2020年全国高考物理模拟试卷( 五 )

2020年全国高考物理模拟试卷（五）

（考试时间：90分钟试卷满分：110分）

第Ⅰ卷

一、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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

14．如图，在水平晾衣杆(可视为光滑杆)上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆。随着细杆位置的不同，细杆上边两侧床单间夹角θ(θ＜150°)将不同。设床单重力为G，晾衣杆所受压力大小为N，下列说法正确的是()

A．当θ＝60°时，N＝3

3G

B．当θ＝90°时，N＝2

2

G

C．只有当θ＝120°时，才有N＝G

D．无论θ取何值，都有N＝G

解析：选D对床单受力分析，受竖直向下的重力和晾衣杆竖直向上的支持力，晾衣杆对床单的支持力始终等于G，则根据牛顿第三定律知，无论夹角θ取何值都有N＝G，故A、B、C错误，D正确。

15．甲、乙两物体在同一直线上运动，其位移—时间图像如图所示，由图像可知()

A．甲比乙运动得快

B．乙开始运动时，两物体相距20m

C．在前25s内，两物体距离先增大后减小

D．在前25s内，两物体位移大小相等

解析：选C位移时间图像的斜率等于速度，斜率越大，速度越大，甲比乙运动得慢，故A错误；由题图知：乙从原点出发，乙开始运动时，甲的位置坐标大于20m，则两物体相距大于20m，故B错误；在0～10s这段时间内，乙静止在原点，甲沿正向做匀速直线运动，则两物体间的距离逐渐增大，在10～25s这段时间内，甲的运动速率小于乙的运动速率，甲在乙的前方，则两者距离逐渐减小，故C正确；在前25s内，甲的位移为x1＝(40－20)m＝20m，乙的位移为x2＝(40－0)m＝40m,故D错误。

16.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t 图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则()

A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离最大

C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

解析：选B0～t1时间：滑动摩擦力向右，物块向左做匀减速运动，t1时刻向左位移达到最大，即小物块离A处的距离最大。t1～t2时间：滑动摩擦力向右，物块向右由静止开始先做匀加速直线运动。t2以后物块做匀速直线运动，摩擦力为零。t2时刻以后物块相对传送带静止，相对滑动的距离最大，故B正确。

17.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点()

A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度

B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能

C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力

D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度

解析：选C 两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒，取轨迹的最低点为零势能点，则由机械能守恒定律得mgL ＝1

2m v 2，v ＝2gL ，因L P ＜L Q ，则v P ＜v Q ，又m P ＞m Q ，则

两球的动能无法比较，选项A 、B 错误；在最低点绳的拉力为F ，则F －mg ＝m v 2

L ，则F ＝3mg ，因m P ＞

m Q ，则F P ＞F Q ，选项C 正确；向心加速度a ＝F －mg

m

＝2g ，选项D 错误。

18.如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd 。bc 边长为l ，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直线框平面向里，线框中通以电流I ，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态。令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新

的平衡。则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是(

)

A ．Δx ＝

2nIlB

k

，方向向上B ．Δx ＝2nIlB

k ，方向向下

C ．Δx ＝nIlB

k

，方向向上

D ．Δx ＝

nIlB

k

，方向向下解析：选B 线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为：F B ＝nBIl ，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变。

设在磁场反向之前弹簧的伸长量为x ，则反向之后弹簧的伸长量为(x ＋Δx )，则有：kx ＋nBIl －G ＝0k (x ＋Δx )－nBIl －G ＝0

解得：Δx ＝

2nIlB

k

，且线框向下移动。故B 正确。

19．2017年10月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星并合引力波事件，如图为某双星系统A 、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动的示意图，若A 星的轨道半径大于B 星的轨道半径，双星的总质量为M ，双星间的距离为L ，其运动周期为T ，则(

)

A ．A 的质量一定大于

B 的质量B ．A 的线速度一定大于B 的线速度

C ．L 一定，M 越大，T 越大

D ．M 一定，L 越大，T 越大解析：选BD 设双星质量分别为m A 、m B ，轨道半径分别为R A 、R B ，角速度相等且为ω，根据万有引

力定律可知：G

m A m B L 2＝m A ω2R A ，G m A m B L 2＝m B ω2R B ，距离关系为：R A ＋R B ＝L ，联立解得：m A m B ＝R B R A

R A ＞R B ，所以A 的质量一定小于B 的质量，故A 错误；根据线速度与角速度的关系有：v A ＝ωR A 、v B ＝ωR B ，因为角速度相等，半径R A ＞R B ，所以A 的线速度大于B 的线速度，故B 正确；又因为T ＝2π

