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物理高考模拟卷（二）
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48 分）
一、选择题（共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1-8 题只有一项符合题目
要求，第9-12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。）
1．2020 年3 月15 日中国散裂中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科学技术大学进行了考古方面的
研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CSNS 是我国重点建设的大科学
装置，是发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A．α 粒子轰击
生成
，并产生了中子
B．核反应发出的γ 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力
C．β 射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D．
经过4 次α 衰变，2 次β 衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6 个
【答案】B
【详解】A．由质量数守恒和电荷数守恒可得，α 粒子轰击
，生成
，并产生了质子，故A 错误；
B．衰变发出的γ 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故B 正确；
C．β 射线实质是高速电子流，故C 错误；
D．
经过4 次α 衰变，2 次β 衰变，可得质量数减少
，质子数减少
，故新核与原来
的原子核相比，中子数少了
，故D 错误。
故选B。
2．如图，向陶瓷茶杯倒入一定量的热水，迅速盖上杯盖后，发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响，
杯盖被顶起前，关于杯内气体说法正确的是（ ）
A．杯内所有气体分子的速率均增大
B．杯内气体的内能不变
1
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C．杯内气体的体积变小
D．杯内气体压强增大
【答案】D
【详解】AB．杯盖被顶起前，气体吸收热水的热量，内能增加，温度升高，气体分子的平均速率增大。故
AB 错误；
C．杯盖被顶起前，气体体积不变。故C 错误；
D．根据
可知，V 不变，T 升高，则p 增大。故D 正确。
故选D。
3．在工业生产中，平面表面的平整度对产品的品质和使用寿命有着至关重要的影响，薄膜干涉技术以其
高精度、高稳定性等优势，成为了平面表面质量检测的一种常用方法。检测人员用一个表面光洁度很高的
平面玻璃板（样板），放在被检查工件上面，在样板的右端垫一个薄片，使样板与工件平面之间形成一个
楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b 分别从上向下垂直被检查工件上表面照
射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（ ）
A．该检测工件上表面有一个明显的凹坑
B．单色光a 和b 从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a 的比单色光b 的小
C．单色光a、b 分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，
单色光a 的比单色光b 的小
D．若用单色光b 照射某金属未发生光电效应，换用单色光a 照射该金属可能发生光电效应
【答案】A
【详解】A．同一亮条纹所对应的光程差相等，由图可知，弯曲的亮条纹提前出现，说明该检测工件上表
面有一个明显的凹坑，故A 正确；
B．由图乙可知，在空气薄膜中相同的长度下，单色光a 所对应的亮条纹间距较大，则单色光a 的波长较长，
折射率较小，发生全反射时的临界角较大，故B 错误；
C．由于单色光a 的波长较长，根据
可知，单色光a、b 分别通过相同的装置，在相同的条件下，
进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a 的比单色光b 的大，故C 错误；
D．由于单色光a 的波长较长，则其频率较小，若用单色光b 照射某金属未发生光电效应，换用单色光a
照射该金属一定不能发生光电效应，故D 错误。故选A。
4．牛顿认为地球对物体的引力与天体间的引力具有相同的性质，即可满足“平方反比”规律。假设月球
绕地球做圆周运动的半径为
为地球半径），同样质量的物体移至月球轨道，引力大小应减小到地面
2
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附近引力大小的
