【物理】河南省2020届高三上学期阶段性考试试题（五）（解析版）

【物理】河南省2020届高三上学期阶段性考试试题（五）（解析版）

河南省2020届高三上学期阶段性考试试题（五）‎ ‎1.下列说法正确的是 A. 黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B. 光电效应中，遏出电压与入射光的频率有关，与产生光电效应的金属材料无关 C. 有些原子的发射光是连续谱，有些的发射光谱是线状谱 D. 氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和 ‎【答案】D ‎【详解】A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；‎ B．根据光电效应方程：‎ 光电子在光电管中由反向电压而减速到零，由动能定理：‎ 联立可得：‎ 可知遏出电压与入射光的频率有关，也与产生光电效应的金属材料(逸出功)有关，故B错误；‎ C．各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线，故C错误；‎ D．当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，会向外放出一定的能量，根据爱因斯坦的质能方程可知核反应有质量亏损，则氘核的质量小于中子与质子的质量之和，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.静止在光滑水平面上的两物块通过一根细线相连，中间夹着一根压缩了的轻弹簧（与两物块均不拴接），如图所示，A物块的质量是B物块质量的2倍。现烧断细线，在弹簧弹开两物块的过程中，用、分别表示弹簧对A、B两物块的冲量大小，则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】烧断细线后在弹簧弹开两个物体的过程中，A、B所受的弹簧弹力大小相等、作用时间t相等，则由 I=Ft 知：IA=IB，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1，副线圈接有阻值为10的定值电阻R，原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。下列分析正确的是 A. 变压器原线圈通过的电流为 B. 变压器副线圈通过的电流为 C. 电阻R两端的电压为10 V D. 电阻R消耗的功率为40 W ‎【答案】B ‎【详解】由原线圈接的正弦交变电压的u-t图像可读出最大值为，可得输入电压的有效值为；‎ ‎，‎ 由理想变压器的电压比等于匝数比，有：‎ 可得副线圈的两端的电压为：‎ AB．对副线圈的电路由欧姆定律可得副线圈的电流为：‎ 结合电流比等于匝数的反比，可得原线圈流过的电流为：‎ 故A项错误，B项正确；‎ C．电阻R并联在副线圈两端，则电压即为副线圈两端的电压为，故C错误；‎ D．电阻R消耗的功率为：‎ ‎，‎ 故D项错误。‎ 故选B。‎ ‎4.测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为固定的测速仪，A为汽车，两者相距334m.某时刻当B发出超声波时，A立即由静止开始做匀加速线运动。当B接收到反射回来的超声波信号时，测得A、B间距离为358m。已知空气中的声速为340m/s，则汽车A的加速度大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】设超声波往返的时间为2t，则汽车在2t时间内的位移为：‎ 而 到超声波被反射时，A车的位移为：‎ 代入数据关系解得：‎ 超声波在2t内的路程为：‎ s=2×（334+6）m=680m 又 s=v×2t，‎ 解得：‎ t=1s 将t=1s，代入到关系式中，解得：‎ a＝12m/s2，‎ 故C正确，ABD错误。‎ 故选C ‎5.一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方有一警示牌，立即刹车。刹车后汽车立即开始做匀减速直线运动，直至停止。已知从刹车开始计时，汽车在 0~2s内的位移大小为48m，4s~6 s内的位移大小为3m。用、分别表示汽车匀速行驶时的速度大小及刹车后的加速度大小，则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【详解】设汽车的加速度大小为a，初速度为v0，则在0～2s内，的位移为：‎ ‎ ①‎ 汽车在4s时的速度为 ‎ ②‎ 则4～6s内的位移为：‎ 代入数据解得 v0=29.625m/s，‎ a=5.625m/s2；‎ 但当t=6s时，可得速度为v6=-4.125m/s，这说明在t=6s时汽车已停止运动，因此上面的计算不成立。