ω

，联立以上可得周期为：T ＝2π

L 3

GM

，所以总质量M 一定，两星间距离L 越大，周期T 越大，故C 错误，D 正确。20．质量为M 的足够长的木板B 放在光滑水平地面上，一个质量为m 的滑块A (可视为质点)放在木板上，设滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图甲所示。木板B 受到随时间t 变化的水平拉力F 作用时，用传感器测出木板B 的加速度a ，得到如图乙所示的a -F 图像，取g ＝10m/s 2，则(

)

A ．滑块A 的质量m ＝1.5kg

B ．木板B 的质量M ＝1.5kg

C ．当F ＝5N 时，木板B 的加速度a ＝4m/s 2

D ．滑块A 与木板B 间的动摩擦因数为μ＝0.1解析：选AC

由题图乙知，当F ＝4N 时，加速度为a ＝2m/s 2，对整体分析：F ＝(m ＋M )a ，解得m

＋M ＝2kg ，当F >4N 时，A 、B 发生相对滑动，对B 有：a ＝

F －μmg M

＝1M F －μmg

M ，由图示图像可知，图线的斜率：k ＝1M ＝Δa

ΔF ＝2，解得M ＝0.5kg ，滑块A 的质量为：m ＝1.5kg ，故A 正确，B 错误；当a ＝0时，

F ＝3N ，代入解得μ＝0.2，故D 错误；根据F ＝5N>4N 时，滑块与木板相对滑动，B 的加速度为a B ＝1

M F

－μmg M

＝4m/s 2，故C 正确。21．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 的复合场中(E 和B 已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是(

)

A ．小球可能带正电

B ．小球做匀速圆周运动的半径为r ＝

1B

2UE g

C ．小球做匀速圆周运动的周期为T ＝

2πE

Bg

D ．若电压U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大

解析：选BC 小球在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，洛伦兹力提供向心力，所以mg ＝qE ，由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，故A 错误；由于洛伦兹力提供向心力，故有

q v B ＝m v 2r ，解得r ＝m v qB

，又由于qU ＝12m v 2，解得v ＝2qU m ，所以r ＝1B 2mU q ＝1B 2UE g ，故B 正确；

由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，故有运动周期T ＝2πr v ＝2πm qB ＝2πE

Bg

，故C 正确；显然运动周期与加

速电压无关，电压U 增

第Ⅱ卷

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第

33~34题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（共47分）

22．为了测定滑块M 与长木板间的动摩擦因数，某同学将长木板的一端通过转轴固定在水平面上，另一端用垫块垫起形成一个倾角θ，在长木板的另一端固定一个定滑轮，在垫块上安装一个光电门，在重物m 上固定一个窄挡光条，通过一条轻质细线将重物和滑块连接起来并绕过定滑轮，如图所示。现让重物从某标记位置处由静止释放，它牵引滑块运动，若测得标记处与光电门间的距离为h ，宽度为d 的挡光条通过光电门的时间为t ，且M ＝m ，则滑块与长木板间的动摩擦因数为μ＝______________。实验过程中h 越大，实验测量结果__________(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)；在保持h 不变的情况下，调节垫块使倾角θ越大，则实验测量结果

__________(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)。

解析：根据题意知挡光条通过光电门的速度为v ＝d

t ，重物下降h 的过程中mgh －Mgh sin θ－μMgh cos θ

＝12(m ＋M )v 2，联立解得μ＝1－sin θcos θ－d 2ght 2cos θ。实验过程中h 越大，挡光条过光电门的时间越短，速度测

量越准确，误差越小；倾角θ越大，滑块运动的加速度越小，挡光条经过光电门的时间越长，速度测量越不准确，误差越大。

答案：1－sin θcos θ

－d 2

ght 2

cos θ越精确越不精确

23．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm 。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为

________cm(该值接近多次测量的平均值)。

(2)用伏安法测金属丝的电阻R x 。实验所用器材为：电池组(电动势3V ，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R (0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数12345678U /V 00.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I /A

0.02

0.06

0.16

0.22

0.34

0.46

0.52

由以上实验数据可知，他们测量R x 是采用图乙中的________图(选填“A”或“B”)。

(3)如图丙是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图丙中实物间的连线。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、7次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值R x ＝________Ω(保留两位有效数字)。

(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________Ω·m(保留两位有效数字)。

解析：(1)固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.7，所测长度为0＋39.7×0.01mm＝0.397mm＝0.039 7cm。

