2020年(全国Ⅰ卷)选择题高中物理仿真练

eq\x(第二部分|高考仿真练)2020年(全国Ⅰ卷)选择题仿真练(建议用时：25分钟)题号1415161718192021考点动量定理万有引力定律圆周运动含容电路带电粒子在匀强磁场中的运动核反应方程功能关系电磁感应14．为探究人在运动过程中脚底在接触地面瞬间受到的冲击力问题，实验小组的同学利用落锤冲击地面的方式进行实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况。重物与地面的形变很小，可忽略不计。g取10m/s2。表中为一次实验过程中的相关数据。根据实验数据可知()重物(包括传感器)的质量m/kg8.5重物下落高度H/cm45重物反弹高度h/cm20最大冲击力Fm/N850重物与地面接触时间t/s0.1A.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小为100m/s2B．重物与地面接触前瞬时的速度大小为2m/sC．重物离开地面瞬时的速度大小为3m/sD．在重物与地面接触的过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍15.2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第54颗导航卫星，该卫星被科研人员称为“吉星”，是北斗三号卫星导航系统第二颗地球同步轨道卫星，下列对于“吉星”的说法正确的是()A．“吉星”运行过程中周期保持不变B．“吉星”运行过程中线速度保持不变C．“吉星”运行过程中向心加速度保持不变D．“吉星”可能静止在地球上空的任意位置16.如图所示，两个质量均为m的木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．木块a一定比木块b先开始滑动B．木块a、b所受的摩擦力始终相等C．ω＝eq\r(\f(kg,2l))是木块b开始滑动的临界角速度D．当ω＝eq\r(\f(2kg,3l))时，木块a所受摩擦力的大小为kmg17．阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.eq\f(2,5) B．eq\f(1,2)C．eq\f(3,5) D．eq\f(2,3)18.如图所示，在水平边界OP上方有磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，OP距离为l，PQ是一足够长的挡板，OP延长线与PQ的夹角为θ，粒子打在挡板上均被吸收。在O、P之间有大量质量、电荷量和速度都相同的粒子，速度方向均垂直于边界OP，且在纸面内。其中从OP中点射入的粒子恰能垂直打在挡板上(不计粒子重力及其相互作用)。则下列说法正确的是()A．当θ＝30°时，粒子打中挡板的长度为eq\f(\r(3),2)lB．当θ＝45°时，粒子打中挡板的长度为eq\f(1,2)lC．当θ＝60°时，粒子打中挡板的长度为eq\f(\r(3),3)lD．当θ＝90°时，粒子打中挡板的长度为eq\f(\r(2),2)l19．山东海阳核电站是中国核电AP1000技术的标志性项目，其反应堆的核反应方程为eq\o\al(235,92)U＋X→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，下列说法正确的是()A．该反应中X是中子B．该反应中X是电子C．eq\o\al(144,56)Ba中有88个中子D．eq\o\al(144,56)Ba的结合能比eq\o\al(235,)92U的结合能大20.如图所示，一原长等于A、B间距离的弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点，右端跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆。初始时A、B、C三点在同一水平线上，小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为h，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为0.5mg，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。在小球由C运动到E的过程中，下列说法正确的是()A．小球在D点时速度最大B．若在E点给小球一个向上的速度v，小球恰好能回到C点，则v＝eq\r(gh)C．小球在CD段损失的机械能等于小球在DE段损失的机械能D．若仅把小球质量变为2m，则小球到达E点时的速度大小为eq\r(2gh)21.如图所示，足够长的光滑水平直导轨的间距为l，电阻不计，垂直于轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R。现给a棒一个水平向右的初速度v0，已知a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞，当a棒的速度减为eq\f(v0,2)时，b棒刚好碰到了障碍物立即停止运动，而a棒仍继续运动，则下列说法正确的是()A．b棒碰到障碍物前瞬间的速度为0.5v0B．在b棒停止运动前b棒产生的焦耳热为Qb＝eq\f(5,24)mveq\o\al(2,0)C．b棒停止运动后，a棒继续滑行的距离为eq\f(3mv0R,2B2l2)D．b棒停止运动后，a棒继续滑行的距离为eq\f(mv0R,2B2l2)

