河南省新乡市2020届高三9月开学考试考物理试题（Word版有解析）.doc

新乡市 2020 届新高三调研考试物理 一、选择题 1.如图所示，一小朋友做蹦床运动，由高处自由落下。不计空气阻力。从该小朋友双脚接触 蹦床开始到最低点的过程中，该小朋友（ ） A. 只受到一个力作用 B. 速度先增大后减小 C. 加速度先增大后减小 D. 一直处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A.该小朋友双脚接触蹦床开始到最低点的过程中，受重力和蹦床向上的弹力作用， 故 A 错误； B.受力分析知，刚开始蹦床向上的弹力小于重力，合力向下，速度先增大；当蹦床向上的弹 力大小等于重力时，合力为零，小朋友的速度最大；之后到最低点的过程中，蹦床向上的弹 力大于重力，合力向上，速度开始减小，至最低点时速度为零，故 B 正确； CD.小朋友在达到最大速度之前，合力向下且逐渐减小，加速度向下逐渐减小，处于失重状态； 达到最大速度之后，合力向上且逐渐增大，加速度向上且逐渐增大，处于超重状态，所以小 朋友的加速度先减小然后反方向增大，故 CD 错误. 2.关于动量和冲量，下列说法正确的是（ ） A. 对于某物体而言，动量越大，其速度一定越大 B. 力越大，力的冲量就越大 C. 物体动量的方向一定与其所受合力的方向一致 D. 若两个力的大小相等，作用时间也相同，则这两个力的冲量一定相同【答案】A 【解析】 【详解】A.对于某物体而言，质量m 是一定的，由动量 p=mv 知，动量越大，其速度一定越大， 故 A 正确； B.由力的冲量 I=Ft 知，力的冲量大小等于力 F 和其作用时间 t 的乘积，故 B 错误； C.由动量定理 F 合 t= p 知，物体动量变化的方向一定与其所受合力的方向一致，故 C 错误； D.冲量是矢量，有大小和方向，两个力的大小相等，作用时间也相同，这两个力的冲量方向 可能不相同，故 D 错误。 3.A、B 两质点在同一直线上运动，t＝0 时刻，两质点从同一地点运动的 x－t 图象分别为图 中的图线 1 和图线 2，则下列说法正确的是（ ） A. A 质点可能做匀减速直线运动 B. B 质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动 C. 在 0～t2 时间内，B 质点的位移大于 A 质点的位移 D. 在图示的情况下，A、B 两质点可能相遇两次（不含 t＝0 时刻） 【答案】B 【解析】 【详解】A.位移时间图象斜率表示该时刻的速度，由图线 1 知，A 质点的速度逐渐增大，故 A 错误； B.由图线 2 知，B 质点的速度先沿正方向做直线运动，t2 时刻之后速度反向，沿负方向做直线 运动，故 B 正确； C.在 t1 时刻，B 质点的位移等于 A 质点的位移；t1 时刻之后，A 质点的位移大于 B 质点的位移， 故 C 错误； D.由图可知，A、B 两质点在 t1 时刻相遇，t1 时刻之后，A、B 两质点相距越来越远，即在图示 的情况下，A、B 两质点相遇一次，故 D 错误。 4.如图所示，虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 φa、φb 和 φc，φa＞φb＞φc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线 KLMN 所示，由图可知 A. 粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做正功 B. 粒子从 L 到 M 的过程中，电场力做负功 C. 粒子从 K 到 L 的过程中，电势能增加 D. 粒子从 L 到 M 的过程中，动能减小 【答案】C 【解析】 【分析】 先根据等势面图得到电场线的分布图，再结合动能定理以及电场力做功与电势能变化关系分 析判断． 【详解】电场线与等势面垂直，由较高的等势面指向较低的等势面，分布图如图： A、故粒子从 K 到 L 的过程中，负粒子从高电势向低电势运动，故电场力做负功，故 A 错误； B、粒子从 L 到 M 的过程中，先从高电势向低电势运动，后从低电势向高电势运动，电场力先 做负功后做正功，故 B 错误； C、粒子从 K 到 L 的过程中，电场力做负功，电势能增加，故 C 正确； D、粒子从 L 到 M 的过程中，电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，故 D 错误； 故选 C. 