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1、山东省聊城市2020届高三物理二模考试试题(含解析) 二、选择题:1.氢原子的能级图如图所示,下列说法正确的是A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时静电力做正功B. 处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2eV的光子C. 一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出6种不同频率的光子D. 处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子【答案】D【解析】【详解】A氢原子从低能级向高能级跃迁时,电子绕核运动的半径增大,库仑引力(静电力)做负功。故A项错误。B据图知,;由图知,氢原子没有能量等于的能级;跃迁时,氢原子吸收光子的能量需等于两个能级的能量差;所以处于n=2能级的氢原子不可以吸收能量为2eV的
2、光子。故B项错误。C一群氢原子从n=4能级向基态跃迁时,可发出光子的种数为;一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时,最多可发出3种不同频率的光子。故C项错误。D据图知,;处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子,从而使氢原子发生电离。故D项正确。2.如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示,若外接电阻R=70,线圈电阻r=10,则下列说法正确的是A. 线圈的角速度为100rad/sB. 0.01s末穿过线圈的磁通量最大C. 通过线圈的最大电流为1.25AD. 电压表的示数为87.5V【答案】C【解析】
3、【详解】A由图乙知,交流电的周期,线圈转动的角速度。故A项错误。B由图乙知,0.01s末线圈产生的感应电动势最大,则0.01s末线圈平面与磁场平行,线圈的磁通量为0。故B项错误。C由图乙知,线圈产生感应电动势的最大值,则线圈的最大电流。故C项正确。D线圈产生感应电动势的有效值,电压表的示数。故D项错误。3.如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置,直导线与纸面的交点及坐标原点O分别位于边长为a的正方形的四个顶点.L1与L3中的电流均为2、方向均垂直纸面向里,L2中的电流为、方向垂直纸面向外.已知在电流为的长直导线的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数.某时刻有一
4、电子正好经过原点O且速度方向垂直纸面向外,速度大小为v,电子电量为e,则该电子所受磁场力A. 方向与y轴正方向成45角,大小为B. 方向与y轴负方向成45角,大小为C. 方向与y轴正方向成45角,大小为D. 方向与y轴负方向成45角,大小为【答案】D【解析】【详解】三个电流分别在原点O处产生磁场的磁感应强度、,方向如图;则三电流在O点处产生合磁场的磁感应强度,方向与y轴正方向成45角。电子经过原点O速度方向垂直纸面向外,速度大小为v,据左手定则知,洛伦兹力方向与y轴负方向成45角,洛伦兹力的大小。故D项正确,ABC三项错误。4.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点,两电荷连
5、线上各点电势随坐标x变化的关系图象如图所示,其中P点电势最高,且xAPxPB,则A. q1和q2都是正电荷B. q1的电荷量大于q2的电荷量C. 在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧,电势能先减小后增大D. 一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点,加速度逐渐变小【答案】C【解析】【详解】A由图知,越靠近两电荷,电势越低,则q1和q2都是负电荷。故A项错误。B图象的斜率表示电场强度,则P点场强为零,据场强的叠加知两电荷在P处产生的场强等值反向,即,又,所以q1的电荷量小于q2的电荷量。故B项错误。C由图知,在A、B之间沿x轴从P点左侧到右侧,电势先增加后减小,则负点电荷的电势
6、能先减小后增大。故C项正确。D图象的斜率表示电场强度,则沿x轴从P点运动到B点场强逐渐增大;据可知,电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点,加速度逐渐增大。故D项错误。5.如图所示,质量相等的甲、乙两球分别固定于两轻杆的一端,两杆长度分别为L、2L,且两杆与水平面夹角相等.两杆的另一端分别可绕轴O、在竖直面内转动,现将两球在图示位置由静止释放,不计一切阻力,则在最低点时A. 甲、乙两球的动能之比为1:1B. 甲、乙两球的动能之比为1:2C. 甲、乙两球对杆的拉力之比1:1D. 甲、乙两球对杆的拉力之比1:2【答案】BC【解析】【详解】AB对甲球释放到最低点的过程应用动能定理得:;对乙球释放
7、到最低点的过程应用动能定理得:;所以最低点时两球的动能之比。故A项错误,B项正确。CD对最低点甲球受力分析,由牛顿第二定律可得;对最低点的乙球受力分析,由牛顿第二定律可得;所以最低点时杆对两球的拉力之比,据牛顿第三定律,最低点时甲、乙两球对杆的拉力之比1:1。故C项正确,D项错误。6.如图所示,圆心角为90的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,E点为半径OD的中点,现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b,以不同的速度分别从O、E点沿OC方向射入磁场,粒子a、b分别从D、C两点射出磁场,不计粒子所受重力及粒子间相互作用,已知sin37=0.6,cos37=0.8,则下列说法中正确的是A.