‎ 则4～6s内的位移为 ‎ ƒ 联立①②ƒ式计算可得 a=6m/s2，‎ v0=30m/s，‎ 故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，OP是固定水平面，OQ为固定的竖直立柱，AB是靠在立柱上、倾角为的斜面。一小物块(可视为质点）以大小为的速度向左经过水平面上的P点后，最高能沿斜面滑行到斜面上的C点；现将斜面沿图中虚线A'B'(倾角为）靠在立柱上，小物块同样以速度向左经过水平面上的P点，已知小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数处处相等且不为零，小物块通过水平面与斜面的交接处时速度大小不变，D、E为沿虚线A'B'放置的斜面上的两点，D与C在同一竖直线上，E与C在同一水平线上，则小物块能沿斜面滑行到的最高位置一定在 A. D点 B. D、E两点之间的某位置 C. E点 D. E点上方的某位置 ‎【答案】B ‎【详解】设C点到水平面的高度为hC，到P点的水平距离为lC，小物块的质量为m，与水平面及斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，小物块从P经A到C的过程中，克服重力和摩擦力做的总功 ‎，‎ 又 ‎，‎ 故 ‎，‎ 可见，与斜面的倾角无关，与和有关；根据动能定理可知 ‎，‎ 同理可知，小物块从P经到D的过程中，克服重力和摩擦力做的总功 ‎，‎ 小物块从P经到E的过程中，克服重力和摩擦力做的总功 ‎，‎ 根据题意可知 ‎，‎ ‎，‎ 故 ‎；‎ 小物块从P沿倾角为的斜面滑行道最高位置的过程中，克服重力和摩擦力做的总功一定为 ‎，‎ 故小物块一定能沿斜面滑行道D、E两点之间的某位置，选项B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎7.如图所示，在两等量异种点电荷产生的电场中，abcd是以两点电荷连线中点O为对称中心的菱形，a、c在两点电荷的连线上。下列判断正确的是 A. a点的电场强度小于b点的电场强度 B. a、c两点的电场强度相同 C. 一带正电的试探电荷沿直线ab由a点移到b点的过程中，其电势能增大 D. 一带负电的试探电荷沿直线bd由b点移到d点的过程中，其电势能不变 ‎【答案】BD ‎【详解】A．由等量异种点电荷周围电场线的分布可知，a点的电场强度大于b点的电场强度，选项A错误；‎ B．由对称性可知，a、c两点的电场强度大小相等、方向相同，选项B正确；‎ C．a点电势高于b点电势，一带正电的试探电荷由a点移到b点的过程中，电场力对其做正功，其电势能减小，选项C错误；‎ D．b、d连线为等势线（面），在等势线（面）上移动电荷，电场力不做功，电荷的电势能不变，选项D正确。故选BD。‎ ‎8.如图甲所示，abcd边长为20 cm、总电阻为0.2的正方形闭合导线框，固定在与线圈平面垂直的匀强磁场中。磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，取垂直纸面向里为正。下列说法正确的是 A. t=0时，线框a、b两点间电压为0.04V B. t=1s时，线框中产生的感应电流为0.2 A，方向为 adcba C. t=2.5s时，线框中a、d两点间电压为0.06 V D. 在5 s~6 s内，通过线框某横截面的电荷量为0.4C ‎【答案】BD ‎【详解】A．由公式 知，时线框产生的电动势为0.04V，线框a、b两点间电压为0.01V，选项A错误；‎ B．s时，由闭合电路的欧姆定律：‎ ‎，‎ 解得 A，‎ 由楞次定律可得，感应电流的方向为adcba，选项B正确；‎ C．s时，电动势为 V，‎ 则线框a、d两点间电压为0.02V，选项C错误；‎ D．由电量公式 可得，在5s~6s内通过线框某横截面的电荷量为0.4C，选项D正确。‎ 故选BD。‎ ‎9.2018年12月8 日，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭成功发射了“嫦娥四号”探测器，开启了月球探测的新旅程，其运行轨迹如图所示，①为近地点约200 km、远地点约4.2×105km的地月转移轨道，②为近月点约100 km、远月点约400 km的环月椭圆轨道， ③为距月面平均高度约100 km的环月圆轨道，④为近月点约15 km、远月点约100 km的预定月球背面着陆准备轨道（环月椭圆轨道）。下列说法正确的是 A. “嫦娥四号”沿轨道①靠近月球的过程中，月球对其做负功 B. “嫦娥四号”沿轨道②从远月点向近日点运动的过程中，速率增大 C. 