山东省泰安市宁阳县四中高三3月份第一次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

山东省泰安市宁阳县四中高三3月份第一次模拟考试新高考物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。1、2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫基发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北斗三号CEO-2是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是（）A．地球同步轨道卫星的运行周期为定值B．地球同步轨道卫星所受引力保持不变C．地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态D．地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度2、一带电粒子从A点射人电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有A．粒子带正电荷B．粒子的速度不断增大C．粒子的加速度先不变，后变小D．粒子的电势能先减小，后增大3、我国高铁舒适、平稳、快捷。设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（）A．6∶7 B．7∶6 C．36∶49 D．49∶364、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为，则可以算得火星的平均密度，式中是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为）A． B． C． D．5、竖直向上抛出一物块，物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比，取初速度方向为正方向。则物块从抛出到落回抛出点的过程中列物块的加速度、速度与时间的关系图像中可能正确的是（）A． B． C． D．6、2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为，已知地球半径R=6400km，光速c=3x108m/s。设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（）A．7×109m/s2 B．7×1010m/s2 C．1.4×1010m/s2 D．1.4×1011m/s2二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列说法正确的是()A．在摆角很小时单摆的周期与振幅无关B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率C．变化的电场一定能产生变化的磁场D．两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替出现8、美国物理学家阿瑟·阿什金因利用光的力量来操纵细胞获得2018年诺贝尔物理学奖，原来光在接触物体后，会对其产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光镊技术．在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。对此下列说法正确的是（）A．光镊技术利用光的粒子性B．光镊技术利用光的波动性C．红色激光光子能量大于绿色激光光子能量D．红色激光光子能量小于绿色激光光子能量9、在一颗半径为地球半径0.8倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力．从抛出开始计时，物体运动的位移随时间关系如图（可能用到的数据：地球的半径为6400km，地球的第一宇宙速度取8km/s，地球表面的重力加速度10m/s2，则A．该行星表面的重力加速度为8m/s2B．该行星的质量比地球的质量大C．该行星的第一宇宙速度为6.4km/sD．该物体落到行星表面时的速率为30m/s10、如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的质子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，且方向与等势面平行，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（）A．粒子的速度v2一定大于v1B．等势面b的电势比等势面c的电势低C．粒子从A点运动到B点所用的时间为D．匀强电场的电场强度大小为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度g=9.8m/s2。(1)测得小铁块的质量m=0.50kg，则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=_____________。（结果保留三位有效数字）(2)以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力_____________。（填“越来越大”“越来越小”或“不变”）(3)若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要___________N的推力才能推动小铁块。12．（12分）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是______。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。A．B．C．kD．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如下图，一横截面积为S的绝热气缸固定在绝热水平面上，一绝热活塞封闭气缸内一定质量的理想气体，在气缸右侧有一暖气管，气缸与暖气管相接处密闭性良好，气缸左侧的活塞用一跨过定滑轮的轻绳与一质量为M的砝码相连。当活塞稳定后，测得活塞到气缸右侧壁之间的距离L，温度传感器测得此时气缸内气体的温度为T1。现让高温暖气从暖气管的上端流进、再从暖气管的下端流出，经过一段时间后发现活塞缓慢向左移动了一小段距离后便静止不动了。这个过程中气缸内的气体吸收热量Q后，温度传感器的读数为T2。设重力加速度为g，大气压强为P0，忽略所有摩擦，回答问题。(i)试分析密闭气体体积的变化，并求出此变化量ΔV；(ii)求此过程中气缸内气体内能的变化量ΔU。14．（16分）如图，质量的长方体钢板静止在粗糙的水平面上，质量的滑块静止在钢板右端。一质量的光滑小球沿水平面以初速度向右运动，与钢板发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后钢板向右滑行，滑块恰好不从钢板上掉下来。已知钢板与水平面间的动摩擦因数，与滑块间的动摩擦因数，取。求：(1)碰后瞬间，小球的速度大小和钢板的速度大小；(2)滑块在钢板上滑行的时间；(3)钢板的长度以及钢板刚停下时滑块与小球间的距离。15．（12分）如图（a）所示，倾角θ=30°的光滑固定斜杆底端固定一电量为Q=2×10﹣4C的正点电荷，将一带正电小球（可视为点电荷）从斜杆的底端（但与Q未接触）静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图（b）所示，其中线1为重力势能随位移变化图象，线2为动能随位移变化图象．（g=10m/s2，静电力恒量K=9×109N•m2/C2）则（1）描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况；（2）求小球的质量m和电量q；（3）斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U；（4）在图（b）中画出小球的电势能ε随位移s变化的图线．（取杆上离底端3m处为电势零点）