(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻R x约为5Ω，则有R x＜R A R V，属于小电阻，用外接法测量误差小，由记录的数据可知电压、电流从接近0开始调节，所以应该采用分压接法，故选A。

(3)实物图如图所示。

(4)描绘出第3、5、7三个点后可见第7次测量数据的坐标点误差太

大舍去，然后画出U -I 图线，如图所示。由画出的图线可知：R x ＝2.3－0.1

0.52－0.02

Ω＝4.4Ω。

(5)根据电阻定律R ＝ρL S ，得ρ＝R S

L ＝R πd 22，代入数据可计算出ρ＝

1.1×10

－6

Ω·m 。

答案：(1)0.0397(0.0395～0.0399均可)(2)A (3)见解析图

(4)见解析图

4.4(4.3～4.7均可)(5)1.1×10－6

24．如图所示，一根被锁定的压缩轻弹簧下端固定在水平地面上，上端固定着一质量为m 的薄木板A ，弹簧的压缩量为

11

2

h 。图中P 点距地面高度正好等于弹簧原长，在P 点上方有一距它高度为2h 、质量为2m 的物块B 。现解除弹簧的锁定，木板A 上升到P 点时恰好与自由下落的物块B 发生正碰(碰撞时间极短)，并一起无粘连地向下运动。B 与A 第一次分开后能达到的最高位置在P 点上方的h

2处。

已知

重力加速度为g ，整个过程中弹簧始终处于弹性限度内并保持竖直。求：

(1)A 、B 第一次分开瞬间B 的速度大小；

(2)A 、B 第一次碰撞后一起向下运动到A 的初始位置时速度的大小。

解析：(1)B 与A 刚要分离时，弹簧正好处于原长，设此时B 的速度为v B ，则由机械能守恒定律得：

2mg ·h 2＝1

2·2m v B 2

解得v B ＝gh 。

(2)设A 、B 刚好碰撞前B 的速度大小为v ，根据机械能守恒定律得：2mg ·2h ＝1

2·2m v 2

解得v ＝2gh

根据机械能守恒，A 、B 碰撞后瞬间的速度大小v AB 与A 、B 刚好分开时速度大小相等，即：v AB ＝v B 设A 、B 刚好碰撞前A 的速度大小为v A ，根据动量守恒：2m v －m v A ＝3m v AB 解得v A ＝gh

设弹簧锁定时的弹性势能为E p ，从弹簧解除锁定到恢复到原长的过程，根据机械能守恒定律：E p ＝mg ·112h ＋1

2m v A 2

可得E p ＝6mgh

设A 、B 第一次碰撞后一起向下运动到A 的初始位置时的速度大小为v ′，在这过程中，根据机械能守恒定律得：E p ＋12·3m v ′2＝12·3m v AB 2＋3mg ·11

2

h

联立以上各式解得：v ′＝22gh 。答案：(1)gh

(2)22gh

25．如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L ＝0.5m ，左端接有阻值R ＝0.3Ω的电阻，一质量m ＝0.1kg 、电阻r ＝0.1Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.2T ，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a ＝2m/s 2的加速度做匀加速运动，当棒运动的位移x ＝9m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前回

路中产生的焦耳热Q 1＝2.025J ，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求：

(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ；

(2)金属棒MN 做匀加速运动所需外力F 随时间t 变化的表达式；(3)外力做的功W F 。

解析：(1)棒在匀加速运动中，由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦ

Δt

，其中ΔΦ＝BLx

由闭合电路的欧姆定律得I ＝

E R ＋r

则通过电阻R 的电荷量为q ＝I ·Δt 联立各式，代入数据得q ＝2.25C 。(2)由法拉第电磁感应定律得E ＝BL v

对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v ＝at 由闭合电路欧姆定律得I ＝

E

R ＋r

由安培力公式和牛顿第二定律得F －BIL ＝ma 联立各式得F ＝0.2＋0.05t (N)。(3)对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v 2＝2ax

撤去外力后，由动能定理得安培力做功W ＝0－1

2

m v 2

撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2＝－W

联立解得Q2＝1.8J

在棒运动的整个过程中，由功能关系可知W F＝Q1＋Q2

解得W F＝3.825J。

答案：(1)2.25C(2)F＝0.2＋0.05t(N)(3)3.825J

（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33．[物理——选修3–3]（15分）

(1)下列说法中正确的是________。

A．需要用力才能压缩气体表明气体分子间存在斥力

B．一定温度下，水的饱和蒸气压是一定的

C．一定质量的理想气体从外界吸热，内能可能减小

D．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显

E．液体与大气相接触，液体表面层内分子间的作用表现为相互吸引

(2)如图所示，圆柱形汽缸上部开口且有挡板，内部底面积S为0.1m2，内部高度为d。筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，活塞上放置一质量为10kg的重物，开