【点睛】本题关键要明确电场力的做功情况，然后根据动能定理判断动能的变化情况，根据 电场力做功与电势能变化的关系得到电势能的变化情况．5.某小型电热器，当将它接在输出电压为 5 V 的直流电源上时，其消耗的电功率为 P；当将它 接在某正弦交流电源上时，其消耗的电功率为 2P。若电热器电阻不变，则该交流电源输出电 压的最大值为（ ） A. V B. 20 V C. V D. 10 V 【答案】D 【解析】 【详解】由电流热效应可知，电热器接直流电，在 T 时间内产生的热量为 Q1＝ T=PT 电热器接正弦交流电，在 T 时间内产生的热量为 Q2＝ T=2PT 两式联立，交流电源输出电压的最大值 Um＝10V A.交流电源输出电压的最大值 Um＝ V，与上分析不一致，故 A 错误； B.交流电源输出电压的最大值 Um＝20V，与上分析不一致，故 B 错误； C.交流电源输出电压的最大值 Um＝ V，与上分析不一致，故 C 错误； D.交流电源输出电压的最大值 Um＝10V，与上分析一致，故 D 正确。 6.有一种餐桌，其中心是一个可以匀速转动的、半径为 R 的圆盘，如图所示。圆盘与餐桌在 同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计，放置在圆盘边缘的小物块(可视为质点)与圆盘 间的动摩擦因数是其与餐桌间动摩擦因数的两倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现缓慢 增大圆盘的转速，直到小物块恰好从圆盘边缘滑出，结果小物块恰好滑到餐桌的边缘，则餐 桌的半径为 5 2 10 2 2U R 2 2 mU R      5 2 10 2A. 1.5R B. 2R C. R D. R 【答案】C 【解析】 【详解】为使物体不从圆盘上滑出，向心力不能大于最大静摩擦力，故 μ1mg≥mω2R，解得 ，物体从圆盘上滑出时的速度为 ；物体滑到餐桌边缘速度减小 到 0 时，恰好不滑落到地面，根据匀变速直线运动规律 ，且 ，可得滑 过的位移： ，故餐桌最小半径： . A. 1.5R 与分析结果不相符；故 A 错误. B. 2R 与分析结果不相符；故 B 错误. C R 与分析结果相符；故 C 正确. D. R 与分析结果不相符；故 D 错误. 7.2019 年 1 月 19 日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第 42、43 颗北斗导航 卫 星。对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是 A. 线速度的大小 B. 向心力的大小 C. 周期 D. 向心加速度的大小 【答案】ACD 【解析】 【详解】根据万有引力等于向心力，则有 ，解得 ， ， ，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速 度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的 大小不一定相同，故选项 A、C、D 正确，B 错误。 . 2 3 1g R µω ≤ 1 1v R gRω µ= = 2 2 1 12 gx vµ = 1 22µ µ= 2 1 1 22 vx Rgµ= = 2 2 1 1 2R x R R= + = 2 3 2 2 2 2 4GMm mv m r mar r T π= = = GMv r = 3 2 rT GM π= 2 GMa r =8.1956 年吴健雄用半衰期为 5.27 年的 放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中 宇称不守恒进行实验验证。 的衰变方程式为 → ＋X＋ （其中 是反中微子， 它的电荷为零，质量可认为等于零）。下列说法正确的是（ ） A. X 是电子 B. 增大压强，可使 的半衰期变为 6 年 C. 衰变能释放出 X，说明了原子核中有 X D. 若该衰变过程中的质量亏损为△m，真空中的光速为 c，则该反应释放的能量为△mc2 【答案】AD 【解析】 【详解】A.