河北省衡水中学2020届高三下学期5月期中考试物理试题

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河北省衡水中学2020届高三下学期5月期中考试物理试题

河北衡水中学2019-2020学年度期中考试 理科综合 一、选择题 ‎1.静止原子核 A经 1 次 ɑ 衰变生成原子核 B, 并释放出 γ 光子。已知原子核 A 的比结合能为E1,原子核 B的比结合能为E2,ɑ 粒子的比结合能为E3,γ 光子的能量为E4,则下列说法正确的是( )‎ A. 该反应过程质量增加 B. B核在元素周期表的位置比A核前移4位 C. 释放 γ 光子的能量 E4= E1-(E2+ E3)‎ D. 比结合能E1小于比结合能E2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.该反应的过程中释放γ 光子,由质能方程可知,一定有质量亏损,故A错误。‎ B.α粒子的电荷数为2,所以B核的电荷数比A少2个,B核在元素周期表的位置比A核前移2位,故B错误;‎ C.设A核的质量数为m,B核的质量数为m-4,α粒子的质量数为4,根据能量守恒可得 ‎4E3+(m-4)E2-mE1=E4‎ 故C错误;‎ D.核反应的过程中释放热量,可知比结合能E1小于比结合能E2,故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.户外野炊所用的便携式三脚架,由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起,每根杆均可绕铰链自由转动。如图所示,将三脚架静止放在水平地面上,吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央,三根杆与竖直方向的夹角均相等。若吊锅和细铁链的总质量为m,重力加速度为g,不计支架与铰链之间的摩擦,则(  )‎ A. 当每根杆与竖直方向的夹角为时,杆受到的压力大小为mg B. 当每根杆与竖直方向的夹角为时,杆对地面的摩擦力大小为mg C. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时,三根杆对铰链的作用力的合力变大 D. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时,杆对地面的压力变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 详解】A.根据平衡条件,竖直方向,有 解得 故A错误;‎ B.杆对地面的摩擦力大小为 故B正确;‎ C.当每根杆与竖直方向的夹角均变大时,三根杆对铰链的作用力的合力仍与吊锅和细铁链的总重力大小相等,故C错误;‎ D.由平衡可知 得 杆对地面的压力 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.如图所示,某时刻将质量为‎10kg的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端,当货物与传送带速度恰好相等时,传送带突然停止运动,货物最后停在传送带上。货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,货物在传送带上留下的划痕长为‎10cm,重力加速度取 ‎10m/s2,则货物(  )‎ A. 总位移为‎10cm B. 运动的总时间为0.2s C. 与传送带由摩擦而产生的热量为5J D. 获得的最大动能为5J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.设传送带的速度为v,经时间t货物与传送带速度相等,则货物相对传送带的位移为 即为划痕长度,当传送带停止货物做匀减速运动,由于加速和减速过程的加速度大小相等,则货物在传送带上减速的位移为 由于加速过程留下划痕长度与减速过程留下划痕长度重合,则货物的总位移为两倍的划痕长度即为‎20cm,故A错误;‎ B.货物减速的位移为‎10cm,加速度为 则有 解得 总时间为 故B错误;‎ C.与传送带由摩擦而产生的热量为 故C错误;‎ D.当货物与传送带速度相等时速度最大,动能最大,则 得 则最大动能为 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.最近几十年,人们对探测火星十分感兴趣,先后发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。在探测器“奔向”火星的过程中,用h表示探测器与火星表面的距离,a表示探测器所受的火星引力产生的加速度,a随h变化的图像如图所示,图像中a1、a2、h0以及万有引力常量G己知。下列判断正确的是(  )‎ A. 火星的半径为 B. 火星表面的重力加速度大小为 C. 火星的第一宇宙速度大小为 D. 火星的质量大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.分析图象可知,万有引力提供向心力 当时 联立解得,火星的半径 火星的质量 A错误D正确;‎ B.当h=0时,探测器绕火星表面运行,火星表面的重力加速度大小为a1,B正确;‎ C.在火星表面,根据重力提供向心力得 解得火星的第一宇宙速度 C错误。‎ 故选BD。‎ ‎5.如图所示,固定斜面足够长,斜面与水平面的夹角α=37°,一质量为‎3m的L形工件沿斜面以速度匀速向下运动。工件上表面光滑,下端为挡板,某时刻,一质量为m的小木块轻轻放在工件上的A 点,当木板运动到工件下端是(与挡板碰前的瞬间),工件速度刚好减为零,后木块与挡板第一次相碰,以后每隔一段时间,木块就与挡板碰撞一次。已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短,木块始终在工件上运动,重力加速度取g=‎10m/s2,下列说法正确的是(  )‎ A. 下滑过程中,工件和木块系统沿斜面方向上动量不守恒 B. 