2020年高考物理模拟试题解析

2020北京高考物理模拟试题

1.二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中（）

A.封闭的二氧化碳气体对外界做正功

B.封闭的二氧化碳气体压强一定增大

C.封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大

D.封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量

【答案】B

【解析】A．气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A错误。

B．根据PV/T=C可知，气体体积减小到原来的一半，但是气体的温度不可能减小到原来的一半，则气体的压强一定增加，选项B正确；

C．温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，故C错误。

D．温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律△U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故D错误；

2.如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=1能级时，分别辐射出光子a和光子b。下列说法中正确的是（）

A.由于放出光子，氢原子的能量增加

B.光子a的能量大于光子b的能量

C.光子a的波长大于光子b的波长

D.若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应

【答案】C

【解析】A．由于放出光子，氢原子的能量减小，选项A错误；

B．氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级的能级差小于从n=3的能级跃迁到n=l的能级时的能级差，根据E m-E n=hγ知，光子a的能量小于光子b的能量。故B错误；C．光子a的频率小于光子b的频率，因频率大，波长小，即光子a的波长大于光子b的波长，选项C正确；

D．若光子a能使某金属发生光电效应，因为光子b的能量大于光子a，则光子b也一定能使金属发生光电效应。故D错误。

3.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示。下列说法中正确的是（）

A.时刻线圈在中性面位置

B.线圈产生的感应电动势达到最大

C.时线圈磁通量的变化率为零

D.时线圈产生的感应电动势为零

【答案】D

【解析】A．t=0时刻，磁通量为零，则线圈在与中性面垂直的位置，选项A错误；

B．t=0.01s时磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈产生的感应电动势为零，选项B 错误；

C．t=0.02s时线圈磁通量为零，此时磁通量的变化率最大，选项C错误；

D．t=0.03s时线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零，则产生的感应电动势为零，选项D 正确.

4.图甲为一个弹簧振子沿x轴在MN之间做简谐运动的示意图，取平衡位置O为坐标原点，图乙为该弹簧振子振动图像。A、B是距离平衡位置位移相等的两点。下列说法中正确的是（）

A.该弹簧振子的振幅为20cm

B.该弹簧振子的频率为1.2Hz

C.0.9s时弹簧振子的加速度具有正向最大值

D.图乙中A、B对应的时刻弹簧振子运动的速度相同

【答案】C

【解析】A．该弹簧振子的振幅为10cm，选项A错误；

B．该弹簧振子的周期为1.2s，频率为，选项B错误；

C．0.9s时弹簧振子在M点，加速度具有正向最大值，选项C正确；

D．图乙中A、B对应的时刻弹簧振子运动的速度大小相等，方向相反，选项D错误。

5.如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现有一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像正确的是（）

A. B.

C. D.

【答案】B

【解析】设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得：m g=k x0；以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对P的弹力：F1=k（x0-x），对物块P，由牛顿第二定律得：F+F1-m g=ma，由以上式子联立可得：F=kx+ma。可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x=0时有：kx+ma=ma ＞0，故B正确，ACD错误。

6.如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带负电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子在两板间做直线运动，不计粒子的重力。关于粒子在两板间运动的情况判断正确的是（）

A.粒子一定带正电

B.粒子可能自左向右运动

C.粒子可能做匀变速直线运动

D.粒子一定做匀速直线运动

【答案】D

【解析】AB．若粒子带正电，则电场力向上，若粒子做直线运动，则洛伦兹力向下，则粒

子可以从右向左做匀速直线运动；若粒子带负电，则电场力向下，若粒子做直线运动，则洛伦兹力向上，则粒子也只能从右向左做匀速直线运动，故选项AB错误；

CD．粒子的运动只能是匀速直线运动，若做变速运动，则洛伦兹力将发生变化，则电场力与洛伦兹力不再平衡，选项C错误，D正确.

7.如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。达到静电平衡后，下列说法中正确的是（）

A.金属球整体感应出等量的负电荷

B.空心金属球的球心处电场强度大小为

C.感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右

D.用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向大地

【答案】C

【解析】A．由于静电感应，金属球的右侧带负电，左侧带等量的正电，整体的感应电荷为零，故A错误；

BC．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，则空心金属球的球心处电场强度大小为零，因正电荷在球心处的场强水平向左，则感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右，选项B错误，C正确；

D．空心球在正电荷的电场中，电势大于零，则用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会

有电子流向金属球，选项D错误.

8.在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是及其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S 为光源，发出的光经透镜L1后变成平行光进入T1、T2两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在T1气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹

的是（）

移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误

．．

A.由于T1气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率会发生变化

B.同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短

C.T1气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越大

D.T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小

【答案】A

【解析】A．光的频率由光源决定，与介质无关，选项A错误；

B．因同一温度下光在纯净甲烷气体中的折射率大于在纯净空气的折射率，则根据v=c/n可知光在甲烷中的速度小于纯净空气中的速度，根据可知，同一单色光在甲烷气体中的

波长比在空气中波长短，选项B正确；

C．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光在T1、T2两个气室中的传播速度相差越大，中心明条纹移动的位移越大，选项C正确；

D．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，折射率越大，则根据v=c/n可知光的传播速率越小，选项D正确；

9.如图所示，用半径相同的A、B两球碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A 球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图所示。（）

