河南顶级名校2020届高三上学期开学摸底考试物理（有答案）.doc

绝密★启用前 2020 届高三开学摸底考试 物理试卷 本试卷共 8 页，18 题(含选考题)。全卷满分 110 分。考试用时 90 分钟。 注意事项： 1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴 在答题卡上的指定位置。 2、选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写 在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用 2B 铅笔涂黑。答案写在答 题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域无效。 5、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题只有一 项符合题目要求，第 9～12 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.下列说法正确的是 A.中子和质子结合成氘核，若亏损的质量为△m，则需要吸收△mc2 的能量 B.β 衰变中放出的 β 射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 C.一群处于 n＝3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生 3 种不同频率的光子 D.发生光电效应时，入射光的光照强度越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 2.2019 年 4 月 10 日人类史上第一张黑洞照片在全球六地同步发布。如图所示，该图像的许多 特征与爱因斯坦广义相对论的预言完全一致，在强引力极端环境下进一步验证了广义相对论。 黑洞是宇宙空间内存在的一种超高密度的天体，它产生的引力场极强，以至于它的逃逸速度 大于光速，光都不能逃逸。已知逃逸速度是近地卫星环绕速度的 倍，光在真空中的传播速 度 c＝3×108m/s，地球的质量 M＝6×1024kg，引力常量 G＝6.67×10－11N∙m2/kg2，若地球能 收缩成黑洞，则地球半径大约要收缩到 2A.9mm B.9m C.9km D.90km 3.如图所示，在平直公路上有两辆同向匀速行驶的 A、B 汽车，A 车的速度为 10m/s，B 车的 速度为 12m/s，A 车在前，B 车在后。两车相距 10m 时，B 车开始加速变道超车(B 车超车过 程看做是匀加速直线运动，忽略变道过程中速度方向的变化和位移的侧向变化)，A 车速度不 变，为使 5s 内能完成超车并回到右侧车道，且保证两车之间至少有 15m 的安全距离，B 车超 车过程的加速度应不小于 A.1.6m/s2 B.2m/s2 C.1.2m/s2 D.3m/s2 4.如图所示，三根通电长直导线 a、b、c 平行水平放置，其横截面恰好位于等边三角形的三个 顶点，导线 A、b 固定在同一竖直面内，导线 a 中的电流方向垂直纸面向里，导线 b 中的电流 方向垂直纸面向外，已知导线 a、b 中的电流在导线 c 处产生的磁场的磁感应强度大小均为 B0；导线 c 中的电流方向垂直纸面向里，电流大小为 I，长度为 L，质量为 m，在粗糙水平面 上处于静止状态，重力加速度为 g，下列说法正确的是 A.导线 c 所受安培力的大小为 B.导线 c 受到的静摩擦力方向向右 C.导线 c 对水平面的压力大小为 mg－B0IL D.若仅将导线 b 中的电流反向，则导线 c 所受安培力的大小为 B0IL 5.如图所示，两带电小球 A、B 的质量分别为 ml，m2，带电量分别为 5q、－2q，小球 A 用绝 缘丝线悬挂于天花板上的 O 点，小球 A、B 间用绝缘丝线相连，两丝线长度相等，整个装置 处在水平向右的匀强电场中，不计小球 A、B 间的库仑力。平衡时两丝线均处于张紧状态，小 03B IL球 B 恰位于 O 点的正下方，则小球 A、B 的质量之比为 A.1：2 B.1：3 C.3：1 D.5：2 6.一带电量为＋q 的粒子沿图示方向射入由等量异种点电荷 A、B 产生的电场中，粒子运动的 轨迹如图中实线所示，轨迹与等量异种点电荷 A、B 连线的中垂线相交于 a、c 两点，a、c 两 点到中点 O 的距离不等，不计粒子重力，则下列说法正确的是 A.a 点的电场强度方向与 b 点的电场强度方向不同，a 点的电势高于 b 点的电势 B.粒子在 a 点时的加速度大小大于在 b 点时的加速度大小 C.粒子在 a 点时的速度大小与在 c 点时的速度大小不相等 D.粒子在 a 点时的电势能小于在 b 点时的电势能 7.如图所示，铜线圈水平固定在铁架台(未画出)上，铜线圈的两端经开关 K 与电阻 R 相连。条 形磁铁从距铜线圈上端一定高度处由静止释放，竖直穿过铜线圈且在下落过程中始终保持直 立姿态，若不计空气阻力，则下列说法正确的是 A.开关 K 闭合时，条形磁铁穿过铜线圈的过程中通过电阻 R 的感应电流方向始终为从 a 到 b B.开关 K 闭合时，条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受安培力的方向先向上后向下 C.