河南省信阳高级中学2020届高三物理上学期期末考试试卷（含解析） 20页

‎2020届河南省信阳高级中学高三上学期期末考试物理试题此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 第I卷（选择题)‎ 一、单选题 ‎1．下列说法正确的是( )‎ A．与是同位素,具有放射性,所以它们的化合物的性质并不相同 B．核力是原子核内质子与质子之间的力,中子和中子之间并不存在核力 C．在裂变反应中,的结合能比和都大,但比结合能没有和大 D．α、β、γ三种射线都是带电粒子流 ‎2．关于力和运动,下列说法正确的是( )‎ A．一物体做竖直上抛运动,上升过程中物体处于超重状态,下降过程处于失重状态 B．若物体的速度很大,则其所受合外力也一定很大 C．一个具有初速度的物体,如果所受合外力大小恒定、方向始终与速度方向垂直,其运动轨迹不一定是圆 D．一个做曲线运动的物体,如果所受合外力恒定,其轨迹一定是抛物线 ‎3．如图所示，斜面体静置于粗糙水平面上，用一轻绳拴住小球置于光滑的斜面上，轻绳左端固定在竖直墙面上P处，初始时轻绳与斜面平行，若将斜面体移至虚线位置处，斜面体仍处于静止状态，则斜面体在虚线位置与原来位置比较（ ）‎ A．斜面体在虚线位置轻绳对小球的拉力小 B．斜面体在虚线位置斜面体对小球的支持力大 C．斜面体在虚线位置斜面体对水平面的压力大 D．斜面体在虚线位置斜面体对水平面的摩擦力小 ‎4．我国于2020年11月发射“嫦娥五号”探月卫星，计划执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（ ）‎ A．将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7.9km/s B．“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速 C．“嫦娥五号”从A沿月地转移轨Ⅱ到达B点的过程中其动能一直增加 D．“嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速 ‎5．一个含有理想变压器的电路如图所示，其中为定值电阻，为滑动变阻器，电表为理想电表， 为正弦交流电源，其电压有效值恒定，当滑片 从左向右滑动的过程，下列说法正确的是（ ）‎ A．理想变压器输出功率减小 B．电流表示数减小 C．电容器所带电荷量始终不变 D．电压表示数不变 二、多选题 ‎6．在半径为R的光滑绝缘竖直圆形轨道的最低点，有一个电量为＋q的介质小球，以初速度向右冲上轨道。下面四种情形中，A图圆心处放置正点电荷，B图加上竖直向下的匀强电场，电场强度的大小，C图加上水平向右的匀强电场，电场强度的大小，D图加上垂直纸面向外的匀强磁场。则小球一定能够在圆轨道内做完整的圆周运动的是( )‎ A． B． C． D．‎ ‎7．如图甲所示，质量为m2的长木板静止在光滑的水平面上，其上静置一质量为m1的小滑块。现给木板施加一随时间均匀增大的水平力F，满足F=kt(k为常数，t代表时间），长木板的加速度a随时间t变化关系如图乙所示。已知小滑块所受到的最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ）‎ A．在o～2s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力不变 B．在2～3s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力在数值上等于m2的大小 C．m1与m2之比为1：2‎ D．当小滑块从长木板上脱离时，其速度比长木板小0.5m/s ‎8．如图甲所示, MN与PQ为光滑的平行导轨,导轨间距为l,导轨的上部分水平放置,下部分倾斜放置且与水平面的夹角为θ,导轨足够长。两条导轨上端用导线连接,在导轨的水平部分加一竖直向上的匀强磁场B1,其磁感应强度随时间t变化的关系如图乙所示;在导轨的倾斜部分加一垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度始终为B0。在t1时刻从倾斜轨道上某位置静止释放导体棒a,导体棒开始向下运动,已知导体棒的质量为m、电阻为R,不计导轨和导线的电阻,重力加速度为g,则下列说法正确的是（ ）‎ A．刚释放导体棒a时,其加速度一定最大 B．整个运动过程中,导体棒a的最大速度为 C．在t1~t2时间内,导体棒a可能先做加速度减小的加速运动,然后做匀速直线运动 D．