，月球轨道处的加速度大小应为地面处重力加速度大小的
。已知地球表面重力加
速度大小为
，忽略地球自转，根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】地球表面的重力加速度大小为
，月球绕地球公转的向心加速度大小为
由圆周运动公式
，解得
故选B。
5．如图甲所示，坐标原点
处固定有电荷量为
的点电荷，
点固定有电荷量为
的点电荷，
。
轴上
三点的横坐标分别为
轴上电势
随
坐标的变化曲线如图乙所示，其中
为图象最高点对应的横坐标，下列说法正确的是（ ）
A．
轴上
点到
点之间存在电场强度为零的点
B．
点场强大于点场强
C．将一带负电的试探电荷由
点静止释放，试探电荷沿
轴运动可到达点
D．将一带负电的试探电荷由
点静止释放，试探电荷沿
轴运动可到达
点
【答案】C
【详解】A．因在MN 两点的正电荷在MO 之间形成的电场的合场强方向沿y 轴负向，而在O 点的负电荷在
MO 之间的场强也沿y 轴负向，可知
轴上
点到
点之间不存在电场强度为零的点，选项A 错误；
B．因
图像的斜率等于场强，则b 点场强为零，c 点场强不为零，则
点场强小于点场强，选项B 错
误；
CD．沿电场线电势降低，可知ab 间的场强由b 到a，bc 间的场强由b 到c，则将一带负电的试探电荷由
点静止释放，则在ab 间加速，在bc 间减速，因ac 两点电势相等，可知试探电荷恰能到达c 点，然后反向
运动，只能回到a 点，选项C 正确，D 错误。
故选C。
6．活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中
运动距离
后进入目标组织，继续运动
后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为，在软组织中运
3
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动的时间为
，两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力，则活检针在目标组织中运动的时间为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】由
，
解得
故选A。
7．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，
随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空
气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的
影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力
最接近的是（ ）
A．2N
B．20N
C．
D．
【答案】C
【详解】加热后罐内空气的温度
压强
降温后罐内空气的温度
由查理定律，有
代入数据，解得
估计小罐开口部位的半
径为
开口部位的面积为
则小罐内空气对皮肤的作用力为
小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是
。故选C。
8．我国的特高压输电技术居世界第一，如图所示，发电站输出稳定的电压，经升压变压器
升至特高压
进行远距离输送，再经过降压变压器
降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为
定值电阻
）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻
），输电线电阻不可忽略，下列说法正确的是（
）
4
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A．用电高峰期时，相当于
变大
B．用电高峰期时，
两端电压变大
C．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使
两端电压更大
D．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电会使输电线上电能损耗
升高
【答案】C
【详解】A．因用电器都是并联使用，因此在用电高峰时，用电器增加，相当于
变小，故A 错误；
B．用电高峰期时，相当于
变小，降压变压器副线圈的电流增大，由变压器原理可知，降压变压器原线
圈的电流增大，导致输电线上的电压降增大，发电站输出电压稳定，则有降压变压器的原线圈两端电压减
小，副线圈输出电压减小，使
两端电压变小，故B 错误；
CD．在不改变输送电能总功率的前提下，由
可知，使用特高压输电，输电线上的电流大幅度减小，
输电线上的电压降
减小，则降压变压器原线圈两端的电压比普通的高压输电时高，则
两端电压
更大；输电线上的电能损耗
，因输电线上电流减小，可知输电线上电能损耗降低，故C 正确，D
错误。
故选C。
9．如图甲所示，湖面上漂浮着的水平间距不超过5m 的两个浮子A、B，沿A、B 所在直线传播的一列间谐
横波在
时刻的波形如图乙所示。浮子A 的平衡位置在