下滑过程中,工件的加速度大小为‎6m/s2‎ C. 木块与挡板第1次碰撞后瞬间,工件的速度大小为‎3m/s D. 木块与挡板第1次碰撞至第2次碰撞的时间间隔为0.75s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.下滑过程中,工件和木块系统沿斜面方向上合力为零,所以沿斜面方向上动量守恒,故A错误;‎ B.工件在斜面上的受力如下图 开始工件匀速下滑,根据牛顿第二定律有 解得 把木块放上,对工件受力分析有 解得 故B错误;‎ C.设碰撞瞬间木块速度为v,碰撞前的过程工件与木块组成的系统动量守恒,即 解得 设碰撞后攻坚的速度为v2,木块速度为v1,碰撞过程根据动量守恒有 根据能量守恒有 解得 故C错误;‎ D.设木块与挡板第1次碰撞至第2次碰撞的时间间隔为t,在此时间内工件的位移为 木块的位移 解得 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.在倾角为θ的光滑固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块A和B,它们的质量分别为m和‎2m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,开始未加电场系统处于静止状态,B不带电,A带电量为+q,现加一沿斜面方问向上的匀强电场,物块A沿斜面向上运动,当B刚离开C时,A的速度为v,之后两个物体运动中当A的加速度为0时,B的加速度大小均为a,方向沿斜面向上,则下列说法正确的是(  )‎ A. 从加电场后到B刚离开C的过程中,A发生的位移大小为 B. 从加电场后到B刚离开C的过程中,挡板C对小物块B的冲量为0‎ C. B刚离开C时,电场力对A做功的瞬时功率为 D. 从加电场后到B刚离开C的过程中,物块A的机械能和电势能之和先增大后减小 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.开始加电场时,弹簧处于压缩状态,对A,根据平衡条件和胡克定律有 解得 物块B刚要离开C时,弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力,根据胡克定律有 解得 故从加电场后到B刚离开C的过程中,A发生的位移大小为 故A错误;‎ B.从加电场后到B刚离开C的过程中,挡板C对小物块B的作用力不为零,由 知挡板C对小物块B的冲量不为零,故B错误;‎ C.设A所受的电场力大小为F,当A的加速度为零时,B的加速度大小均为a,方向眼斜面向上,根据牛顿第二定律,对A有 对B有 故有 B刚离开C时,电场力对A做功的瞬时功率为 故C正确;‎ D.对A、B和弹簧组成的系统,从加电场后到B刚要离开C的过程中,物块A的机械能、电势能和弹簧的弹性势能之和保持不变,弹簧的弹性势能先减小后增大,则物块A的机械能和电势能之和先增大后减小,故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎7.如图所示,A、B两点相距‎0.5m,处于同一高度,在A点固定一个大小可忽略的定滑轮,细线的一端系有一个质量为M的小球甲,另一端绕过定滑轮固定于B点,质量为m的小球乙固定在细线上的C点,AC间的细线长度为‎0.3m,用力F竖直向下拉住小球乙,使系统处于静止状态,此时AC间的细线与水平方向的夹角为53°,撤去拉力F,小球乙运动到与AB相同的高度时,速度恰好变为0,然后又向下运动,忽略一切摩擦,重力加速为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法中正确的是(  )‎ A. F的大小为 B. M:m=6:5‎ C. 小球乙向下运动到最低点时细线对小球甲的拉力小于mg D. 小球甲运动到最低点时处于超重状态 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.撤去拉力F,小球乙运动到B相同的高度时,速度恰好变为0,小球甲下降的高度为 小球乙上升的高度为 对小球甲和小球乙组成的系统,机械能守恒,则有 解得 开始时小球乙受力分析如下图所示 由平衡条件得 且有 联立解得 故A错误,B正确;‎ C.小球乙向下运动到最低点时,根据机械能守恒可知最低点为C点,设在最低点时小球乙的加速度大小为a,根据题意可知加速度方向竖直向上,此时小球甲的加速度为a1,方向竖直向下,则有 解得 故C正确;‎ D.小球甲运动到最低点时,小球甲即将竖直向上做加速直线运动,所以小球甲处于超重状态,故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎8.如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场,在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3,且t1:t2:t3=3:3:1.直角边bc的长度为L,不计粒子的重力,下列说法正确的是 A. 三个粒子的速度大小关系可能是v1=v2>v3‎ B. 三个粒子的速度大小关系可能是v10,求第IV象限磁场的感应强度的可能值。‎ ‎【答案】(1);(2)(n=1,2,3. . .)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意可知,粒子在第II象限运动时,有 解得 ‎(2)粒子由P点到O点的过程中,沿x轴方向做匀速直线运动,沿y轴方向做匀加速直线运动,设到达O点时沿y轴方向的速度为,则 解得 粒子穿过O点时的速度大小为 即 方向与x轴正方向夹角为45°。设粒子在第IV象限运动时轨迹半径为r,第IV象限磁场感应强度为B,根据 可知,粒子在第I象限运动时的轨迹半径为,粒子的运动轨迹如图所示 运动过程中经过点Q(L,0),则需满足 ‎(n=1,2,3…)‎ 又 解得 ‎(n=1,2,3…)‎ ‎12.