，有： a2=gsin53gcos53=6m/s2 故，根据运动学公式
30、，有： xMK= 2 12 2 1 0.17m 22 M v ta t 即 MK 之间的距离为 0.17m (3)最后物体在 CM 之间来回滑动，且到达 M点时速度为零，对从 P到 M过程运用动能定理，得到： mgL1sin53mgL1cos53L总=0 代入数据解得： L总=1.0m 即物块 P 在 MN斜面上滑行的总路程为 1.0m 18.一台质谱仪的工作原理如图 1 所示大量的甲、乙两种离子飘入电压为 U0的加速电场，其初速度几乎为 0，经加速后，通过宽为 L的狭缝 MN 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到 照相底片上已知甲、乙两种离子的电荷量均为q，质量分
31、别为 2m和 m，图中虚线为经过狭缝左、右边 界 M、N的甲种离子的运动轨迹不考虑离子间的相互作用 图 1 (1)求甲种离子打在底片上的位置到 N点的最小距离 x； (2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度 d； (3)若考虑加速电压有波动，在(U0U)到(U0U)之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求 狭缝宽度 L 满足的条件 【答案】 （1） 0 4mU L Bq (2) 2 00 2 42 4 mUmUL BqqB (3) 00 2 2()2() m LUUUU Bq 【详解】 （1）设甲种离子在磁场中的运动半径为 r1 电场加速 2 0 1 2
32、2 qUmv 且 2 1 2 v qvBm r 解得 0 1 2mU r Bq 根据几何关系 x =2r1 L 解得 0 4mU xL Bq （2） （见图） 最窄处位于过两虚线交点的垂线上 22 11 () 2 L drr 解得 2 00 2 42 4 mUmUL d BqqB （3）设乙种离子在磁场中的运动半径为 r2 r1的最小半径 0 1min ()2m UU r Bq r2 的最大半径 0 2max 2 ()1m UU r Bq 由题意知 2r1min2r2max L， 即 00 ()2 ()42m UUm UU L BqBq 解得 00 2 2 ()2() m LUUUU Bq 【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，对此类问题主要是画出粒子运动的轨迹，分析粒子 可能的运动情况，找出几何关系，有一定的难度