根据质量数和电荷数守恒可知，在 的衰变方程中，X 是电子，故 A 正确； B.半衰期是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故 B 错误； C. 衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的， 衰变能释 放出 X（电子），但原子核中并没有 X（电子），故 C 错误； D. 根据爱因斯坦质能方程，若该衰变过程中的质量亏损为△m，则该反应释放的能量为△mc2， 故 D 正确。 9.如图所示，一轻绳跨过两个光滑定滑轮，两端分别连接质量为 3m 的物块 A 和质量为 m 的小 球 B，物块 A 放在倾角为 θ 的固定斜面上，系统在图示位置处于静止状态，且 Aa 绳处于竖直 方向，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（ ） A. 斜面可能光滑 B. 斜面对物块 A 的静摩擦力大小为 2mgsinθ C. 斜面对物块 A 的支持力大小为 mgcosθ D. 斜面对物块 A 的作用力大小为 2mg 60 27 Co 60 27 Co 60 27 Co 60 28 Ni ev ev 60 27 Co 60 27 Co 60 27 Co 60 27 Co【答案】BD 【解析】 【详解】A.假若斜面光滑，由于物块A 的质量为 3m，小球 B 的质量为 m，受力分析知，物块 A 将沿斜面下滑，不可能静止在固定斜面上，故 A 错误； B.对 A 受力分析如下图 Aa 绳的拉力 T=mg，沿斜面方向分析知，斜面对物块 A 的静摩擦力大小为 Ff=（3mg-mg）sinθ=2mgsinθ 故 B 正确； C. 沿垂直斜面方向分析知，斜面对物块 A 的支持力大小为 FN=（3mg-mg）cosθ=2mgcosθ 故 C 错误； D. 斜面对物块 A 的作用力为静摩擦力 Ff 和支持力 FN，这两个力相互垂直，合力为 2mg，即斜 面对物块 A 的作用力大小为 2mg，故 D 正确。 10.如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子（不计重力），从 a 点以与边界夹角为 53° 的方向垂直射入磁感应强度为 B 的条形匀强磁场，从磁场的另一边界 b 点射出，射出磁场时 的速度方向与边界的夹角为 37°。已知条形磁场的宽度为 d，sin 37°＝0.6，cos37°＝ 0.8。下列说法正确的是（ ）A. 粒子带正电 B. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 d C. 粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为 D. 粒子穿过磁场所用的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.由左手定则可判定粒子带负电，故 A 错误； B.作出粒子在匀强磁场运动的轨迹，如图示 粒子在匀强磁场中转过 90°角，由几何关系 bc= = =d2+ 解得粒子在磁场中做圆周运动的半径为 r= d 故 B 正确； C.由粒子在磁场中做圆周运动的半径 r= 知，粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为 v= = 故 C 错误； D. 粒子在匀强磁场中转过 90°角，粒子穿过磁场所用的时间为 t= T= = 故 D 正确。 5 7 7 5 qdB m π 2 m qB ( ) ( )tan 90 45 37 cot 45 37 d d ° ° ° ° °− − + = 7 d ( )2 2 cos45r ° ( )2bc 5 7 mv qB qrB m 5 7 qdB m 1 4 1 2 4 m qB π× π 2 m qB二、非选择题 11.在滑块（含滑块上的砝码）的质量未知的情况下，某同学利用图甲所示装置探究“在外力 一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”，并测量滑块与木板间的动摩擦因数。图中长 木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量。 （1）为减小实验误差，打点计时器应选用___（选填“电磁打点计时器”或“电火花计时 器”）。 （2）图乙为实验中所得的滑块的加速度 a 与滑块（含滑块上的砝码）的质量 M 的倒数 的 关系图象，由图乙可知，在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成_____（选填“正” 或“反”）比；取g＝10m/s2，则滑块与木板间的动摩擦因数为_____。 【答案】 (1). 电火花计时器 (2). 反 (3). 0.2 【解析】 【详解】（1）［1］电磁打点计时器工作时是振针打在复写纸上把点迹印在纸带上，电火花计 时器工作时是火花把墨粉纸上的墨粉融化在纸带上，物体带动纸带运动时，用电火花计时器 打点阻力较小，所以为减小实验误差，打点计时器应选用电火花计时器。 （2）［2］在小吊盘和盘中物块的质量之和远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量条件下，对 滑块 F- Mg=Ma 滑块的加速度 a= - g 向右平移纵坐标轴，等于去除摩擦力的影响，在外力一定的条件下，可以得到物体的加速度 与其质量 M 的倒数 成正比，即物体的加速度与其质量 M 成反比。 ［3］由乙图知，图线的纵轴截距大小为 g=2，则滑块与木板间的动摩擦因数为 1 M µ F M µ 1 M µ=0.2 12.电池用久了性能会下降。某物理兴趣小组欲测量某旧电池的电动势和内阻，实验电路如图 甲所示。可供选择的器材如下： A．待测电池（电动势约为 12 V，内阻为十几欧） B．直流电压表（量程 0～15 V，内阻约为 15 kΩ） C．直流电压表（量程 0～3 V，内阻约为 3 kΩ） D．定值电阻（阻值为 10Ω，额定电流 3 A） E．定值电阻（阻值为 100Ω，额定电流 1 A） F．滑动变阻器（最大阻值为 100Ω） G．导线和开关 （1）电压表 V2 应选择___，定值电阻应选择__（均选填器材前的字母）。 （2）若 V1 的示数为 U1，V2 的示数为 U2，定值电阻的阻值为 R0，则旧电池的电动势 E 和内阻 r 的关系式为 E＝_____。 （3）改变滑动变阻器阻值，重复实验，可获取两个电压表示数的多组数据，作出 U1—U2 图线 如图乙所示，则旧电池的电动势 E＝___V，内阻 r＝___Ω（结果均保留三位有效数字）。 【答案】 (1). C (2). D (3). (4). 11.5 (5). 15.0 【解析】 【详解】（1）［1］待测电池的电动势约为 12 V，电压表 V1 测量的是路端电压，电压表 V2 测量 的是定值定值两端的电压，电压表 V2 应选择 C。 ［2］由实验电路图知，滑动变阻器采用了限流接法，在保证实验安全和方便的情况下，定值 电阻应选择 D。 （2）［3］根据闭合电路欧姆定律，电池的电动势 E 和内阻 r 的关系式为 µ 1 2 0 rU UR +E= （3）［4］由电池的电动势 E 和内阻 r 的关系式可知 U1—U2 的关系为 U1=E- U2 图线乙与纵轴的截距即为电池的电动势：E=11.5V。 ［5］图线乙的斜率大小 k= = 其中 R0=10Ω，旧电池的内阻 r＝ 10Ω=15.0Ω 13.如图所示，竖直放置的两块足够大的平行金属板 a、b 间的距离为 d，a、b 间匀强电场的 电场强度大小为 E，今有一电荷量为 q 的带正电小球从 a 板下边缘以一定的初速度竖直向上射 入电场，当它飞到 b 板时，速度大小与射入电场时的速度大小相同，而方向变为水平方向， 且刚好从高度也为 d 的狭缝穿过 b 板进入宽度也为 d 的矩形区域（矩形区域的上、下边界分 别与金属板的上、下边缘平齐，边界 c 竖直），一段时间后，小球恰好从边界 c 的最下端 P 飞 离磁场。已知矩形区域所加匀强电场的电场强度大小也为 E、方向竖直向上，所加匀强磁场的 磁感应强度方向水平向外，不计空气阻力，重力加速度大小为 g。求： （1）小球的质量 m 及其射入电场时的速度大小 v0； （2）矩形区域所加磁场的磁感应强度大小 B 及小球在 ab、bc 区域中运动的总时间 t。 