若在t3时刻,导体棒a已经达到最大速度,则在t1~t3时间内,通过导体棒的电荷量为 ‎9．下列说法中正确的是（ ）‎ A．空气绝对湿度越大,空气中水蒸气压强就越接近饱和汽压,水蒸发得就越慢 B．布朗运动说明液体分子做永不停息的无规则运动,同时说明液体分子间有间隙 C．热量不能自发地从低温物体传递给高温物体 D．一定质量的理想气体,如果温度升高,同时体积增大,其内能可能减小 E. 气体的压强是由于气体分子频繁地撞击器壁产生的 ‎10．下列说法正确的是（ ）‎ A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的 D．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹 E. 某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题 ‎11．某兴趣实验小组的同学利用如图所示装置测定物块与木板AD、DE间的动摩擦因数μ1、μ2；两块粗糙程度不同的木板AD、DE对接组成斜面和水平面，两木板在D点光滑连接(物块在此处运动不损失机械能)，且AD板能绕D点转动。现将物块在AD板上某点由静止释放，滑块将沿AD下滑，最终停在水平板的C点；改变倾角，让物块从不同的高度由静止释放，且每次释放点的连线在同一条竖直线上(以保证图中物块水平投影点B与接点D间距s不变)，用刻度尺量出释放点与DE平面的竖直高度差h、释放点与D点的水平距离s， D点与最终静止点C的水平距离x，利用多次测量的数据绘出x-h图像，如图所示，则 ‎ ‎ ‎（1）写出x-h的数学表达式__________(用μ1、μ2、h及s表示)；‎ ‎（2）若实验中s=0.5m， x-h图象的横轴截距a=0.1，纵轴截距b=0.4，则μ1=______， μ2=_________。‎ ‎12．某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势和内阻（电动势E约为9 V，内阻r约为40 Ω）。已知该电池允许输出的最大电流为100 mA。该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为3 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999 Ω，R0是定值电阻，阻值为100 Ω。‎ ‎（1）根据图甲，在虚线框中画出该实验的电路图。‎ ‎（2）该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转情况如图乙所示，其示数为_________V。‎ ‎（3）改变电阻箱的阻值，读出电压表的相应示数U，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E＝_________V，内阻r＝_________Ω。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎（4）用该电路测电动势，真实值和测量值的关系E真_________E测。（填“大于”“小于”或“等于”）‎ 四、解答题 ‎13．有一内壁光滑的圆管竖直放置,圆管底部封闭,上端开口且足够长,圆管内有两个小球A与B, A的质量为m1=0.1kg, B的质量为m2=0.2kg,两小球直径略小于管的直径。某时刻当B球向下运动至离圆管底面高度h=1m处时与向上运动的A球发生弹性碰撞,碰后B球向上运动至最大高度又返回到原来高度h=1m处,再次与已经和底面做完弹性碰撞后反弹 回来的小球A相碰,如此反复,做周期性运动,问要完成这种反复运动小球A与B碰前的速度应是多少?( g取10m/s2)‎ ‎14．如图所示,在平面坐标系xOy的第一象限内有一半圆形区域,其半径为R,半圆的一条直径与x轴重合, O为该直径的一个端点。半圆内存在垂直纸面向里的匀强磁场,半圆外存在垂直纸面向外的匀强磁场,半圆内外磁场的磁感应强度大小都为B0,在坐标原点O处有一粒子源,沿x轴正方向不断发射出质量为m、带电荷量为+q的粒子,粒子的发射速度为大于零的任意值(不考虑相对论效应)。已知半圆形边界处存在特殊物质,当粒子由半圆内向半圆外运动时,粒子不受任何影响,但当粒子由半圆外向半圆内运动时,粒子就会被边界处的特殊物质吸收。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。