始时活塞处于离底部d

2的高度，外界大气压强为1.01×105Pa ，温度为27℃。活塞与汽缸内壁的摩擦忽略

不计，现对气体加热，求：(g 取10m/s 2)

(ⅰ)当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；(ⅱ)气体温度达到387℃时气体的压强。

解析：(1)需要用力才能压缩气体这是由于气体压强的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项A 错误；饱和汽压与温度有关，在一定温度下，水的饱和蒸气压是一定的，选项B 正确；一定质量的理想气体从外界吸热，若对外做功，则内能可能减小，选项C 正确；微粒越小，液体分子对微粒的碰撞越不平衡，布朗运动越明显，选项D 错误；液体与大气相接触，液体表面层内分子比较稀疏，分子间的作用表现为相互吸引，选项E 正确。

(2)(ⅰ)被封闭气体做等压变化：V 1＝S

d

2T 1＝(273＋27)K ＝300K

设温度升高到T 2时，活塞刚好到达汽缸口：V 2＝Sd 根据盖吕萨克定律：V 1T 1＝

V 2

T 2解得T 2＝600K 。(ⅱ)T 3＝387℃＝660K>T 2

故被封闭气体先做等压变化，待活塞到达汽缸口后做等容变化V 3＝Sd 由理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 3V 3

T 3

p 1＝p 0＋

mg

S

解得p 3＝1.122×105Pa 。答案：(1)BCE

(2)(ⅰ)600K

(ⅱ)1.122×105Pa

34．[物理——选修3–4]（15分）

（1）一列简谐横波在弹性介质中沿x 轴传播，波源位于坐标原点O ，t ＝0时刻波源开始振动，t ＝3s 时波源停止振动，如图所示为t ＝3.2s 时靠近波源的部分波形图。其中质点a 的平衡位置离原点O 的距离为x ＝2.5m 。下列说法中正确的是________。

A ．波速为5m/s

B ．波长为2.0m

C ．波源起振方向沿y 轴正方向

D ．在t ＝3.3s ，质点a 位于波谷

E ．从波源起振开始计时，3.0s 内质点a 运动的总路程为2.5m

解析：选ABE 由题意可知v ＝

Δx Δt ＝ 1.03.2－3

m/s ＝5m/s ，选项A 正确；由题图可知，波长λ＝2m ，选项B 正确；t ＝3.2s 时，Δx 1＝v ·Δt 1＝5×3.2m ＝16m ，由于λ＝2.0m ，故波形前端的运动同x ＝2.0m 质点的运动，可判断2.0m 处的质点向下振动，故波源起振方向沿y 轴负方向，选项C 错误；T ＝λv ＝2.0

5s ＝0.4

s ，从图示时刻经Δt ′＝0.1s ＝14T ，质点a 位于平衡位置，选项D 错误；从t ＝0时刻起，经Δt 2＝Δx 2v ＝2.5

5s

＝0.5s ，质点a 开始振动，3.0s 内质点a 振动了2.5s,2.5s ＝61

4T ，故质点a 运动的总路程为s ＝6×4A ＋A

＝25×0.1m ＝2.5m ，选项E 正确。

（2）如图所示，一透明棱镜其截面为直角三角形ABC ，BC 边长为a ，∠A ＝30°。现有一细束单色光沿与AB 平行的方向从到C 点距离为

3

2

a 的O 点入射，折射后恰好射到AB 边上的D

点，且CD ⊥AB 。光在真空中的传播速度为c 。求：

(1)棱镜的折射率n ；

(2)单色光从O 点入射到第一次从棱镜中射出所用的时间t 。

[解析](1)单色光在棱镜中的光路如图所示，由几何关系可知，CD 长为3

2

a ，△OCD 为等边三角形，故α＝β＝60°

根据折射定律有：n ＝

sin 60°

sin (90°－α)解得：n ＝3。(2)由于sin β＝

32>1

n

，故单色光在D 点发生全反射，由几何关系可知，反射光垂直

BC 边，从BC 边射出棱镜，故：γ＝β＝60°。

光在棱镜中的传播速度为：v ＝

c

n

故：t ＝

OD ＋CD cos γ

v

解得：t ＝9a

4c 。

[答案](1)3

(2)9a 4c