处，浮子A、B 的振动图像如图丙所示。
下列说法正确的是（ ）
A．水波的波长为0.5m
B．水波的传播速度大小为1.25m/s
C．浮子A 经过一段时间后会移动到浮子B 处
D．浮子B 的平衡位置可能位于
处
【答案】BD
【详解】A.由乙图可知，水波波长
故A 错误；B.由丙图可知，水波的周期
所以
故B 正确；
C.浮子只会在平衡位置上下振动，不会“随波逐流”，故C 错误；
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D.在
时刻A 质点的振动方向向上，结合波形图可知波由A 传向B，由图丙可知，则水波从A 传到B 经
历的时间为
（
）则
时
AB 间距离可能为
则B 浮子的坐标可能为
故D 正确。故选BD。
10．如图所示，长度为
的光滑空心圆柱管竖直固定在天花板上的
点，一原长为
的轻质弹性绳穿过圆
柱管的中空部分也系在天花板上的
点，圆柱管下端距离水平地面的高度为
，且
，
，弹
性绳另一端连接放在地面上的滑块，滑块可视为质点，现用力将滑块移动到地面上的A 点，撤去该力后滑
块能沿着地面运动到圆柱管左侧的
点，若弹性绳的弹力满足胡克定律，则滑块从A 点运动到B 点的过程
中（ ）
A．滑块对地面的压力逐渐增大
B．滑块受到的摩擦力先增大后减小
C．滑块位于
点正下方时的加速度最小
D．滑块动能最大时弹性绳的长度大于
【答案】BD
【详解】A．滑块从A 点运动到
点的过程中的受力矢量图如图所示
可以直观地看出弹性绳的弹力
在竖直方向上的分力先减小后增大，故A 错误；
B．地面对滑块的支持力
先增大后减小，由滑动摩擦力公式
知地面对滑块的摩擦力先增大后减
小，故B 正确；
CD．当滑块所受合外力为零时，加速度为零，速度最大，滑块位于圆柱杆的右侧，所以滑块动能最大时弹
性绳的长度大于
，故C 错误，D 正确。
故选BD。
6
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11．在未知方向的恒力
作用下，一质量为1.0kg 的物体以一定的初速度在光滑水平面上做直线运动，物
体的动能
随位移
变化的关系如图所示。（
取
）由上述已知条件，可知（ ）
A．力
的最小值为2.5N
B．力
不可能大于10N
C．物体运动过程中加速度大小不断发生变化
D．物体在运动过程中的任意位置力
的功率是可以求出的
【答案】AD
【详解】A．设恒力
与物体运动方向间夹角为
，根据动能定理得
则
结合图像有
得
故
有最小值2.5N，A 正确；
B．由A 选项解析可知，力F 水平方向的分力为
在竖直方向，当水平面的支持力是零时，即F 在
竖直方向的分力大小是物体的重力
时，F 有最大值，则最大值为
，B 错误；
C．由牛顿第二定律可得物体运动过程中加速度
则加速度大小恒定，C 错误；
D．设物体在某位置的速度为，由功率公式可得力
的功率
由图像可得任意位置
的动能，从而可得速度，故任意位置力
的功率可求，D 正确。故选AD。
12．如图所示，电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，间距为L，上端连接定值电阻R，
下方存在方向垂直于导轨平面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。现将质量为m、电阻为r 的金属杆PQ
从
上方某处由静止释放，金属杆PQ 下落过程中始终水平且与导轨接触良好，金属杆从进入磁场至稳
定时的位移为x。取重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．金属杆PQ 减少的重力势能全部转化为内能
B．金属杆PQ 进入磁场后有可能做变减速运动直至匀速
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C．金属杆PQ 在磁场中稳定时的速度大小为
D．金属杆进入磁场直至稳定，流过导体棒的电荷量
【答案】BC
【详解】A．金属杆PQ 减少的重力势能转化为金属棒的动能和回路的内能，选项A 错误；
B．当金属棒进入磁场恰能匀速运动时，则
解得
若金属杆PQ 进入磁场时的速
度大于v0则进入磁场后做变减速运动直至匀速，选项B 正确；
C．由以上分析可知，金属杆PQ 在磁场中稳定时的速度大小为
，选项C 正确；
D．金属杆进入磁场直至稳定，流过导体棒的电荷量
选项D 错误。故选
BC。
第II 卷（非选择题 共52 分）
二、实验题（满分14 分）
13．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A 点自由下落，下落过
程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。
(1)为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备了如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计
时器、游标卡尺（20 分度），请问还需要 （选填“天平”、“刻度尺”或“秒表”）。
