【物理】河南省九师联盟2020届高三上学期核心模拟试题（二）（解析版）

【物理】河南省九师联盟2020届高三上学期核心模拟试题（二）（解析版）

河南省九师联盟2020届高三上学期 核心模拟试题（二）‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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.下列核反应方程正确的是（　　）‎ A. 轻核聚变反应方程中，x表示电子 B. 铀核裂变的一种核反应方程 C. 核反应方程为轻核聚变 D. 放射性元素发生的α衰变方程为 ‎【答案】D ‎【详解】A．据质量数和电荷数守恒可得，轻核聚变反应方程为 即x表示中子，故A项错误；‎ B．铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中铀核裂变的一种核反应方程为 故B项错误；‎ C．核反应方程 为人工转变，故C项错误；‎ D．据质量数和电荷数守恒可得，放射性元素发生的α衰变方程为 故D项正确。‎ ‎2.2019年4月10日晚，数百名科学家参与合作“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量M和半径R的关系为，其中c为光速，G为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为v，轨道半径为r，则可知(　　)‎ A. 该黑洞的质量M＝‎ B. 该黑洞的质量M＝‎ C. 该黑洞的半径R＝‎ D. 该黑洞的半径R＝‎ ‎【答案】BC ‎【详解】AB.设黑洞的质量为，环绕天体的质量为，根据万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力有：，化简可得黑洞的质量为，故B正确，A错误；‎ CD.根据黑洞的质量和半径的关系，可得黑洞的半径为，故C正确，D错误．‎ ‎3.当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如图甲所示。已知图乙中定值电阻R的阻值为10Ω，电容器C的击穿电压为5V。则下列选项正确的是（　　）‎ A. 矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin100πt（A）‎ B. 矩形线框的转速大小为100r/s C. 若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略）‎ D. 矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为i=1.2sin100πt（A）‎ ‎【答案】A ‎【详解】A．由图象可知，矩形线框转动的周期T=0.02s，则 所以线框中产生的交变电流的表达式为 i=0.6sin100πt（A）‎ 故A项正确；‎ B．矩形线框转动的周期T=0.02s，所以线框1s转50转，即转速为，故B项错误；‎ C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压为 u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V）‎ 由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故C项错误；‎ D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为 ω′=200πrad/s 角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为I′m=1.2A 则电流的表达式为i2=1.2sin200πt（A）‎ 故D项错误。‎ ‎4.如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（　　）‎ A. 1： B. 1：2‎ C. ：1 D. ：2‎ ‎【答案】A ‎【详解】‎ 分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以 T=m甲g 以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得 综上可得 故A项正确，BCD三项错误。‎ ‎5.如图所示的电路中，AB和CD为两个水平放置的平行板电容器，AB板间有一点P，闭合开关K，待电路稳定后将开关断开。现将一有机玻璃板（图中未画出）插入CD板间，则下列说法正确的是（　　）‎ A. CD平行板电容器的电容减小 B. P点电势降低 C. A、B两板间的电场强度增大 D. 电阻R中有向右的电流 ‎【答案】B ‎【详解】A．将玻璃板插入CD板间，则相对介电常数ε增大，其他条件不变，由可知，CD平行板电容器的电容增大，故A错误；‎ BC．电容器两板间电压 断开开关后，两电容器总电荷量不变，由于CD电容器的电容增大，电容器两板间电势差均变小，由可知，AB板间电场强度变小，则P点与B板间的电势差变小，因为B板接地电势始终为零，则P点电势降低，故B项正确，C项错误；‎ D．由于插入玻璃板的过程中，电容器两板间电势差变小，则AB电容器放电，电阻R中有向左的电流，故D项错误。‎ ‎6.甲、乙两质点在同一条直线上运动，质点甲做匀变速直线运动，质点乙做匀速直线运动，其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15s处，图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是（　　）‎ A. t=5s时乙车的速度为2m/s，甲车的速率为2m/s B. t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25m C. t=0时刻甲车的速度大小为4m/s D. 甲车的加速度大为0.1m/s2‎ ‎【答案】A ‎【详解】AD．乙车做匀速直线运动，速度为 甲车做匀变速直线运动，其图线在15s时与横轴相切，则t=15s时甲车速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，据位移时间公式，结合图象有 解得a=0.2m/s2‎ 所以t=5s时甲车的速率 故A项正确，D项错误；‎ B．t=15s时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，据，根据图象有 则t=0时刻甲、乙两车之间的距离为22.5m，故B项错误；‎ C．t=15s时甲车的速度为零，利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动，则0时刻甲车的速度大小为 故C项错误。‎ ‎7.某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv（k为常数），已知机车的质量为M=2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104N B. 常数k=1.0×103kg/s C. 当机车以速度v=20m/s匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104N D. 当机车以速v=20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W ‎【答案】AD ‎【详解】A．机车的速度达到最大时所受的阻力 故A项正确；‎ B．据阻力为f=kv可得 故B项错误；‎ CD．机车以速度20m/s匀速行驶时，则有 机车以速度20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率 故C项错误，D项正确。‎ ‎8.如图所示的 “U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（　　）‎ A. 磁场对金属棒做功为 B. 流过金属棒的电荷量为 C. 整个过程因摩擦而产生的热量为 D. 金属棒与导轨之间的动摩擦因数为 ‎【答案】BD ‎【详解】A．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热 由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功 故A项错误；‎ B．