河南省六市2021届高三下学期3月第一次联考理科综合物理试题（Word版附答案）

2021 年河南省六市高三第一次联考 理科综合能力测试 物理 注意事项： 1.考试时间：150 分钟，试卷满分：300 分。答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场 号和座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 A1 27 Fe 56 第 I 卷（选择题共 126 分） 二、选择题（本题共 8 小题，每小题 6 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。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 14.下列说法正确的是 A.氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增加 B. 衰变成 先后释放了两个粒子，一个是α粒子，一个是中子 C.汤姆孙的原子“枣糕”模型很好地解释了α粒子的散射实验 D.普朗克通过对光电效应现象的研究提出了光子说 15.如图甲所示，N 匝矩形闭合导线框 abcd 处于水平匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动， 导线框电阻 r=0.5Ω,产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。导线框与理想变压器原 线圈相连，原、副线圈的匝数比为 2:1,副线圈接有一滑动变阻器 R,接入阻值 R=0.5Ω,电流表为 理想交流电表。下列说法正确的是 A.由乙图可知，开始计时（t=0)时导线框所处的平面与中性面垂直 B.若滑动变阻器的滑片 P 向上移动，电流表的示数将减小 C.要维持导线框匀速转动，外力的功率为 40W D.t=πx10-2s 时刻，电流表的示数为零 16.2020 年 7 月 23 日 12 时 41 分，在海南岛文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭将我国 首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器发射升空，飞行 2000 多秒后，成功将探测器送人 预定“地火”转移轨道，此后探测器将被火星引力捕获，绕火星运动，开始探测火星任务，其大 致的运行轨迹如图所示。已知火星质量与地球质量之比为 1:9,火星半径与地球半径之比为 1:2. 关于“天问一号”，下列说法正确的是 A.火星表面的第一宇宙速度与地球表面的第一宇宙速度之比为 v 火：v 地＝3: B.火星表面的第一宇宙速度与地球表面的第一宇宙速度之比为 v 火：v 地＝2:3 C.若忽略火星和地球自转，火星表面与地球表面的重力加速度之比为 g 火：g 地＝4:9 D.若忽略火星和地球自转，火星表面与地球表面的重力加速度之比为 g 火：g 地＝9:4 17.一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正方向运动，其电 势能 E.随位移 x 变化的关系如图所示，其中 O~x2 段是关于直线 x=x1 对称的曲线，x2~x3 段是直线。下列说法正确的是 A.x1 处电场强度最小，但不为零 B.粒子在 O~x2 段做匀变速运动，x2~x3 段做匀速直线运动 C.x2~x3 段的电场强度大小方向均不变 D.在 O、x1、x2、x3 处的电势φo、φ1、φ2、φ3 的关系为φ3>φ2=φ0>φ1 18.如图所示，倾角 0=30°的斜面体 A 固定在水平地面上，一 根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为 3m 和 m 的 小物块 a、b,整个装置处于静止状态。现给物块 b 施加一个水平 向右的力 F,使其缓慢运动到绳与竖直方向成 45°角的位置。不 计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中 A.小物块 b 受到绳的拉力先增大再减小 B.小物块 a 受到的摩擦力一直减小 C.小物块 a 受到的摩擦力先增大再减小 D.小物块 a 会沿斜面缓慢上移 19.如图所示，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长 度为 3R;bc 是半径为 R 的四分之一圆弧，与 ab 相切于 b 点，整 个轨道处于水平向右的匀强电场中，电场范围足够大，电场强度 一质量为 m 带电量为＋q 的小球，由 a 点从静止开始 向右运动到距水平面高度为 R 的位置时，其动能的增量可能为 （已知重力加速度大小为 g,不考虑小球与地面碰撞后的运动） A.3mgR B.9mgR C.15mgR D.21mgR 20.