(2)用游标卡尺测量铁球的直径.主尺示数（单位为cm）和游标的位置如图丙所示，则其直径为
cm。
(3)用游标卡尺测出小球的直径d 和调整AB 之间距离h，记录下通过光电门B 的时间t，多次重复上述过程，
作出
随h 的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率
。
8
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(4)在实验中根据数据实际绘出
图像的直线斜率为k（
），则实验过程中所受的平均阻力f 与小
球重力mg 的比值
= （用k、
表示）。
【答案】(1)刻度尺(2)
(3)
(4)
【详解】（1）此实验需要测量小铁球从A 下落到B 的高度，即需要刻度尺；
（2）如图所示，读数为
（3）由机械能守恒可得
整理得
则直线斜率
（4）由动能定理可得
整理得
14．要测定一个量程为3V 的电压表的内阻，某同学进行了如下操作。
(1)先用多用电表粗测电压表内阻，将多用电表选择开关拨到欧姆挡“×1000”挡位，欧姆调零后，将多用电
表的红表笔与电压表的 （填“正”或“负”）接线柱连接，黑表笔连接另一个接线柱，示数如图甲
所示，则粗测电压表的内阻为
。
(2)为了精确测量电压表的内阻，该同学根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示电路。请根据图乙电路
将如图丙所示的实物图连接完整 。连接好电路后，闭合开关前，图丙中滑动变阻器的滑片应先移到
最 （填“左”或“右”）端，电阻箱的电阻调为 （填“最大”或“零”），闭合开关S，调
节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数
半偏，若此时电阻箱的阻值为
，则测得电压表内阻为 。
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(3)该同学发现电源的内阻很小，可以忽略不计，于是他又设计了如图丁所示的电路，按正确的操作，测得
多组电压表的示数U 及对应的电阻箱接入电路的电阻R，作
图像，得到图像与纵轴的截距为b，则电
压表的内阻
。
【答案】(1) 负 14000(2) 左 零
(3)
【详解】（1）[1][2]欧姆表红表笔与内置电源的负极相连，因此红表笔与电压表的负接线相连；粗测电压
表的内阻为
。
（2）[3][4][5][6]电路连接如图所示
闭合开关前，题图丙中滑动变阻器的滑片应先移到最左端，使输出电压为零，电阻箱的电阻调为零，测得
的电压表的内阻为
。
（3）根据闭合电路欧姆定律
即
根据题意
解得
三、计算题（满分38 分）
15．微棱镜增亮膜能有效提升
液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从光源发出的光线
通过棱镜膜后，部分会定向出射到
上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰
直角△ABC 为一微棱镜的横截面，
，
，紧贴
边上的
点放一点光源，
。
已知微棱镜材料的折射率
，只研究从
点发出照射到
边上的光线。已知光在空气中的传播速度为
c。
（1）某一光线从
边出射时，方向与BC 边垂直，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；
（2）若某一光线恰好在
边发生全反射，然后直接入射到
边上，求此光线从
点发出照射到
边
10
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上所经历的时间。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）根据折射率定义
由题意知
解得
（2）光线在微棱镜内的传播速度为
设光线在微棱镜内的临界角为
，则有
解得
当光线刚好在
边上
点发生全反射时，如图光路所示
在
边刚好全反射时，入射角
光在棱镜中路程为s=4a 则光线从
点发出照射到
边上所经历的
时间为
16．某旋转喷灌机进行农田喷灌的示意图如图所示，喷口出水速度的方向可调节。该喷灌机的最大功率为
，喷灌机所做功的
转化为水的动能，喷口的横截面积
，水的密度
，
重力加速度
，
，喷口距离地面的高度
，忽略空气阻力，不考虑供水水压对水
速的影响。求：
（1）喷灌机的最大喷水速度v；
11
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（2）喷口出水速度方向与水平面夹角
时，该喷灌机的最大喷灌面积
。（保留三位有效数字）
【答案】（1）10m/s；（2）285m2
【详解】（1）设在∆t 时间内从喷口处喷出水的质量为∆m，则
由能量关系
解
得v=10m/s
（2）喷口出水速度方向与水平面夹角
时，则
，
该喷灌机的最大喷
灌面积
解得Sm=285m2
17．如图所示，直角坐标系xOy 平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B 和沿y 轴正方
向的匀强电场E，E、B 大小均未知。质量为m、电荷量为