‎ ‎(1)求从O点发射的所有粒子中,不会从y轴正半轴射入第二象限的粒子的速度的取值范围；(已知:)‎ ‎(2)证明最终打在半圆形边界且被特殊物质吸收的粒子,在磁场中运动的总时间都相等,并且求出该时间；‎ ‎(3)若第一象限内半圆形外区域的磁场存在一上边界y=a ,要想使所有粒子都不会从磁场上边界射出,则a至少为多大。‎ ‎15．如图甲所示,竖直放置的左端封闭、右端足够长且开口的U形均匀玻璃管中用水银柱封闭一段长为 l0=15cm的空气柱,两边管中水银柱长度分别为h1=22.5cm、h2=27.5cm,大气压强p0=75cmHg。‎ ‎（1）试求封闭空气柱的压强(用cmHg表示)；‎ ‎（2）现将U形管缓慢倒转使其开口向下,达到新的平衡,如图乙所示,假设在整个过程中环境的温度不发生变化,试求新平衡状态下空气柱的长度。‎ ‎16．如图所示，为等腰直角三棱镜的截面图，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光垂直BC边射向AB中点O，在光屏MN上产生两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为，。‎ ‎（1）请画出光路图，并分析说出AM侧亮斑的颜色；‎ ‎（2）已知，求两个亮斑间的距离。‎ ‎2020届河南省信阳高级中学高三 上学期期末考试物理试题 物理答案 ‎1．C ‎【解析】‎ 同位素的核外电子数量相同，所以一种元素的各种同位素都具有相同的化学性质，故A错误；核力是强相互作用的一种表现，原子核内相邻的的质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间均存在核力，故B错误；核子数越多其结合能也越大，所以的结合能比和都大，越接近铁元素的比结合能越大，所以的比结合能比和都小，故C正确；α射线实质是带正电的氦核、β射线实质是带负电的电子流都是带电粒子流，而γ射线是电磁波不带电，故D错误。故选C。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ 判断是超重还是失重要看加速度的方向，方向向下则为失重，方向向上则为超重，所以做竖直上抛的物体始终处于失重状态，故A错误；一个以很大速度做匀速运动的物体，速度尽管很大但其所受合力为零，故B错误；物体所受合外力 F 大小不变，方向 始终与速度方向垂直，则其运动一定是匀速圆周运动，故C错误；做曲线运动的物体，所受合外力为恒力时，根据其运动的特点可知，其轨迹一定是抛物线，故D正确。故选D。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ 小球受到重力、斜面的支持力和绳子的拉力；当斜面体缓慢向左移动，则绳子与水平方向的夹角变大，隔离对小球分析，通过矢量三角形知，斜面对小球的支持力变小，拉力变大。故A B错误；对斜面体受力分析，由于小球对斜面体的压力减小，则压力沿水平方向的分量减小，可知地面对斜面体的摩擦力减小，选项D 正确；以斜面体和小球整体为研究对象受力分析，‎ 竖直方向：N=（m+M）g-Tsinθ；当斜面体缓慢向左移动，则绳子与水平方向的夹角变大，拉力增大，所以地面对斜面体的支持力变小，故C错误。故选D。‎ ‎4．B ‎【解析】‎ A、月球的第一宇宙速度比地球的要小,故A错误；B、“嫦娥五号”从轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ是离心运动,所以需要加速,所以B选项是正确的；C、刚开始的时候月球对“嫦娥五号”的引力大于地球对“嫦娥五号”的引力,所以动能要减小,之后当地球的引力大于月球的引力时,卫星的动能就开始增加,故C错误；D、“嫦娥五号”降落至地面的运动为向心运动,需要减速,故D错误.综上所述本题答案是：B 点睛：第一宇宙速度是在星球表面发射飞行器的最小发射速度;圆周运动的卫星加速后做离心运动,减速后做向心运动.‎ ‎5．B ‎【解析】‎ AB、根据功率相等可知：‎ 当滑片从左向右滑动的过程的阻值增大，所以 减小，‎ 则理想变压器的输出功率为 则变压器的输出功率时关于电流的一元二次函数，所以输出功率随电流的减小有可能增大也有可能减小，故A错误；B正确；‎ C、由于电流变小，变压器的匝数不变，所以副线圈上的电流也变小，所以电阻R3上的电压变小，根据可知电容器上的电荷量也在减小，故C错误；‎ D、，由于电流减小，所以电压 增大，变压器匝数不变，根据 ，所以 也增大，故D错误；‎ 故选B ‎6．