如图所示，质量为 m 的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内 做半径为 R 的圆周运动。在圆心 O 处连接有力传感器，用来测量绳 子上的拉力，运动过程中小球受到空气阻力的作用，空气阻力随着速 度的减小而减小。某一时刻小球通过轨道的最低点，力传感器的示数 为 9mg,g 为重力加速度，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周通 过最高点时力传感器的示数恰好为 0.下列说法正确的是 A.小球从最低点运动到最高点的过程中克服空气阻力做的功为 2mgR B.小球从最低点运动到最高点的过程中克服空气阻力做的功为 C.小球再次沿圆周轨道经过最低点时力传感器的示数为 3mg D.小球再次沿圆周轨道经过最低点时力传感器的示数大于 3mg 21.如图所示，空间某区域存在着匀强磁场，磁场的上边界水平， 方向与竖直平面（纸面）垂直，两个质量相同、同种材料的导线制成的 刚性线框 a 和 b,其形状分别是周长为 4l 的正方形和周长为 6l 的矩 形。线框 a 和 b 在竖直面内从图示位置由同一高度自由下落。则 A.在线框进入磁场的过程中，两者都产生逆时针方向的电流 B.两线框刚进入磁场时，线框 a 的加速度等于线框 b 的加速度 C.在线框进磁场的过程中，流过线框 a 和线框 b 的电量 qa:qb=8:9 D.在线框进磁场的过程中，流过线框 a 和线框 b 的电量 qa:qb=9:8 第 II 卷（非选择题 共 174 分） 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题～32 题为必考题，每个试题考生都必须 作答。第 33 题～38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分 22.(5 分）如图甲所示，是某同学验证牛顿第二定律的实验装置。其步骤如下： a.小桶内盛上适量细沙，用轻绳绕过滑轮连接在小车上，合理调整木板倾角，轻推小车，使小 车能沿木板匀速下滑； b.取下轻绳和小桶，测出小桶和细沙的质量 m 及小车质量 M; c.取下细绳和小桶后，换一条纸带，将小车由静止释放，打点计时器打出的纸带如图乙所示（中 间有一部分未画出）。 已知 O 为打下的第一点，A、B、C、D 为连续的点，打点计时器的打点周期为 T,重力加速度 为 g,纸带上 AB、BC 和 CD 的长度分别为 x1、x2 和 x3. （1)关于该实验，下列说法正确的是 ； A.该实验需要满足 M》m B.该实验需要使连接小车的轻绳与木板平行 C.步骤 a 中，需要使用打点计时器，通过打点计时器打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动 （2)步骤 C 中小车所受的合外力为 ； （3)实验中需要验证的关系式为 x3-x1= 。（用字母 m、M、g、T 表示） 23.(10 分）某同学测量一段长为 L=1m 的圆柱形金属丝的电阻率。实验过程如下： （1)螺旋测微器的构造如图甲所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微 螺杆之间，再旋动 （选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适 当，同时防止螺旋测微器的损坏。测量的结果如图乙所示，则金属丝的直径 d= mm. （2)该同学先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关调节到“x1Ω”，调节好欧姆表，测得金 属丝的电阻示数如图丙所示，则金属丝的电阻 Rx= Ω. （3)为了精确测量金属丝的电阻值，实验室提供的器材如下： A.电流计 G,满偏电流 3mA,内阻 Rg=150Ω; B.电流表 A,量程为 0.6A,内阻约为 0.5Ω; C.电阻箱 R0.(0-9999.9Ω) D.滑动变阻器 R1(最大阻值 10Ω); E.滑动变阻器 R2(最大阻值 100Ω); F.电源 E(电动势 4.5V,内阻很小）； G.开关 S 和若干导线。 把电流计 G 与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为 4.5V,则电阻箱的阻值应调 为 R.= Ω,请在图丁所示的方框内画出测量电阻的实验电路图（要求待测电阻两端电压能 从零开始。请在图中标出所用器材的符号）。 （4)调节滑动变阻器，测得多组电流计 G 和电流表 A 的示数 I1 与 I2,做出 I1-I2 图像（I1,I2 的单 位均为安培），测得图像的斜率为 0.0052,则被测电阻的阻值 Rx= Ω,由此测得金属丝 的电阻率ρ= Ω·m.