【答案】（1） ， ；（2） ， 【解析】 1 2 0 rU UR + 0 r R 0 r R 11.5 7 3 − 11.5 7 3 − × qEm g = 0 2v gd= 2B E gd = π2 2 2 dt g  = +  【详解】（1）设小球在平行金属板间运动的时间为 t1，则水平方向有 竖直方向有 解得小球 质量 射入电场时的速度大小 （2）小球在平行金属板间运动的时间为 由于 ，故小球在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知其半径为 R=d 又有 解得磁场的磁感应强度大小 可知小球在磁场中运动的时间为 又 小球在 ab、bc 区域中运动的总时间 的 20 1 12 2 v qEd t tm = = 20 1 1 1 2 2 vd t gt= = qEm g = 0 2v gd= 1 2dt g = qE mg= 0mvR qB = 2B E gd = 2 π 4 2 T mt qB = = 1 2t t t= + π2 2 2 dt g  = +  14.如图所示，质量 M＝1.5 kg 的滑块 A 置于水平地面上，A 的上表面为半径 R＝1.5 m 的 光 滑圆弧，圆弧与足够大的水平面相切于 C 点。水平恒力 F（大小未知）作用于滑块 A 上，使质 量 m＝1kg 的小物块 B（视为质点）恰好在 P 处与 A 相对静止并一起向右运动，半径 OP 与 OC 的夹角 θ＝60°，经时间 t1＝ s 突然撤去力 F，B 从 P 点沿圆弧下滑，从 A 的底端 C 处离 开进入水平面向右滑动。B 与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.5，A 与水平面间的摩擦不计，取 g＝10m/s2。求： （1）力 F 的大小以及刚撤去力 F 时 A 的速度大小 v； （2）B 从 A 的底端 C 处离开时，A 的速度大小 v1； （3）B 从 A 底端 C 处离开进入水平面后，B 与 C 间的最大距离 xm。 【答案】（1） ，v=10m/s；（2）v1=8 m/s；（3） 【解析】 【详解】（1）力 F 作用时，B 的受力如图所示 设 B 的加速度大小为 a1，根据牛顿第二定律 解得 B 的加速度大小 a1= 对 A、B 整体有 力 F 的大小 的 1 4 3 3 25 3NF = m 2.5mx = 1tanmg maθ = 210 3m / s 1( )F M m a= + 25 3NF =t1 时间内，A、B 一起做初速度为零的匀加速直线运动，刚撤去力 F 时 A 的速度大小 =10m/s （2）设 B 从 A 的底端 C 处离开时，B 的速度大小为 v2，对 A、B 整体分析，根据机械能守恒定 律 B 从 A 的底端 C 处前，A、B 整体，在水平方向上动量守恒 B 从 A 的底端 C 处离开时，A 的速度大小 v1=8 m/s(另一解 v1=12 m/s v，不合题意舍去) v2=13m/s （3）B 从 A 的底端 C 处离开后，A 做匀速直线运动，B 做匀减速直线运动，设 B 的加速度大小 为 a2，则有 当 A、B 速度相等时，B 与 C 间的距离最大，设 B 从 A 的底端 C 处离开到 A、B 速度相等所用的 时间为 t2，则有 经分析可知 解得 B 从 A 的底端 C 处离开进入水平面后，B 与 C 间的最大距离 15.下列说法正确的是_______。 A. 饱和汽压随温度的升高而减小 B. 若一定质量 理想气体等压膨胀，则气体一定吸热 C. 0℃冰的分子平均动能小于 0℃水的分子平均动能 D. 在水中的花粉小颗粒做布朗运动，水的温度越高，布朗运动越剧烈 E. 当两个分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子间的作用力一定越大 的 1 1v a t= 2 2 2 1 2 1 1 1( ) ( cos )2 2 2M m v mg R R Mv mvθ+ + − = + 1 2( )M m v Mv mv+ = + > 2mg maµ = 2 2 2 1v a t v− = 1 2 m 2 1 22 v vx t v t += − m 2.5mx =【答案】BDE 【解析】 【详解】对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，故 A 错误；一定质量的理想气体等 压膨胀，则压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增加，气体 对外做功，一定吸热，故 B 正确；温度是分子平均动能的标志，O℃的冰和水分子平均动能相 等，故 C 错误；布朗运动随着水温的升高，运动越剧烈，故 D 正确；分子力表现为斥力时， 间距减小，分子间作用力变大，故 E 正确。 