开关 K 闭合时，若条形磁铁能加速穿过铜线圈，则条形磁铁重力势能的减少量大于回路中 产生的焦耳热 D.开关 K 闭合和断开的两种情况下，将条形磁铁分别从同一高度处由静止释放，条形磁铁通 过铜线圈的时间相等8.某人站在与电脑连接的力传感器上做原地纵向摸高训练，图甲是他做下蹲、起跳和回落动作 的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是电脑上显示的力传感器所受压力随时间变化 的图象，已知重力加速度 g＝10m/s2，空气阻力不计，则根据图象分析可知 A.b 到 c 的过程中，人始终处于超重状态 B.人从起跳到双脚离开力传感器的过程中，重力的冲量大小为 240N∙s C.人跳起的最大高度为 1.8m D.起跳过程中人做的功大于 360J 9.动车组列车在启动阶段的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，当速度达到 200km/h 时 便保持此速度做匀速直线运动。若列车所受机械阻力恒定，所受空气阻力与速度大小成正比。 该运动过程中列车发动机的功率没有达到其额定值，则列车的牵引力 F 和功率 P 随时间 t 变化 的关系图象可能正确的是 10.电磁流量计广泛应用于测量导电液体(如污水)的流量。如图所示，流量计是由绝缘材料制成 的管道，其长、宽、高分别为 a、b、c，流量计左右两端开口。在垂直于上下底面的方向上有 磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，在前后两个侧面的内侧分别固定有金属板作为电极。充满 管口的污水从左向右稳定地流经流量计时，接在 M、N 两端间的电压表显示出两个电极间的 电压为 U。若用 Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，则下列说法正确的是A.N 端的电势比 M 端的电势高 B.N 端的电势比 M 端的电势低 C.污水中离子的浓度越高，电压 U 越大 D.污水流量 Q 与电压表的示数 U 成正比，与 a、b 无关 11.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为 N1、N2，副线圈两端与电阻 R 相连，原线圈 两端与平行金属导轨相连，导轨间距为 L，电阻不计。在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平 面垂直、大小为 B 的匀强磁场。金属杆 PQ 垂直导轨放置，长度为 L、电阻为 r。现使金属杆 PQ 沿导轨在磁场内做往复运动，其速度 。若电流表的示数为 I，已知电表均为理想 电表，则下列说法正确的是 A.金属杆 PQ 两端的电压为 BLv0－Ir B.理想电压表的示数为 C.通过电阻 R 的电流强度的最大值为 D.电阻 R 消耗的电功率为 12.如图所示，在水平边界 OO’的下方空间内存在着垂直纸面向里的有界匀强磁场，A、B 是用 粗细相同的同种电阻丝制成的单匝正方形闭合线框和圆形闭合线框，A 线框的边长与 B 线框 的直径相等，M 点和 N 点是 A 线框底边的两个端点，P 点和 Q 点是 B 线框水平直径的两个端 点。现将 A、B 两线框从磁场上方由静止自由释放，A、B 两线框进入磁场的过程中 MN，PQ 连线始终保持水平。则下列说法正确的是 0 sinv v tω= 2 0 1 ( )N BLv IrN − 1 2 2 N IN 0( ) 2 BLvI Ir−A.两线框进入磁场的过程中，感应电流的方向均为顺时针 B.若两线框恰有一半进入磁场的瞬间，速度相等，则 M、N 间和 P、Q 间的电压比为 3：2 C.若两线框恰有一半进入磁场的瞬间，速度相等，则 A、B 两线框所受安培力的大小之比为 π：4 D.A、B 两线框完全进入磁场的过程中流过 A、B 两线框某一截面的电荷量之比为 4：π 第Ⅱ卷 二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第 13～16 题为必考题，每个试题考生都必 须作答。第 17～18 题为选考题。考生根据要求作答。 (一)必考题(共 47 分) 13.(5 分) 如图所示为在研究匀变速直线运动实验时打出的一条纸带，各计数点在纸带上已经标出， 相邻两计数点之间有四个计时点未画出，已知打点计时器所用交流电的频率为 50Hz，用刻度 尺测得 AC 间、DF 间的距离分别为 3.70cm、11.22cm，则打 E 点时物体的瞬时速度大小为 m/s，该匀变速直线运动的加速度大小为 m/s2(以上结果均保留三位有效数字)。 14.(10 分) 某实验小组要描绘小灯泡 L(3.8V 0.3A)完整的伏安特性曲线，实验室除导线和开关外， 还有以下器材可供选择： A.电源 E(电动势为 4V，内阻约为 0.4Ω) B.电压表 V(量程为 4V，内阻约为 5000Ω) C.电流表 G(量程为 10mA，内阻为 78Ω) D.电阻箱 R0(最大阻值为 99.99Ω) E.滑动变阻器 R(最大阻值为 10Ω，额定电流为 1.5A) (1)实验小组设计了如图甲所示的四种实验电路，其中最合理的是 (填正确答案标号)。 (2)调整电阻箱的阻值为 2Ω，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，记录小灯泡 L 两端的电压和 电流表的示数，以小灯泡 L 两端的电压为纵轴，通过小灯泡 L 的电流大小为横轴建立直角坐 标系，并标注在坐标系中，得到图乙所示的数据点。当电流表的示数为 5.0mA 时，则通过小 灯泡 L 的电流大小为 A，此时电压表的示数为 1.5V，请把此数据点标在图乙坐标 系中，并画出小灯泡 L 的伏安特性曲线。 (3)若将这个小灯泡 L 与 R＝12Ω的定值电阻串联，接在图丙所示的交变电压上，则小灯泡 L 消耗的电功率约为 W。(结果保留两位有效数字) 15.(12 分) 如图所示，矩形区域 abcd 以对角线 ac 为边界分为上、下两个区域，对角线上方区域存在 竖直向下的匀强电场，对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，质量为 m、带电量为 ＋q 的粒子以速度 v0 从 a 点沿边界 ab 进入电场，恰好从对角线 ac 的中点 O 进入磁场，并恰 好未从边界 cd 射出。已知 ab 边长为 2L，bc 边长为 L，粒子重力不计，求：3(1)电场强度 E 的大小； (2)磁感应强度 B 的大小。 16.(20 分) 如图所示，一长木板静止在水平地面上，一可视为质点的滑块放在长木板的左端，长木 板和滑块的质量均为 m，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ，长木板与水平地面间的动摩擦 因数为 μ。一不可伸长的轻质细绳长为 R，一端悬于距长木板左端正上方 R 处的 O 点，另 一端系一质量为 2m 的可视为质点的小球。现将小球拉至悬线水平然后由静止释放，小球到达 最低点时与滑块发生弹性碰撞，已知碰撞时间极短，滑块最终没有滑离长木板，重力加速度 为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)小球与滑块碰后瞬间细绳上的张力； (2)长木板运动的最大距离。 (二)选考题：共 15 分。请考生从给出的 2 道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一 题计分。 17.[物理——选修 3－3](15 分) (1)(5 分)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分， 选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分) A.标准状况下氧气的密度为 ，一个氧气分子的质量为 m，则每个氧气分子的体积为 B.布朗运动虽然不是分子的运动，但它证实了组成悬浮颗粒的分子在做无规则运动 C.当分子间的距离增大时，分子势能可能增大也可能减小 D.一定质量的理想气体，在等压膨胀的过程中，一定从外界吸热 E.一定质量的理想气体，在等温压缩的过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 (2)(10 分)如图所示为一竖直放置、上粗下细两端封闭的导热薄壁气缸，在气缸内用一活塞隔 开上下两部分理想气体，活塞恰好处于下部气缸口(活塞质量和厚度不计，活塞可自由滑动且 摩擦不计)。上部空气柱的长度 L1＝25cm，上部空气柱的压强 P0＝76cmHg，下部空气柱的长 1 4 ρ m ρ度 L2＝27cm。气缸上部通过细管与装有水银的容器相连，细管上有一阀门 K。开始时，阀门 K 关闭，现打开阀门 K 使水银缓慢流入气缸内，待上部气缸内液面高度达到 h＝5cm 时关闭阀门 K。已知该过程气体没有泄露，环境温度保持不变，求下部气缸内水银柱的长度。 18.[物理——选修 3－4](15 分) (1)(5 分)如图甲所示，一根水平张紧的弹性长绳上等间距的选取 a、b、c、d、e、f∙∙∙等质点， 相邻两质点间的距离为 0.5m。t＝0 时刻振源 a 从平衡位置开始沿 y 轴振动，产生沿 x 轴正方 向传播的简谐波，a 质点的振动图象如图乙所示，当 a 质点第一次达到负向最大位移时，d 质 点恰好开始振动，则下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分。选 对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分) A.波沿绳传播时，绳中所有的质点均沿 x 轴移动，且速度大小相等 B.波沿绳传播的速度为 0.5m/s，若 a 质点振动加快，则波的传播速度增大 C.t＝6s 时，g 质点开始振动，此后 a、g 两质点的振动步调相反 D.当 b 质点第一次到达负向最大位移时，d 质点通过的路程为 5cm E.第 4s 内 c 质点的加速度逐渐减小而速度逐渐增大 (2)(10 分)如图所示为半径为 R 的半圆柱形玻璃砖的横截面，O 为该横截面的圆心。光线 PQ 沿着与 AB 成 30°角的方向射入玻璃砖，入射点 Q 到圆心 O 的距离为 R，光线恰好从玻 璃砖的中点 E 射出，已知光在真空中的传播速度为 c。 3 3(I)求玻璃砖的折射率及光线从 Q 点传播到 E 点所用的时间； (ii)现使光线 PQ 向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出(不考虑经半圆柱内 表面反射后射出的光)。