AD ‎【解析】‎ 设小球到达最高点的速度为v，A图：，解得：，小球能过最高点的最小速度对应：，所以A图中小球能做完整的圆周运动；B图：，最高点的最小速度对应：，可知，不能做完整的圆周运动；同理可得：C图也不能做完整的圆周运动；D图中小球在运动过程中受到的洛伦兹力不做功，同A图，能做完整的圆周运动，所以选择AD。‎ ‎7．BD ‎【解析】‎ 根据a-t图象可知，前两秒小滑块和长木板一起运动，2s～3s小滑块和长木板发生相对滑动，3s后小滑块和长木板分离，运用隔离法，对小滑块和长木板根据牛顿第二定律列方程，结合图象的斜率进行分析；在a-t图象的面积表示速度的变化量．‎ 在两者未发生相对滑动前，将两者看做一个整体，对整体有①，即如果两者之间没有相对滑动，则a-t图像的斜率恒定不变，从图中可知在2s末图像的斜率发生变化，即在2s末两者开始发生相对滑动，故0~2s过程中，小滑块受到的是木板给的静摩擦，根据牛顿第二定律可得，随着加速度的增大，静摩擦力在增大，A错误；2s末之后，两者发生相对滑动，滑块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为，对长木板分析，可知②，如果滑块一直在木板上，则木板的a-t图像将恒定不变，而从图中可知在3s末木板的加速度发生突变，所以在3s末滑块离开木板，故在0~2s过程中，由①可知③‎ ‎，在3s末，滑块离开木板，木板不再受滑块的摩擦力，故根据②可知④，联立③④解得，在3s前后，根据牛顿第二定律可得： ， ，两式联立可得，B正确C错误；在2s时刻小滑块与长木板速度相同，在2～3s时间内，滑块块运动的v-t图象如图中红色线段所示，小滑块的速度的变化量为，长木板的速度的变化量为，所以在3s时，长木板比小滑块的速度大0.5m/s，故D正确．‎ ‎8．BCD ‎【解析】‎ A、刚释放导体棒时，回路中只有感生电动势，其加速度为，当到达t2时刻后，感生电动势产生的电流消失，只剩下动生电动势产生的电流，则有，因为不能判断与的大小关系，所以加速度a不一定大于，故A错误；‎ B、整个运动过程中，当导体棒a的最大速度时则有，所以导体棒a的最大速度，故B正确；‎ C、在t1~t2时间内，由于下滑速度越来越大，所以产生的动生电动势越来越大，回路中的感应电流变大，导体棒所受安培力也越来越大，所以加速度越来越小，所以导体棒a可能先做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，然后做匀速直线运动，故C正确；‎ D、在t1~t3时间内，由动量定理可得，可得通过导体棒的电荷量为，故D正确；‎ 故选BCD。‎ ‎【点睛】‎ 分析导体棒所受安培力的大小变化情况，确定加速度大小变化情况，来分析运动情况，在t1~t3时间内，由动量定理结合电荷量的计算公式求通过导体棒的电荷量。‎ ‎9．BCE ‎【解析】‎ 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，此时暴露在空气中的水蒸发越慢，不是绝对湿度，故A错误；布朗运动说明液体分子做永不停息的无规则运动，同时说明液体分子间有间隙，故B正确；根据热力学第二定律知，热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，故C正确；一定质量的理想气体，如果温度升高，同时体积增大，内能增大，理想气体内能与体积无关，故D错误；气体的压强是由于气体分子频繁地撞击器壁产生的，故E正确；故选BCE。‎ ‎【点睛】‎ 解答本题需掌握：空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人感到越潮湿；布朗运动说明液体分子做永不停息的无规则运动，同时说明液体分子间有间隙；热量不能自发地从低温物体传递给高温物；理想气体内能与体积无关；气体的压强是由于气体分子频繁地撞击器壁产生的。‎ ‎10．BCE ‎【解析】‎ 变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场；选项A错误；全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，选项B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的，选项C正确；用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹；故D错误；光折射成像时，视深：h=H/n；水底同一深度并列红、黄、绿三盏灯时，绿光的折射率最大，故绿灯视深最浅，故E正确；故选BCE.