16.如图所示，甲、乙两个竖直放置的相同汽缸中装有体积均为 V0、热力学温度均为 T0 的理想 气体，两汽缸用细管（容积不计）连接，细管中有一绝热轻小活塞；汽缸乙上方有一横截面 积为 S、质量不计的大活塞。现将汽缸甲中的气体缓慢升温到 T0，同时在大活塞上增加砝码， 稳定后细管中的小活塞仍停在原位置。外界大气压强为 p0，乙汽缸中气体温度保持不变，两 汽缸内气体的质量及一切摩擦均不计，重力加速度大小为 g。求： （1）大活塞上增加的砝码的质量 m； （2）大活塞下移的距离 L。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）设汽缸甲中气体升温到 .时的压强为 p，根据查理定律有 解得 5 4 0 4 p Sm g = 0 5 VL S = 0 5 4T 0 0 0 5 4 p p T T = 0 5 4p p=对大活塞，由受力平衡条件有 解得大活塞上增加的砝码的质量 （2）设稳定后汽缸乙中气体 体积为 V ，根据玻意耳定律有 经分析可知 解得大活塞下移的距离 L 答：（1） （2） 17.观察和思考是科学发现的基础。众多科学家经常能从简单的现象中受到启发，经过深思熟 虑后得到具有重要意义的结论。下列说法正确的是___________。 A. 按正弦规律变化的电场会产生同样按正弦规律变化的磁场 B. 机械波从一种介质传播到另一种介质中时，频率和波长都会发生相应的变化 C. 当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，会产生共振现象 D. 机械波在传播时，质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长 E. 真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的 【答案】ACE 【解析】 【详解】A.麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。若是稳定 的电场则不会产生磁场，若是均匀变化的电场会产生稳定的磁场，若是周期性变化的电场一 定产生同周期变化的磁场，故 A 正确； B. 机械波从一种介质传播到另一种介质中时，频率是由波源决定的，频率不变，波速和波长 都会发生相应的变化，故 B 错误； C. 当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，会产生共振现象，受迫振动的振幅最大，故 的 0pS mg p S= + 0 4 p Sm g = 0 0p V pV= 0V VL S S = − 0 5 VL S = 0 4 p Sm g = 0 5 VL S =C 正确； D. 机械波在传播时，质点只在其平衡位置附近振动，介质中的质点并不随波迁移，故 D 错误； E. 真空中光速是绝对不变的，这是相对论的一个前提，即真空中光速在不同的惯性参考系中 都是相同的，故 E 正确。 18.如图所示，长 AD＝ m 的长方体透明介质处在真空中，光从介质的上表面 AB 射入，射 到侧面 AD 上。已知介质对该光的折射率 n＝ ，入射角 i＝45°，光在真空中的传播速度 c ＝3 l08m/s，求： （1）折射角 r 和该光在介质中的传播速度 v； （2）该光从 AB 面传播到 CD 面的时间 t。 【答案】（1）r=30°，v= ；（2） 【解析】 【详解】（1）由折射定律有 折射角 r 的正弦值 = = 折射角 r=30° 光在介质中的传播速度 v= 3 6 4 2 × 83 2 10 m / s2 × 81 10 st −= × sin sin i cn r v = = sin r sini n 1 2 82 3 10 m / s2 × ×（2）该光在介质中传播的距离为 又 解得光从 AB 面传播到 CD 面的时间 cos ADl r = lt v = 81 10 st −= ×