用、分别表示“嫦娥四号”沿轨道③、④通过P点时的速率，则 D. 用、分别表示“嫦娥四号”沿轨道④通过P、Q两点时速率，则 ‎【答案】BC ‎【详解】A．“嫦娥四号”沿轨道①靠近月球的过程中，月球对其做正功，选项A错误；‎ B．轨道②是环月椭圆轨道，“嫦娥四号”是在月球引力作用下运动，且在向近月点运动，月球对它的引力做正功，故速率增大，选项B正确；‎ C． “嫦娥四号”在P点变轨，由轨道③变为轨道④，这一过程需要减速，使月球对它的引力大于它所需要的向心力，做向心运动，故，选项C正确；‎ D．P、Q两点分别为轨道④的远月点和近月点，“嫦娥四号”由远月点P向近月点Q运行的过程中，月球对它的引力做正功，速率增大，即，选项D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，D、E分别为BC、AC边的中点，在该三角形区域内存在磁感位强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量相同的甲、乙两粒子(不计重力)先后从A点沿AD方向均以速度进入三角形区域，最后，甲、乙两粒子分别从B、E点离开三角形区域。下列说法正确的是 A. 甲粒子带正电，乙粒子带负电 B. 若用、分别表示甲、乙两粒子所带的电荷量，则 C. 若用、分别表示甲、乙两粒子在磁场中做圆周运动的半径，则 D. 若用、分别表示甲、乙两粒子在三角形区域内运动的时间，则 ‎【答案】ACD ‎【详解】A．根据题意作出两粒子在三角形磁场区域内运动的轨迹，如图所示。‎ 根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A正确；‎ BC．由图中几何关系可知，由 可知 ‎，‎ 解得，选项B错误、C正确；‎ D．由周期公式 和运动时间 联立解得 ‎（为粒子运动的轨迹圆弧对应的圆心角）；‎ 由图中几何关系可知，即甲、乙两个粒子在三角形区域内运动的轨迹圆弧对应的圆心角相等，故 ‎，‎ 解得 ‎，‎ 选项D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎11.在探究“小车质量不变时，其加速度与力的关系”的实验中，某实验小组设计了如图甲所示的装置，A为小车，B为打点计时器，C为力传感器(测绳子的拉力），P为小桶 （内有砂子)，M是一端带有定滑轮的足够长的木板。不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦。‎ ‎（1）实验中，为了使轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，先调节长木板一端滑轮的高度，使轻绳与长木板平行。接下来还需要进行的—项操作是_________。‎ A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节小桶内砂子的量，使小车在小桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 ‎ B．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带及小桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动 C．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去小桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 ‎ ‎（2）在该实验中，________（选填“一定要”或“不需要”）满足小桶（内有砂子)的质量远小于小车的质量这一条件。‎ ‎（3）已知交流电源的频率为50 Hz，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻计数点之间还有4个点未标出，由该纸带可求得小车的加速度a= ________ m/s2。(结果保留两位小数）‎ ‎【答案】 (1). C (2). 不需要 (3). 0.85‎ ‎【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，借助小车所受的重力的分力等于所受的滑动摩擦力，则不能牵绳连小桶，但小车应连着已经穿过打点计时器的纸带，主要可以用点迹显示小车是否达到匀速直线运动，另一方面顺便把纸带受到的摩擦力也平衡掉；故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎（2）[2]由于此装置安装了力传感器来测绳子的拉力，即能准确得到小车的合力为绳子的拉力，所以不需要用小桶的重力近似代替小车所受的拉力，也就不需要用天平测量小桶（内有砂子）的质量，故不需要改质量远小于小车的质量。