‎ ‎11．（1） （2）0.2；0.25‎ ‎【解析】‎ 对全程应用动能定理列式计算，求出表达式，然后根据图线的斜率和纵截距结合表达式求解．‎ ‎（1）由动能定理，对全过程有：‎ 根据题意可知，即为．‎ ‎（2）根据公式可知，，代入数值可知：．‎ ‎12．（1） （2）7.0 （3）8.0；30 （4）大于 ‎【解析】‎ ‎（1）按实物图，R0与电阻箱R是串联关系，电压表测量两个电阻的总电压，画出电路图如图所示：‎ ‎（2）由电压表所接量程及所指的位置可知电压表的示数为7.0V。‎ ‎（3）根据闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+R0+r），而 联立可得：‎ 结合所绘的图象纵截距可得：=0.125V-1，从而求得：E=8.0V 由图象的斜率可知：‎ 将求得E值代入得：r=30Ω。‎ ‎（4）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理E=U+（）r，，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示 ，所以E测小于E真．‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键：知道运用伏阻法测量电源电动势和内阻的原理，会根据图象测量电源的电动势和内阻，将两个非线性关系的物理量，变成两个线性关系的物理量。‎ ‎13．4m/s，2m/s ‎【解析】‎ 设碰时A球与B球的速率分别为v1与v2,为完成反复运动,小球A和B各自碰前与碰后的速率应相等,即小球A碰后速度为-v1,小球B碰后速度为-v2,‎ 则有，得 设小球A到达底面所需时间为t ,则有 小球A往返一次所需时间 小球B往返一次需时 按题意要求有t1= t2‎ 即 解得：v1=4m/s，v2=2m/s ‎【点睛】‎ 分析清楚两球的运动情况，搞清两球运动时间关系、速度关系是解题的关键．同时要知道碰撞的基本规律：动量守恒定律．‎ ‎14．(1) (2) (3)2R ‎【解析】‎ ‎（1）如图甲所示；‎ 当粒子在半圆外做圆周运动恰好与y轴相切时，此时粒子的速度为最小值，设带电粒子在磁场内做匀速圆周 运动的轨道半径为r，轨迹圆心O2与半圆圆心O1连线与x轴之间的夹角为θ，由几何关系可知 两式联立可得:θ=15°,r=Rtan15°‎ 又 得 所以不会从y 轴正半轴射入第二象限的粒子的速度的取值范围为 ‎（2）如图乙所示做出某一速度粒子的轨迹，最终打在半圆边界，‎ 由几何关系可知: θ1+ θ2=360°‎ 所以带电粒子在磁场中运动的总时间为 ‎（3）如图丙所示做出某一速度粒子的轨迹,设其最高点为P,轨迹圆心O2与半圆圆心O1连线与x轴之间的夹角为θ，由几何关系可得P距x轴的距离（也就是P点的纵坐标）y 又因为 两式联立可得 当θ=45°时，x取到最大值ymax=2R 所以想使所有粒子都不会从磁场上边界射出，a的最大值为amax=2R ‎15．（1）80cmHg （2）l1=20cm或l2=30cm ‎【解析】‎ ‎（1）p1=p0+(h2-h1) cmHg 代入数据得p1=80cmHg ‎（2）设试管的横截面积为S，倒转后封闭管中仍有水银，而空气柱长度增加了x ，如图所示,‎ 则由玻意耳定律有p1l0S=p2(l0+x)S 而p1= p0+( h2-h1) cmHg p2= p0-[( h2+x)-(h1-x)] cmHg 代入数据得x1=5cm, x2=15cm 由于x1、x2 均小于h1，故倒转后管中仍有水银，对应的空气柱长度为l1=20cm或l2=30cm ‎【点睛】‎ 此题考查的是玻意耳定律的应用，难点是第二问倒转后要先判断是否左管中仍有水银，求气体压强是本题的一个难点。‎ ‎16.（1）红色 （2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设红光和紫光的临界角分别为，，得 同理，由于，所以紫光在AB面发生了全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，所以在AM处产生的亮斑为红色。‎ ‎（2）画出如图光路图：‎ 设折射角为，两个光斑分别为，根据折射定律得：‎ 解得：，‎ 由几何知识可得：‎ 由几何知识可得为等腰直角三角形，解得 所以。‎ 考点：光的折射定律 名师点睛：本题首先要能正确作出光路图，掌握全反射的条件，并能正确应用几何关系和折射定律结合进行解题。‎