如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒,跨接在导轨上。已知a棒的质景为‎3m、电阻为R,b棒的质量为m、电阻为3R,其它电阻不计。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放,分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中,a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好,且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。‎ ‎(1)金属棒b向左运动速度大小减为金属棒a的速度大小的一半时,金属棒a的速度多大?‎ ‎(2)金属棒a、b进入磁场后,如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动,此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热多大?‎ ‎(3)从b棒速度减为零至两棒达共速过程中二者位移差是多大?‎ ‎【答案】(1);(2)3mgh;(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)金属棒从弧形轨道滑下,由机械能守恒有 解得 两棒同时进入磁场区域的初速大小均为。由于两棒在水平轨道上时所受合外力为零,则两棒在水平轨道上运动时动量守恒,可得 ‎(2)先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动,则两棒在水平面上匀速的速度相等,由动量守恒得 解得 方向向右。‎ 金属棒a、b进入磁场后,到b棒第一次离开磁场过程中,由能量守恒得 解得此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热 ‎(3)对b 根据电量公式 ‎13.关于物态变化,下列说法正确的是(  )‎ A. 液体的饱和气压越大,该液体越不容易挥发 B. 密闭容器中的水蒸气达到饱和时,水蒸气的密度不再发生变化 C. 密闭容器中的水蒸气达到饱和时,没有水分子离开水面 D. 温度越高,密闭容器中水蒸气分子的数密度越大 E. 空气中的水蒸气压强越接近此温度时的饱和气压,人感觉越潮湿 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A.饱和气压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度,饱和气压越大,表示该物质越容易蒸发,故A错误;‎ B.密闭容器中的水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,密度也不再发生变化,故B正确;‎ C.密闭容器中的水蒸气达到饱和时,水中仍然会有水分子离开水面,只是水中水分子离开水面与进入水面的是平衡的,故C错误;‎ D.温度越高,分子平均速率越大,而且液体分子越易离开液面,分子数密度越大,故D正确;‎ E.空气相对湿度越大时,空气中的水蒸气压强越接近此温度时的饱和气压,人感觉越潮湿,故E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎14.如图所示,两内壁光滑的圆筒形导热气缸拼接在—起,上部分的横截面积为2S,下部分的横截面积为S,上部分开口,下部分底部封闭,A、B两个导热活塞将a、b两部分理想气体封闭在气缸内。A活塞的质量为‎2m,B活塞的质量为m。大气压强为p0,重力加速度为g,初始时环境温度为T,A活塞到上部分气缸底部距离为L,B活塞到上下部分气缸底距离均为L ‎,当缓慢降低环境温度到时,A活塞恰好到达上部分气缸底部,在此过程中b部分气体向外释放的热量为Q,求:‎ ‎(1)的大小;‎ ‎(2)b部分气体内能的减少量。‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)等压变化,设B活塞下降距离为x,对a部分气体 有 对b部分气体 有 解得 ‎(2)a部分气体的压强为 b部分气体的压强为 b部分气体被压缩过程中,外界对气体做的功为 气体内能的减少量为 解得 ‎15.如图所示为某时刻一列沿x轴负方向传播的简谐横波,P、Q为介质中的两个质点,从该时刻起P质点再经过1s第一次回到平衡位置,从该时刻起Q质点再经过6s第一次回到原位置,则该机械波的波速为__________,从该时刻起12s时P质点的纵坐标为__________,振动方向__________。‎ ‎【答案】 (1). 0. ‎25m/s (2). (3). 沿y轴正方向 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3]波沿x轴负方向传播,该时刻P质点振动方向沿y轴负方向,Q质点振动方向沿y轴正方向,P质点从出发点到平衡位置的时间与Q质点从出发点到平衡位置的时间相同,则有 得 由 得 ‎12s为,则P质点的纵坐标为 振动方向沿y轴正方向。‎ ‎16.如图所示为检测液面变化的装置示意图,在液面上方固定一个平板,在液面底部铺一个平面镜,在平板的A点固定一个激光笔,激光笔与板成45°角向液面发射一束激光,经液面折射和平面镜反射后再照射到平板的另一侧,液体对激光的折射率为。‎ ‎(1)求激光射入液面后的折射角;‎ ‎(2)若液面下降高度为x,求照射到平板右侧光点的移动距离与液面下降高度x的关系式。‎ ‎【答案】(1)30°;(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如下图所示为激光的光路图 由折射定律 得 ‎(2)设平板到液面的高度为h,液面的深度为H,有 由对称性可得 即 同理,当液面下降高度x时,平板到液面高度为h+x,液面深度为H-x,则有 由 得
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