‎ ‎（3）[3]相邻计数点之间还有4个点未标出，则计数点间的时间间隔为 而纸带上只有三段连续相等时间内的位移之差均为 ‎，‎ 由匀变速直线运动的判别式有：‎ 可求出小车的加速度：‎ ‎。‎ ‎12.一实验小组利用图甲所示电路测量某干电池的电动势和内阻。‎ ‎（1）根据实验电路连接好各电路元件，在闭合开关S前，应调节电阻箱，使其接入电路的电阻具有_____ (选填“最大”或“最小”)值。‎ ‎（2）实验中，闭合开关S，多次调节电阻箱接入电路的电阻R，正确读出对应电流表的示数I。实验中得到多组数据后，在方格纸上作出关系图象，如图乙所示。‎ 由图象可计算出该干电池的电动势为____V、内阻为_____。(结果均保留到小数点后两位）‎ ‎（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只理想电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电压表的示数为63 mV时，电流表(量程为0.6A）的指针位置如图丙所示，则该干电池的电动势应为__________ V、内阻应为 ____。 (结果均保留到小数点后两位）‎ ‎【答案】 (1). 最大 (2). 1.39（1.36~1.41） 0.83（0.80~0.85） (3). 1.39（1.36~1.41） 0.65（0.62~0.67）‎ ‎【详解】（1）[1]为了保护电路，在开关S闭合前，电阻箱接入电路的电阻应具有最大值。‎ ‎（2）[2][3]在不考虑电流表内阻时，由闭合电路欧姆定律有 ‎，‎ 解得，‎ 可见，在图象中，图线的斜率（k）表示电源电动势的倒数，即 ‎；‎ 图线纵截距（b）表示电源电阻（r）与电动势（E）的比值，即 ‎；‎ 结合图象可得，图线的斜率 V-1，‎ 故电源电动势 V；‎ 图线纵截距 A-1，‎ 故电源内阻 ‎。‎ ‎（3）[4][5]由题图丙可知，电流表的示数为0.36A，此时电压表的示数为63mV，故电流表的内阻为 ‎；‎ 在考虑电流表内阻时，由闭合电路欧姆定律有 ‎，‎ 解得 ‎，‎ 可见，在图象中，图线的斜率（k）表示电源电动势的倒数，即 ‎；‎ 图线纵截距（b）表示电源内阻（r）与电流表内阻（RA）之和跟电源电动势（E）的比值，即 ‎；‎ 结合（2）中分析可知，电源电动势E=1.39V，电源内阻 ‎。‎ ‎13.质量M=4 kg、长度L=1.6m的长木板P，在光滑的水平地面上，以的速度向右运动；在某一时刻，一质量的小滑块Q(可视为质点），以的速度从P ‎ 的右端水平向左滑上此长木板，如图所示。已知Q恰好没有滑出P，取，求：‎ ‎（1）Q与P间的动摩擦因数；‎ ‎（2）从Q滑上P到Q的速度为零的过程中，P发生的位移大小。‎ ‎【答案】（1）（2）m ‎【详解】（1）Q恰好没有滑出P，说明Q最终处于P的左端，且与P以共同速度（设为v）运动，由动量守恒定律有：‎ 由功能关系可知：‎ 解得：‎ ‎。‎ ‎（2）设Q的速度为零时，P的速度为，由动量守恒定律有：‎ 从Q滑上P到Q的速度为零的过程中，由运动学公式可知P发生的位移大小为：‎ ‎，‎ 其中 解得：‎ m。‎ ‎14.如图所示，竖直平面(纸面)内有直角坐标系，轴沿水平方向，仅在第四象限内(含坐标轴上)存在平行轴的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)。一质量为、电荷量为的带负电粒子（视为质点），自轴上的点A(0，)沿轴正方向射出，经轴上的点B(，0)进入第四象限，粒子进入第四象限后恰好做匀速圆周运动。（重力加速度为)‎ ‎（1）求匀强电场的电场强度E； ‎ ‎（2）求粒子通过B点时的速度大小；‎ ‎（3）求粒子将从轴上的点C(0，-2)进入第三象限，求匀强磁场的磁感应强度大小B0；‎ ‎（4）若经过一段时间后，粒子恰好不进入第三象限，且从轴上的D点(图中未画出)进入第一象限，求粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】（1），方向竖直向下（或沿y轴负方向）（2）（3）（4）‎ ‎【详解】（1）在第四象限，粒子做匀速圆周运动，其所受电场力一定与所受重力平衡，有：‎ 解得：‎ 又粒子带负电，而其所受电场力方向竖直向上，故可判断匀强电场的电场强度的方向竖直向下（或沿y轴负方向）‎ ‎（2）设粒子在第一象限内做平抛运动的时间为t0，过B点时的速度方向与x轴正方向间的夹角为，由运动学规律得：‎ 解得：‎ ‎，‎ ‎；‎ ‎（3）设粒子在第四象限做匀速圆周运动的半径为r1，运动轨迹如图中①所示，由几何关系可知，BC为直径，可得：‎ 由洛伦兹力提供向心力有：‎ 解得：‎ ‎；‎ ‎（4）粒子恰好不进入第三象限，且从x轴上的D点进入第一象限，其运动的轨迹如图中②所示，设粒子在第四象限做圆周运动的半径为r2，由几何知识得：‎ 设磁场的磁感应强度大小为B1，有：‎ ‎[以上两步可写成]‎ 分析粒子的轨迹图，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心角为270°，故粒子在磁场中运动的时间为：‎ 解得：‎ ‎。