(π取 3.14,要使测量结果尽量准确。结果均保留三位有效数字） 24.(14 分）某生产流水线可简化为如图所示的装置，水平传送带两皮带轮 A、B 轴心之间的距 离 L=3.05m,沿顺时针方向以 v.=4m/s 的速度匀速运动。一质量 m=2kg 的物块 P 从传送带左端无初速度释放，物块 P 与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.物块 P 离 开传送带后在 C 点沿切线方向无能量损失地进入半径为 0.5m 的光滑竖直半圆 形轨道 CDF.水平轨道 FG 光滑，与半圆轨道相切于 F 点。物块 Q 的质量 M=1kg, 右端固定一轻质弹簧，P 和 Q 均可视为质点，重力加速度 g=10m/s2,物块 P 到 达半圆轨道最低点 F 时通过弹簧与 Q 发生碰撞。求： （1)物块 P 从传送带离开时的速度大小； （2)物块 P 在 F 点受到圆弧轨道的支持力大小； （3)在物块 P 与物块 Q 相互作用过程中，Q 的最大速度。 25.(18 分）如图所示，在 xOy 坐标系第二象限内有一圆形匀强磁场区域， 圆的半径为 lo,圆心 O 坐标为（－l0,l0),磁场方向垂直于 xOy 平面。两个 电子 a、b 以相同的速率 v 沿不同方向从 P(-l0,2 l0)点同时射入磁场，电 子 a 的入射方向为 y 轴负方向，b 的入射方向与 y 轴负方向夹角θ=60°. 电子 a 经过磁场偏转后从 y 轴上的 Q(0, l0)点进入第一象限，在第一象限 内紧邻 y 轴有沿 y 轴正方向的匀强电场，场强大小为 ，匀强电场宽 为 .已知电子质量为 m、电荷量为 e,不计重力及电子间的相互作用。求： （1)磁场磁感应强度的大小； （2)a、b 两个电子经过电场后到达 x 轴的标差Δx1; （3)a、b 两个电子从 P 点运动到 x 轴的时间差Δt. （二）选考题：共 45 分。 请考生从给出的 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果多答。则每 科按所答的第一题计分。 33.【物理－选修 3-3】（15 分） （1)(5 分）以下说法正确的是 .。（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.在完全失重状态下水滴呈现完美球形是由于液体表面张力作用的结果 B.空气中 PM2.5 的运动属于分子热运动 C.晶体的各向异性是指沿不同方向其某些物理性质不同 D.气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的 E.在恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升的过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功， 吸收热量 （2)(10 分）如右图所示，右端开口、横截面积为 S 的绝热圆柱形 汽缸水平放置在地面上，汽缸左边有加热装置，内部被质量为 m 的绝热活塞 A 和质量也为 m、导热性能良好的活塞 B 分成长度相 等的三个部分，两活塞厚度均不计且与汽缸接触良好。汽缸左边 两部分分别封闭有理想气体 P 和 Q,初始状态温度均为 To.外界大 气压强恒为 ，g 为重力加速度，忽略一切摩擦。 ①现对气体 P 缓慢加热，求当活塞 B 恰好到达汽缸右端时，气体 P 的温度； ②将汽缸开口向上竖直放置，继续给气体 P 加热，求当活塞 B 再次到达汽缸上端时，气 体 P 的温度。 34.【物理－选修 3-4】（15 分） （1)(5 分）如图所示，是沿 x 轴传播的一列简谐横波，实线是在 t=0 时刻的波形图，虚线是在 t=0.2s 时刻的波形图。已知该波的波速是 1.0m/s,则下列说法正确的 （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.这列波的周期是 0.12s B.这列波沿 x 轴负方向传播 C.t=0 时，x=10cm 处的质点速度沿 y 轴负方向 D.t=0.2s 时，x=4cm 处的质点加速度方向向下 E.0~0.2s 内，x=4cm 处的质点振动方向改变了 3 次 （2)(10 分）如图所示，一束平行单色光从空气垂直入射到等腰三棱镜的 AB 面上，AB 和 AC 边长相等，顶角为θ=30°,底边 BC 长为 L,三棱镜对这种单色光的折射率为 n= .在三棱镜右侧 有一足够大的竖直光屏垂直于 BC,光屏到 C 点的距离为 4L.求光屏上光斑的最高点和最低点之 间的距离。（不考虑光线在棱镜中的二次反射，tan15°=2- ,结果可以带根号）