【物理】河北省衡水中学2020届高三下学期5月期中考试试题（解析版）

【物理】河北省衡水中学2020届高三下学期5月期中考试试题（解析版）

河北省衡水中学2020届高三下学期5月 期中考试试题 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】0. ‎25m/s 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