中学2020届高三下学期期中考试物理试题5月（含答案）

河北衡水中学 2019-2020 学年度期中考试 理科综合 命题人：理综研课主任 二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分. 在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只有一项 符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求. 全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 14. 静止原子核 A 经 1 次α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，α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 D. 比结合能 E1 小于比结合能 E2 15. 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，不计支架与铰链间的摩擦，则 A. 当每根杆与竖直方向的夹角为 37°时，杆受到的压力大小为 B. 当每根杆与竖直方向的夹角为 37°时，杆对地面的摩擦力大小为 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 16. 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 ( )4 1 2 3E E E E= − + 5 9 mg 1 4 mg 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 17. 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 已知。 下列判断正确的是 A. 火星的半径为 B. 火星的半径为 C. 火星的第一宇宙速度大小为 D. 火星的质量大小为 18. 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 2 0 2 1 a h a a+ 1 0 1 2 a h a a− 1 0 2 1 2 a h a a a+ 2 2 1 2 0 1 2 a a h Ga a     −  0 1 /v m s= 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 次碰撞后的瞬间，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 19. 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 的过趕中，物块 A 的机械能和电势能之和先增大后减小 20. 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 2 sinmg k θ (3 sin 2 )mg ma vθ + 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 21. 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 。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 B. 三个粒子的速度大小关系可能是 C. 粒子的比荷 D. 粒子的比荷 22. （6 分）某同学想测量未知滑块的质量 m 和圆弧轨道的半径 R。所用装置如图 1 所示，一个倾角为 37°的 固定斜面与竖直放置的光滑圆弧轨道相切，一个可以看做质点的滑块从斜面上某处由静止滑下，滑块上有 一个宽度为 d 的遮光条，在圆弧轨道的最低点有一光电门和一压力传感器（没有画出），可以记录挡光时间 t 和传感器受到的压力 F，已知重力加速度为 g。 5 3 Mg 1 2 3: : 3:3:1t t t = 1 2 3v v v< < 1 2 3v v v= > 3vq m BL = 12 q m Bt π= （1）先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图 2 所示，则遮光条宽度 d=__________ （2）实验过程中从斜面的不同位置释放滑块，然后记录对应的遮光时间 t 和压力传感器的示数 F，得到多 组数据，该同学通过图象法来处理数据，得到如图 3 所示的图象，但忘记标横轴表示的物理量，请通过推 理补充，横轴表示的物理量为__________（用已知物理量符号表示）。 （3）已知图 3 中图线的斜率为 k，纵截距为 b，则可知滑块的质量 m=__________；圆弧轨道的半径 R=__________（用已知物理量符号表示） 23. （9 分）某同学自行设计了一种多用电表，设计电路如图所示，已知灵敏电流计的满偏电流 Ig=10mA， . （1）当选用“2”接线柱时该表的量程为 0~0. 1A，则电阻 R1=__________ （结果保留一位小数） （2）当选用“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向 a 时，该表为__________（填“电流表”“电压表”或“欧 姆表”），“1”接线柱应插入__________表笔（填“红”或“黑”）； 100xR = Ω Ω （3）当选用“3”接线柱，将单刀双掷开关掷向 b 时，该表为__________（填“电流表”“电压表”或“欧 姆表”），若 ，此时该表的量程为__________； （4）若使用该表测量电阻的功能时，由于电表长时间不用，电源内阻 r 增大（假设电动势不变），则需将调 零电阻的阻值__________（填“减小”或“增加"），从而使电表仍能调零。 24. （12 分）如图所示，在平面直角坐标系中第 II 象限有沿 y 轴负方向的匀强电场，第 I 象限和第 IV 象限 存在垂直 xOy 平面向里的匀强磁场，第 I 象限的磁感应强度是第 IV 象限的两倍。一质量为 m、带电荷量为 +q 的粒子从 P（-2a，a）以初速度 沿 x 轴正方向射出，粒子恰好从原点进入磁场，不考虑粒子重力。 （1）（4 分）求电场的电场强度大小 E。 （2）（8 分）带电粒子在运动过程中经过了点 Q（L，0），L>0，求第 IV 象限磁场的感应强度的可能值。 25. （共 20 分）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 处子竖直向上的匀 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）（6 分）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）（8 分）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？ 