参考答案与解析14．解析：选D。设重物受到最大冲击力时加速度的大小为a，由牛顿第二定律有a＝eq\f(Fm－mg,m)，解得a＝90m/s2，A错误；重物在空中运动过程中，由动能定理mgH＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，可得重物与地面接触前瞬时的速度大小v1＝eq\r(2gH)＝3m/s，B错误；同理得重物离开地面瞬时的速度大小v2＝eq\r(2gh)＝2m/s，C错误；重物与地面接触过程中，设重物受到的平均作用力大小为F，选取竖直向上为正方向，由动量定理有(F－mg)t＝mv2－m(－v1)，解得F＝510N，则eq\f(F,mg)＝eq\f(510,85)＝6，D正确。15．解析：选A。由题意可知，“吉星”为地球同步卫星，则运行过程中的周期与地球自转周期相同，即保持不变，故A正确；“吉星”做圆周运动，则线速度方向时刻变化，所以线速度变化，故B错误；“吉星”运行过程中向心加速度大小不变，方向时刻改变，故C错误；“吉星”为地球同步卫星，只能静止在与地球赤道平面共面的位置，故D错误。16．解析：选C。木块发生相对滑动之前，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得，f＝mω2r，显然b受到的摩擦力较大；当木块刚要相对于圆盘滑动时，静摩擦力f达到最大值fmax，由题设知fmax＝kmg，所以kmg＝mωeq\o\al(2,0)r，由此可以求得木块刚要滑动时的临界角速度ω0＝eq\r(\f(kg,r))，由此得a发生相对滑动的临界角速度为eq\r(\f(kg,l))，b发生相对滑动的临界角速度为eq\r(\f(kg,2l))；若ω＝eq\r(\f(2kg,3l))，a受到的是静摩擦力，大小为f＝mω2l＝eq\f(2,3)kmg。综上所述只有C正确。17．解析：选C。电路中四个电阻阻值相等，开关S断开时，外电路的连接等效为图甲，由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为R，根据串、并联电路的特点可知，电容器两端的电压为U1＝eq\f(1,2)×eq\f(\f(2,3)R,\f(2,3)R＋R)E＝eq\f(1,5)E；当开关S闭合后，外电路的连接等效为图乙，则电容器两端的电压为U2＝eq\f(\f(1,2)R,\f(1,2)R＋R)E＝eq\f(1,3)E，由Q＝CU可知，eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，C正确。18．解析：选AC。由OP中点射入的粒子垂直打在挡板上，可知带电粒子在磁场中运动的半径r＝eq\f(1,2)l，当θ＝30°时，P点射出的粒子打在PQ的最高点，打中的长度为s＝eq\r(3)r＝eq\f(\r(3),2)l，A正确；当θ＝45°时，P点射出的粒子仍打在最高点，打中的长度为s＝eq\r(2)r＝eq\f(\r(2),2)l，B错误；当θ＝60°时，P点左侧某个粒子打在PQ上的最高点，其速度方向平行于OP，打中长度为s＝eq\f(r,sin60°)＝eq\f(\r(3),3)l，C正确；当θ＝90°时，不难判断打中的长度为s＝r＝eq\f(1,2)l，D错误。19．解析：选AC。设反应物的电荷数为x，则92＋x＝36＋56＋0，解得x＝0，根据质量数守恒可知m＝144＋89＋3－235＝1，所以反应物为中子，故A正确，B错误；eq\o\al(144,)56Ba中的中子数为144－56＝88，故C正确；23592U是重核，其原子核质量大于14456Ba，结合能也更大，故D错误。20．解析：选AB。设BC的长度为L，小球在C点时根据胡克定律有0.5mg＝kL(k为弹性绳的劲度系数)，在向下运动的过程中，设小球和B点的连线与竖直方向的夹角为α，则弹性绳对小球的拉力为F＝keq\f(L,sinα)，将F正交分解可得水平方向上有Fx＝Fsinα＝kL＝0.5mg，竖直方向上有Fy＝Fcosα＝eq\f(mg,2tanα)，若某时刻小球下降的距离为l，则tanα＝eq\f(L,l)，整理可得Fy＝eq\f(mgl,2L)，由此可知，弹性绳的弹力沿竖直方向的分力与小球下降的高度l成正比。对小球受力分析，小球受重力、弹性绳的拉力、摩擦力f、杆的支持力N，小球在水平方向上受力平衡，则有N＝Fx＝0.5mg，故摩擦力f＝μN＝0.25mg，小球在下滑过程中，由于在竖直方向上重力的方向始终向下，大小不变，所受摩擦力的方向始终向上，大小也不变，弹性绳沿竖直方向的分力与下降的距离l成正比，所以小球在竖直方向上的运动具有对称性，当l＝eq\f(h,2)时，即小球运动到D点时小球具有最大速度，故A正确；小球从C点运动到E点的过程中克服摩擦力做的功为Wf＝fh＝0.25mgh，对小球从C到E的过程进行分析，根据功能关系，有mgh－fh－W拉＝0，解得W拉＝0.75mgh，若在E点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则根据动能定理有W拉－mgh－fh＝0－eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(gh)，故B正确；因小球在下滑过程中受到的摩擦力不变，D是CE的中点，所以在CD段与DE段小球克服摩擦力做的功是相等的，弹性绳沿竖直方向的分力与小球下降的距离l成正比，则小球在CD段克服拉力做的功小于在DE段克服拉力做的功，即小球在CD段损失的机械能小于小球在DE段损失的机械能，故C错误；若仅把小球的质量变成2m，小球从C到E的过程中，根据动能定理有2mgh－fh－W拉＝eq\f(1,2)·2mveq\o\al(2,1)－0，解得v1＝eq\r(gh)，故D错误。21．解析：选BC。设b棒碰到障碍物前瞬间的速度为v2，b棒碰到障碍物前两棒组成的系统动量守恒，则mv0＝m·eq\f(v0,2)＋2mv2，解得v2＝eq\f(v0,4)，A错误；在b棒停止运动前，根据能量守恒定律可得a棒和b棒产生的总焦耳热Q＝Qa＋Qb＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,2)＝eq\f(5,16)mveq\o\al(