的粒子从x 轴负半轴M 点与x 轴正方向
成60°射入电场，经电场偏转后以速度
从点P（0，d）垂直y 轴进入磁场，最后从N 点与x 轴正方向成
60°射出磁场，不计粒子重力。
(1)求磁感应强度B 的大小；
(2)若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f=kv（k 为已知常量），粒子恰好从Q 点（图中未标出）
垂直x 轴射出磁场，求Q 点的坐标；
(3)在第（2）问的情况下，求粒子从P 点运动到Q 点的轨迹长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子进入电场后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做类竖直上抛运动，则
有
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示
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根据几何关系可得粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
解得
由洛伦兹力充当向心
力有
解得
（2）对粒子受力分析可知，速度的x 轴的分量会产生x 轴的阻力与y 轴负方向的洛伦兹力；速度y 轴的分
量，会产生y 轴的阻力与x 轴负方向的洛伦兹力，其受力分析如图所示
在x 轴上，由动量定理有
由微元法累加后可得
解得
则
Q 点的坐标为
（3）同理在y 轴上有
微元法叠加后可得
解得
切线
方向，阻力使得粒子速度减小，在切线方向有-
微元叠加后可得-
解得轨迹的长度
为
18．如图所示，PQ 为半径足够大的
竖直光滑圆弧轨道，圆弧轨道末端与右侧光滑水平面QS 平滑连接，
有一质量为
的物块A 静止于圆弧轨道底端。水平面QS 右侧有一足够长的水平传送带，正在以
的速度逆时针匀速转动，传送带与水平面QS 在同一平面内且平滑对接。在物块A 右侧有一质量
为
的物块B，物块B 以水平向右
的速度从传送带左侧滑上传送带，物块B 与传送带之间
的动摩擦因数
，当物块B 滑离传送带后与物块A 发生碰撞，物块A 上有特殊装置，可以控制物块
13
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AB 碰撞瞬间让两者合在一起成为一个整体沿圆弧轨道向上运动，当AB 整体沿圆弧轨道向下运动到轨道底
端时物块AB 又自动分开，物块A 停在轨道底端，物块B 以分开前瞬间的速度向右运动，之后物块A、B 会
多次作用，重力加速度大小取
，不计空气阻力，两物块均可看作质点。求：
(1)物块AB 第一次沿圆弧轨道向下运动到轨道底端分开时物块B 的速度大小
；
(2)物块B 第一次滑上传送带到滑离传送带过程中摩擦产生的热量Q；
(3)物块B 开始滑上传送带到第三次离开传送带过程中传送带对物块B 摩擦力的冲量大小I。
【答案】(1)4m/s(2)162J(3)
【详解】（1）传送带足够长，则物块B 在传送带上向右滑动的速度一定能减小到0，传送带的速度为
8m/s 小于物块B 初始的速度
10m/s，则物块B 第一次滑离传送带时速度等于传送带的速度。设物块AB
第一次碰撞之后速度为
，物块AB 碰撞过程，根据动量守恒定律有
解得
= 4m/s 物块AB
碰撞之后沿圆弧轨道向上运动和返回过程中系统的机械能守恒，即AB 分开前瞬间它们的速度为
= 4m/s，
所以AB 分开时的物块B 的速度仍为
=4m/s。
（2）物块B 在传送带上向右减速运动过程，根据牛顿第二定律有
解得
物块B 减速到0
的时间为
=5s 物块B 和传送带运动的位移分别为
和
，减速过程中相对滑动的位移为
m 物块B 在传送带上向左加速运动加速度还为
，物块B 向左加速到与
传送速度相等时不再发生相对滑动，加速过程时间
s 加速过程物块B 和传送带运动的位移分别为
和
，加速过程中相对滑动的位移为
m 产生的热量为
J
（3）物块B 以速度
= 4m/s 第二次滑上传送带，物块B 的速度小于传送带的速度，则物块向右减速到0 后
再向左加速，减速和加速过程的加速度大小相等，根据运动的对称性可知物块B 离开传送带时速度大小也
为4m/s，物块B 在第二次传送带运动的时间为
s 设物块AB 第二次碰撞之后速度为
，物块
AB 碰撞过程，根据动量守恒定律有
解得
= 2m/s 物块B 以速度以=2m/s 第三次滑上传送带，
物块B 的速度小于传送带的速度，则物块向右减速到0 后再向左加速，减速和加速过程的加速度大小相等，
根据运动的对称性可知物块B 离开传送带时速度大小也为2m/s，物块B 在传送带运动的时间为
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s 物块B 在传送带上与传送带有相对滑动的过程中，物块B 会受到水平向左的滑动摩擦力，
速度与传送带速度相等之后不再受到摩擦力的作用，则摩擦力的作用时间为
摩擦力的冲量
为
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