8、粒子a带负电,粒子b带正电B. 粒子a、b在磁场中运动的加速度之比为2:5C. 粒子a、b的速度之比为5:2D. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180:53【答案】ABD【解析】【详解】据题中条件,画出两粒子的轨迹如图:A由图据左手定则,可判断粒子a带负电,粒子b带正电。故A项正确。BC设扇形COD的半径为R,据几何关系可得,、,则。据,解得:,两粒子的比荷相等,则粒子a、b的速度之比为2:5;据,解得:,两粒子的比荷相等,则粒子a、b在磁场中运动的加速度之比为2:5。故B项正确,C项错误。D由图知,粒子a轨迹的圆心角;据可得,粒子b轨迹的圆心角;据、可得,粒子a、b在磁场中运动的时间之比
9、为180:53。故D项正确。7.2020年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,根据科学家们的推测,双星的运动是产生引力波的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统,这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,测得a星的周期为T,a、b两星间的距离为,轨道半径之差为r,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则A. b星的周期为B. b星的线速度大小为C. a、b两星的轨道半径之比为D. a、b两星的质量之比为【答案】BD【解析】【详解】A两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,所以两颗星的周期相等,则。故A项错误。BCa、b两星间的距离为,轨道半
10、径之差为,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则、,所以、。a、b两星的轨道半径之比,b星的线速度大小。故B项正确,C项错误。D两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,则,所以a、b两星的质量之比。故D项正确。8.一块足够长的白板静止于水平桌面上,一可视为质点、质量为m的石墨块静止在白板上,石墨块与白板间动摩擦擦因数为,重力加速度为g。从某时刻起,使白板瞬时获得速度v0做匀速直线运动,石墨块将在板上划下黑色痕迹。经过时间t白板突然停下,不再运动。不计石墨块与板摩擦过程中损失的质量,在石墨块也停止运动时,白板上黑色痕迹的长度及二者相对运动过程中产生的热量可能是A. B. C.
11、 D. 【答案】AC【解析】【详解】在时间t内,石墨块可能一直匀加速,也可能先匀加速后匀速;石墨匀加速时,根据牛顿第二定律,有,解得:。如果时间t内,石墨块一直匀加速,加速的位移,时间t内,相对白板的位移;时间t白板突然停下,不再运动,石墨做减速运动,加速度大小不变,相对白板沿原路返回,石墨继续运动的距离,白板上黑色痕迹的长度为,二者相对运动过程中产生的热量。如果先匀加速,后匀速,时间t内,石墨位移,相对白板的位移;时间t白板突然停下,不再运动,石墨做减速运动,加速度大小不变,相对白板沿原路返回,石墨继续运动的距离,白板上黑色痕迹的长度为,二者相对运动过程中产生的热量。如果加速的末速度恰好为,
12、则石墨的位移,相对白板的位移。经过时间t白板突然停下,不再运动,石墨做减速运动,加速度大小不变,相对白板沿原路返回,石墨继续运动的距离,白板上黑色痕迹的长度为,二者相对运动过程中产生的热量。综上,AC两项正确,BD两项错误。9.某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”.在水平的圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动.步骤如下:A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,调整滑轮P2、P3,位置并使结点O静止;B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,用同一标度作出三个拉力的图示;C.以绕过滑轮P2、P3绳
13、的两个力为邻边作平行四边形,作出以O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;D.检验对角线的长度和绕过滑轮P绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上.(1)第一次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为2m,则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系_.(2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点_(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中,若桌面倾斜,_(选填“会”或“不会”)影响实验的结论.【答案】 (1). (1)mM3m; (2). (2)不必, (3). 不会;【解析】【详解】(1)若一根绳
14、挂的质量为m,另一根绳挂的质量为2m,则两绳子的拉力分别为:、,两绳不共线,两绳子拉力的合力F的范围是:,即;三力的合力为零,则第三根绳拉力范围为,第三根绳挂的钩码质量。(2)本实验不是先用一根绳拉,然后用两根绳去拉,使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同,而是三根绳都直接拉O点,所以O点的位置可以改变。若桌面不水平,绳中拉力仍等于钩码重力,对实验以及实验结论无影响。10.某同学用图甲所示电路测量某电压表的内阻,实验室提供的器材如下:A.待测电压表V,量程3V,内阻约为3k;B.电流表A1,量程1.5mA,内阻约为100C.电流表A2,量程0.6A,内阻约为1D.电阻箱R0,阻值0999
15、9E.滑动变阻器R1,阻值010F.滑动变阻器R2,阻值01000G.电源电动势E约4.5V,内阻不计;H.开关、导线若干.(1)为完成实验,电流表应选_(“B”或“C”);滑动变阻器应选_(“E”或“F”),在图乙中用笔画线连接未完成的实物电路图_;(2)连接好电路后,将滑动变阻器的滑片滑到最左端;(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片和电阻箱,使电压表的指针在某一较合适的位置上,记录电流表的示数和电阻箱的阻值R0;再调节滑动变阻器滑片和电阻箱,保持电压表示数不变,记录多组电流表的示数和电阻箱的阻值R0;(4)根据测量数据作出图象,如图丙所示,若图线在轴上的截距为b,图线的斜率为k,则实验过程中电压表示数为_,电压表的内阻为_.【答案】 (1). (1)B, (2). E; (3). ; (4). (4)k