‎ ‎15.下列说法正确的是 。‎ A. 温度一定时，悬浮在水中的花粉颗粒越小，布朗运动越明显 B. 所有晶体都有固定的熔点，且都表现为各向异性 C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程温度一定升高 D. 分子间作用力减小过程，其分子势能一定越来越大 E. 对气体做功可以改变其内能 ‎【答案】ACE ‎【详解】A．布朗运动与固体颗粒大小、温度有关，实验发现颗粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故A正确；‎ B．所有晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，但单晶体具有各向异性，多晶体表现为各向同性，B错误；‎ C．一定质量的理想气体等压膨胀过程有压强不变，体积增大，由知温度一定升高，C正确；‎ D．当分子间作用力表现为斥力时，斥力减小时，分子间距一定增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的作用力表现为引力时，引力减小时，分子间距可能增大，也可能减小，因此分子力可能做负功，也可能做正功，分子势能可能增大或减小，故D错误。‎ E．根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变物体的内能，E正确。‎ 故选ACE。‎ ‎16.如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。‎ ‎（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；‎ ‎（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。‎ ‎【答案】（i）；（ii）380K。‎ ‎【详解】（i）设活塞下降20cm时，管内外水银面高度差为x，高为x的水银产生的压强为px，则有气体做等温变化: ‎ 解得:‎ x=10cm ‎（ii）气体做等压变化，有 其中 解得:‎ T3=380K。‎ ‎17.某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻，O点刚开始振动，并且向y轴正方向运动，t=1s时O点第一次到达y轴负方向最大位移处，某时刻形成的波形如图所示，则该时刻平衡位置在x=4m处的N点沿y轴____（选填“正”或“负”）方向运动；该波的传播波速为_____m/s；0~10s内平衡位置在x=3m处的M点通过的路程为_____m。‎ ‎【答案】负 3 5.4‎ ‎【详解】（1）横波在介质中沿x轴正方向传播，根据南同侧法原理：波的传播方向和质点的振动方向在波的同一侧，可得N点沿y轴负方向振动；‎ ‎（2）波源O点起振向上且t=1s时O点第一次到达y轴负方向最大位移处，则 可得：‎ 而由波形图读出波长为，故可得波速 ‎（3）x=3m的质点M准备起振需要的时间为 ‎10s时间内M点振动时间为（10-1=9s），而振动时间满足 故M点从平衡位置起振向上经9s的时间运动的路程为：‎ ‎18.如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60∘，AB长度为20cm。一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知D、C两点间距离为10cm。求： ‎ ‎（i）三棱镜材料对这束单色光的折射率；‎ ‎（ii）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值。‎ ‎【答案】（i）; （ii）。‎ ‎【详解】（i）光路如图所示:‎ CD= 10 cm，‎ 由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的折射角等于30°，则有 解得：‎ ‎（ii）由几何关系知光束在E点的人射角为60°，临界角C满足: ‎ 解得:‎ C=60°‎ 所以光束在E点发生全反射，且反射后射到AB边的中点F，设折射角为θ 由折射定律可知: ‎ 解得: ‎ 所以光束从梭镜射出时的折射角的正弦值为。‎