（1）除了图中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器有_______________________。

实验要求的是____________

（2）在下列实验操作中不符合

．．．

A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球

B．每次入射球必须从同一高度由静止释放

C．安装轨道时，轨道末端必须水平

D．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动

（3）下列说法中正确的是_______________

A．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度

B．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置C．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误

D．仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，线段OP的长度越大

（4）在某次实验中，测量出A、B两个小球的质量m1、m2。记录的落点平均位置M、N、P和轨道末端O几乎在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用测量的量表示），则可以认为A、B两球碰撞前后总动量守恒。

（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果_______（填“有”或“没有”）影响。为什么？______。

（6）另一个同学用气垫导轨验证动量守恒定律，导轨上甲、乙两个滑块相等，滑块上挡光片宽度相同，实验装置如图所示。实验开始时，同时释放两个滑块，滑块相向运动，电脑记录甲、乙两个滑块碰前通过光电门的挡光时间为t1、t2，碰撞后甲、乙沿各自相反方向运动，再次通过光电门的挡光时间为、。在实验误差允许的范围内，若满足______（用测量的量表示）则可认为两滑块碰撞前后的总动量守恒。

【答案】(1).刻度尺，天平(2).AD(3).B(4).

(5).没有(6).验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒(7).

【解析】（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m1v0=m1v1+m2v2，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺；（2）为了保证两球正碰，则入射球与被碰球最好采用大小相同的小球、为了防止碰后入射球反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，选项A错误；每次入射球必须从同一高度由静止释放，以保证小球到达底端的速度相同，选项B正确；安装轨道时，轨道末端必须水平，保证小球做平抛运动，选项C正确；实验过程中，白纸不可以移动，复写纸能移动，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选AD.

（3）此实验中用小球平抛运动的水平位移代替速度，则实验前没必要测出斜槽末端距地面的高度，选项A错误；用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，选项B正确；重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现的误差，并不是错误，选项C错误；仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，线段OP 的长度越小，选项D错误；故选B.

（4）由（1）的分析可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式m1OP=m1OM+m2ON，则可以认为A、B两球碰撞前后总动量守恒。

（5）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果没有影响。因为验证的是碰撞瞬间碰撞前与碰撞后小球动量守恒。

（6）设遮光片宽度为d，滑块质量为m，则碰前速度分别为：，；碰后速度

分别为：，；若动量守恒，则满足：，即

；即。

10.如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知灯丝与A板间加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。

（1）电子穿过A板时的速度大小；

（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；

（3）P点到O点的距离。

【答案】（1）（2）（3）

试题分析：（1）电场加速完成之后，进入偏转电场的速度为v，根据动能定理，则

求得

（2）电子进入偏转电场后类平抛运动，则，且，则

（3）粒子出电场时速度反向延长线交于偏转电场的中点，如图

即利用相似三角形则：，且，代入则

考点：动能定理、带电粒子在电场中的偏转以及推论

点评：此类题型考察了带电粒子在加速电场以及偏转电场中的运动规律：在偏转电场中通常要借助平抛运动相似的规律

11.2018年12月8日，嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空。于2019年1月3日在月球上空悬停、平移、避障，选择最佳着陆点、最后安全降落月球表面。这是人类首次在月球背面软着陆。

（1）嫦娥四号组合体（月球车和着陆器）在月球表面附近处开始悬停，若悬停时，嫦娥四号组合体水平和竖直速度大小均为零，推力发动机产生竖直方向大小为F的推力，已知月球车质量为m1，着陆器质量为m2，求月球表面的重力加速度大小；

（2）若已知月球半径为R，万有引力常量为G，利用以上物理量求月球质量M；

（3）2019年1月14日，国务院新闻办公室召开的新闻发布会上宜布，嫦娥五号将于2019年年底前后发射，实现区域软着陆并采样返回。如图所示，将月球车由月球表面发射到h 高度的轨道上，在该轨道月球车与绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送月球车返回

地球。若以月球表面为零势能面，月球车在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量，m为月球车质量，R为月球半径，若忽略月球的自转，求从月球表面开始发射到对接完成需要对月球车做的功。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）由二力平衡可得：

得：

（2）质量为m的物体在月球表面时万有引力等于重力即：

解得：

（3）月球车在月球表面：，

月球车距离月球表面h高处时：，

在高h处的动能：

将月球车发到该处时，对它做功应等于它在该处的机械能，即对它做的功为：

即：

12.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图如图所示。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨电阻不计。炮弹

可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。电容器电容C，首先开关接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，MN由静止开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度v m，之后离开导轨。问：

（1）这个过程中通过MN的电量q；

（2）直流电源的电动势E；

（3）某同学想根据第一问的结果，利用的公式求MN加速过程的位移，请判断这个方法是否可行，并说明理由。

【答案】（1）（2）（3）不可行

【解析】（1）设在此过程中MN的平均电流为：，

MN上受到平均安培力：

由动量定理，有：

代入解得：

（2）开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值v m时，MN上的感应电动：

最终电容器所带电荷量：

电容器最初带电：，

代入数据解得：

（3）不可行，过程中任一时刻电流：,从式中可以看出电流不恒定，取一很短

时间，流过MN电量，只有当时才有：，而本题过

程中始终不满足，该同学方法不可行