由法拉第电磁感应定律得 又 解得：流过金属棒的电荷量 故B项正确；‎ C．由能量守恒可知 所以整个过程因摩擦而产生的热量 故C项错误；‎ D．由C选项的分析可知 解得 故D项正确。‎ ‎9.如图所示，倾角为α=37°的斜面体固定在水平面上，质量为m=1kg可视为质点的物块由斜面体的顶端A静止释放，经过一段时间物块到达C点。已知AB=1.2m、BC=0.4m，物块与AB段的摩擦可忽略不计，物块与BC间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块在BC段所受的摩擦力大小为6N B. 上述过程，物块重力势能的减少量为9.6J C. 上述过程，因摩擦而产生的热量为1.6J D. 物块到达C点的速度大小为4m/s ‎【答案】BCD ‎【详解】A．物块在BC段，所受的摩擦力大小 故A项错误；‎ B．物块从顶端A到达C点，物块重力势能的减少量 故B项正确；‎ C．物块在通过BC段时，因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功 故C项正确；‎ D．物块从顶端A到达C点，根据动能定理 解得：物块到达C点的速度大小 故D项正确。‎ ‎10.如图所示，MN 是一半圆形绝缘线，O 点为圆心，P 为绝缘线所在圆上一点，且 OP垂直于 MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的( )‎ A. O 点处和 P 点处的电场强度大小相等，方向相同 B. O 点处和 P 点处的电场强度大小不相等，方向相同 C. 将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电场力始终不做功 D. 将一正点电荷沿直线从 O 移动到 P，电势能增加 ‎【答案】BC ‎【详解】分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，‎ 由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。‎ AB. 由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；‎ CD. 由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。‎ 二、非选择题：共60分.第11〜14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15〜16题为选考题，考生根据要求作答.‎ ‎11.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。‎ 根据所学的知识回答下列问题：‎ ‎(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；‎ ‎(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；‎ ‎(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；‎ ‎(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为____（用以上相关物理量的字母表示）。‎ ‎【答案】(1)取下 左 (2)远大于 (3)0.555 (4). ‎ ‎【详解】(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。‎ ‎(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。‎ ‎(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为 ‎11×0.05mm=0.55mm 则挡光片的宽度 d=5mm+0.55mm=5.55mm 即为0.555cm。‎ ‎(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即 W=mgL 小车通过光电门1时的速度 小车通过光电门2时的速度 小车通过两光电门的过程中动能的变化量 验证动能定理的关系式应为 ‎12.某同学要测量量程为6 V的电压表Vx的内阻，实验过程如下：‎ ‎(1) 先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表功能选择开关置于“×1 K”挡，调零后，将红表笔与电压表________(选填“正”或“负”)接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接，指针位置如图所示，电压表内阻为________Ω.‎ ‎(2) 为了精确测量其内阻，现提供以下器材：‎ 电源E(电动势为12 V，内阻约为1 Ω)‎ Ｋ开关和导线若干 电流表A(量程0.6 A，内阻约为3 Ω)‎ 电压表V(量程10 V，内阻约为15 kΩ)‎ 定值电阻R0(阻值为5 kΩ)‎ 滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，额定电流为1 A)‎ 滑动变阻器R2(最大阻值为50 Ω，额定电流为1 A)‎ ‎①请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图 (需标注所用实验器材的符号)．‎ ‎② 待测电压表Vx内阻测量值的表达式为Rx＝________．(可能用到的数据：电压表Vx的示数为Ux，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I)‎ ‎【答案】 (1) 负 1.00×104 (2) ① 如图所示； ② ‎ ‎【详解】（1）红表笔是欧姆表的负极，所以应该接电压表的负接线柱．电压表的内阻为．‎ ‎（2）滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，应该选择分压接法，若使用会使流过滑动变阻器的电流超过，故要选择，电路图如图：‎ 根据欧姆定律可得电压表内阻测量值为：．‎ ‎13.如图所示为一种质谱仪的工作原理图，圆心角为90°的扇形区域OPQ中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，所有带电粒子经加速电压U加速后从小孔C射出，由磁场边界OP上N点垂直OP进入磁场区域，然后均从边界OQ射出，ON=l，不计粒子重力。‎ ‎(1)若由静止开始加速的某种粒子X从边界OQ射出时速度方向与OQ垂直，其轨迹如图中实线所示，求该粒子的比荷；‎ ‎(2)若由静止开始加速的另一种粒子Y，其比荷是X粒子比荷的，求该粒子在磁场区域中运动的时间t。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【详解】(1) X粒子在电场中加速的末速度为v0，由动能定理可得 在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得 由几何知识可知，粒子的轨道半径为 r=l 联立解得 ‎(2)Y粒子在电场中加速的末速度为v1，由动能定理可得 在磁场中由洛伦兹力充当向心力可得 又 解得 r1=2l Y粒子在磁场中的轨迹如图所示，圆心为O1，则 由图可得 由三角函数可知 所以在磁场中运动的时间为 联立解得 ‎14.如图所示，质量为M=2kg的长木板甲放在光滑的水平桌面上，在长木板右端l=2m处有一竖直固定的弹性挡板，质量为m=1kg可视为质点的滑块乙从长木板的左端冲上，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，假设长木板与弹性挡板发生碰撞时没有机械能的损失。‎ ‎(1)滑块乙的初速度大小为v0=3m/s时，滑块乙不会离开长木板甲，则整个过程中系统产生的内能应为多少？‎ ‎(2)如果滑块乙的初速度大小为v0=11m/s，则长木板甲至少多长时，才能保证滑块乙不会离开长木板甲？‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【详解】(1)设甲、乙与挡板碰前先达共同速度，则由动量守恒定律得 解得 v1=1m/s 设此时甲位移x1，则 得 x1=0.5m

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