2 9990R = Ω 0v （3）（6 分）从 b 棒速度减为零至两棒达共速过程中二者的位移差是多大？ 33. （1）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 （2）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 ，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： （a） 的大小 （b）b 部分气体内能的减少量 34. 物理选修 3-4（15 分） （1）（5 分）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__________。 0P 1T 1T （2）（10 分）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 . （a）求激光射入液面后的折射角。 （b）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。 理综期中答案 物理 14. D 15. B 16. D 17. D 18. D 19. CD 20. BCD 21. AD 22. 答案（1）5. 50mm（1 分） （2） （1 分） （3） （2 分） （4） （2 分） 23. （1）11. 1（1 分） （2）欧姆表（1 分） 红（1 分） （3）电压表（2 分） 0～1000V（2 分） （4）减小（2 分） 24. 答案 （1）由题意可知，粒子在第 II 象限运动时，有 （1 分） （1 分） 解得 （2 分） （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 （1 分） 解得 （1 分） 2 2 1 t b g 2bd kg 0 12a v t= 2 1 1 2 qEa tm = ⋅ 2 0 2 mvE qa = yv 12 yva t= 0yv v= 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° （1 分） 设粒子在第 IV 象限运动时的轨迹半径为 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（1 分） 运动过程中经过点 Q（L，0），则需满足 （n=1，2，3. . .）（1 分） 又 （1 分） 解得 （n=1，2，3. . .） （2 分） 25. （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 （2 分） 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 分） （2 分） （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： （2 分） 解得 （1 分） 方向向右 （1 分） 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： 2 2 0yv v v= + 02v v= 2mvqvB r = 2 r cos45L nr= ° 2mvqvB r = 0nmvB qL = 2 0 1 2mgh mv= 0 2v gh= 2gh 1 0 0 13 3 2 vmv mv mv m− = − 1 0 4 4 25 5v v gh= = ( )2 ( 2 )a b a bm gh m gh m m v+ − = + 2 2 ghv = （2 分） 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 Q=3mgh （2 分） （3）对 b， （2 分） （2 分） （2 分） 答案：33. （1）BDE （2 分） （2）解题思路 （i）等压变化，设 B 活塞下降距离为 x 对 a 部分气体 ， （1 分） 有 （1 分） 对 b 部分气体 ， 有 （1 分） 解得 ， （1 分） （ii）a 部分气体的压强为 （1 分） b 部分气体的压强为 （1 分） b 部分气体被压缩过程中，外界对气体做的功为 （1 分） 气体内能的减少量为 （1 分） 解得 （1 分） 34（1）答案：0. 25m/s（1 分） （2 分） 沿 y 轴正方向（2 分） （命题意图）本题考査学生的理解能力，需要应用简谐运动和波的传播规律解题 （解题思路）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 ( ) ( )2 2 0 1 1 2 2a b a bm m v m m v Q+ = + + 0 2 vBILt m= ( ) ( )1 2 1 2It BL v v t BL x x= − = − 1 2 2 2 2 2mR ghx x B L − = 2 3aoV LS LS LS= + = 1 ( )aV L x S= + 1 10 ao aV V T T = boV LS= 1 ( )bV L x S= − 1 10 bo bV V T T = 01 1 2T T= 1 2x L= 0 2 2a mgP P S = + 0b mgP P S = + 2b LW P S= × U W Q−∆ = − + 0 2 P SU Q mg L −∆ = − +   2 2y cm= − ，得 T=8s， 由 得 v=0. 25m/s，12s 为 ，则 P 质点的纵坐标为 ，振动方向沿 y 轴正方向。 （1）（命题意图）本题考查考生的推理能力和应用数学解决物理问题的能力，需要应用光的折射定律以及 相关知识解题。 （解题思路）（a）如图所示为激光的光路图，由折射定律 （1 分） 得 r=30°（2 分） （b）设平板到液面的高度为 h，液面的深度为 H，有 ， （1 分） 由对称性可得 ， （1 分） （1 分） 即 （1 分） 同理，当液面下降高度为 x 时，平板到液面高度为 h+x，液面深度为 H-x， 则有 （2 分） 由 得 （1 分） 6 1 12 Ts s s= + + v T λ= 3 2T 2 2y cm= − sin sin in r = 1PO h= 2 tanMO rH = 2 2MO NO= 3O Q h= 1 1 2 2 3AB PO MO NO O Q= + + + 1 2 32 3AB h H= + 2 2 32( ) ( )3AB h x H x= + + − 2 1s AB AB= − 2 32 3s x  = −   