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。1、A【解析】

A．同步卫星相对地球是静止的，即运行周期等于地球自转周期，为定值，A正确；BC．地球同步轨道卫星所受引力充当圆周运动的向心力，时时刻刻指向圆心，为变力，其合力不为零，故不是出于平衡状态，BC错误；D．第一宇宙速度是最小发射速度，最大环绕速度，即为在地球表面环绕的卫星的速度，而同步卫星轨道半径大于地球半径，根据可知，轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星运行速度小于第一宇宙速度，D错误。故选A。2、C【解析】

A.带电粒子做曲线运动，受力指向曲线的内侧，所以所受电场力向左，带负电；A错；BC.电场力做负功，所以动能越来越小，电势能越来越大，速度越来越小B错；C,对；D.等势线的疏密程度反映场强大小，所以所受电场力越来越小，加速度越来越小，D错．故选C3、C【解析】

列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则则克服阻力的功率为所以高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为故ABD错误，错C正确。故选C。4、C【解析】

由万有引力定律，知得又而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有，解得故题中的常量故选C。5、D【解析】

AB．物块上升过程中，加速度方向向下，取初速度方向为正方向，则加速度为负值，故AB错误；CD．由于物块所受阻力与速度大小成正比，所以加速度随速度变化而变化，其速度－时间图像不是直线，而是曲线，故C错误，D正确。故选D。6、A【解析】

在地球表面有解得①连光都无法逃脱它的引力束缚，故有解得②联立①②A正确BCD错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

A．单摆周期T＝2π与振幅无关，A项正确；B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振，B项错误；C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，C项错误；D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域与减弱区域间隔出现，这些区域位置不变，D项正确。故选AD。8、AD【解析】

AB．光在接触物体后，会对其产生力的作用，则光镊技术利用光的粒子性，选项A正确，B错误；CD．红光的频率小于绿光，根据可知，红色激光光子能量小于绿色激光光子能量，选项C错误，D正确。故选AD。9、AC【解析】

A．由图读出，物体上升的最大高度为：h=64m，上升的时间为：t=4s。对于上升过程，由可得选项A正确；B．根据可得则该行星的质量比地球的质量小，选项B错误；C．根据可得则则该行星的第一宇宙速度为选项C正确；D．该物体落到行星表面时的速率为故D错误；故选AC。10、AC【解析】

A．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，带正电的质子弯曲的方向向下，所以质子受力的方向向下，从A到B的过程中电场力做正功，所以质子的速度增大，故A正确；B．质子受力的方向向下，质子带正电，则电场的方向向下，而沿着电场线电势逐渐降低，故b的电势高于c的电势；故B错误；C．质子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，质子在沿等势面方向的分速度不变为v1，所以质子运动的时间故C正确；D．在沿电场线的方向的位移为y=Lsinθ，由动能定理有联立解得故D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.204不变1.20【解析】

(1)[1]．由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力，由解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.204.(2)[2]．由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。(3)[3]．由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。12、BCD1.3D【解析】

(1)[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；故选：BCD。(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为，连续相等时间内的位移之差：，根据得：；(3)[3]对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数：，即，a-F图线的斜率为k，则，故小车质量为：，故D正确。故选D。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(i)；(ii)【解析】

(i)由于气缸内的气体温度升高，故活塞将向左移动，设气缸再次稳定后向左移动的距离为ΔL。由题目中的条件可知，容器内的气体是在做等压变化。由理想气体状态方程可得解得故变化的体积为(ii)以气缸活塞为研究对象，设气缸里面的大气压对气缸的压力为F根据力的平衡可得暖流给气缸中的气体加热，当气体温度为T2时，气体膨胀对外做的功为：由热力学第一定律可知，容器中的气体内能的增加量为14、(1)，；(2)；(3)1m，【解析】

(1)碰后瞬间，设小球的速度为，钢板的速度为，小球与钢板发生弹性正碰，取水平向右为正，满足动量守恒