【物理】河南省顶级名校2020届高三上学期10月联考试题（解析版）

【物理】河南省顶级名校2020届高三上学期10月联考试题（解析版）

河南省顶级名校2020届高三上学期10月联考试题 一、选择题 ‎1.根据玻尔理论，当氢原子发出一个光子后，下列结论不正确的是 A. 原子的能量将减少 B. 原子的电势能将减少 C. 核外电子绕核运转的周期将减小 D. 核外电子绕核运转的动能将减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．原子发出一个光子后，其能量要减少;电子要到更小的轨道上运行，原子的势能即电子与原子核之间的库仑引力所对应的能量，距离减小势能减少。故AB不符合题意。‎ C．由，解得：‎ 可知T随r的减小而减小。故C不符合题意。‎ D．由，解得：‎ 动能随r的减小而增大。故D符合题意。‎ ‎2.一辆汽车在行驶过程中突遇险情，紧急刹车，刹车过程的位移为x，整个刹车过程的时间为2s，刹车过程的关系如图所示，则此过程中 A. 汽车刹车的加速度大小为6m/s2‎ B. 汽车刹车的加速度大小为12 m/s2‎ C. 汽车刹车的距离为12m D. 汽车刹车的距离为36m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由 ，得到 ，结合图象可知，汽车刹车过程做的是匀减速运动， 刹车所用时间为2 s，刹车过程的平均速度为12 m/s，由可知，刹车的初速度：‎ 刹车的加速度大小：‎ ‎= 12 m/s2‎ 故A不符合题意，B符合题意。‎ CD．汽车刹车距离为：‎ 故CD不符合题意。‎ ‎3.如图所示，一根长为L的直杆一端抵在墙角，一端依靠在箱子的光滑竖直侧壁上，将箱子以大小为v的速度向右推，直杆绕O点在竖直面内转动，当直杆与竖直方向的夹角为时，直杆转动的角速度大小为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】直杆与箱子接触点的实际运动即合运动方向是垂直于杆指向右上，设杆转动的角速度为，则合速度：‎ 沿水平方向上的速度分量等于v，即。所以有：‎ A．。故A不符合题意。‎ B．。故B符合题意。‎ C．。故C不符合题意。 ‎ D．。故D不符合题意。‎ ‎4.如图所示，一闭合的金属圆环从静止开始下落，穿过一竖直悬挂的条形磁铁，磁铁的N极向上，在运动过程中，圆环的中心轴线始终与磁铁的中轴线保持重合，则下列说法中正确的是 A. 对于金属圆环来说，在AB段磁通量向下 B. 条形磁体磁感线起于N极，终于S极，磁感线是不闭合的 C. 自上向下看，在AB段感应电流沿顺时针方向 D. 自上向下看，在AB段感应电流沿逆时针方向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在圆环还没有套上磁铁之前，圆环中磁通量方向向上。故A错误。‎ B．磁感线是闭合的。故B错误。‎ CD．根据楞次定律，AB段感应电流是顺时针方向。故C正确，D错误。‎ ‎5.如图所示，一个小球放在固定斜面体的光滑斜面上，用平行于斜面向上的拉力拉着，小球保持静止，现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向，小球始终保持静止，则在转动的过程中，关于拉力及斜面体对小球的弹力，下列判断正确的是 A. 拉力一直变小 B. 拉力先变小后变大 C. 弹力一直变小 D. 弹力一直变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球受重力、垂直斜面的支持力和拉力，三个力作用下处于静止状态，三力平衡，则三力首尾相连构成闭合矢量三角形，如图所示： 由图解法可知拉力F一直增大，弹力一直减小。‎ A．拉力一直变小。故A错误。 ‎ B．拉力先变小后变大。故B错误。‎ C．弹力一直变小。故C正确。 ‎ D．弹力一直变大。故D错误。‎ ‎6.因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F. 将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R. 则地球的自转周期是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在北极时地球对物体的万有引力等于物体的重力，在赤道时地球对物体的万有引力与地面对物体的支持力的合力提供物体随地球做圆周运动的向心力，依题意物体在赤道时有：‎ 所以地球自转周期为：.‎ A．描述与分析相符，故A正确 B．描述与分析不符，故B错误.‎ C．描述与分析不符，故C错误.‎ D．描述与分析不符，故D错误.‎ ‎7.如图所示，手摇发电机产生正弦交变电流，经理想变压器给灯泡L供电.当线圈以角速度匀速转动时，电压表的示数为U0，灯泡L正常发光.已知发电机线圈的电阻为r，灯泡L的额定电流为I，灯泡L正常发光时的电阻为R，若灯泡L的电阻恒定且灯泡不会损坏，其他电阻不计，则 A. 线圈转到图示位置时，产生的感应电流为零 B. 变压器原、副线圈的匝数比为 C. 发电机线圈电阻的发热功率为 D. 若线圈的角速度变为2，则灯泡L的亮度不变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．线圈转到图示位置时，产生的感应电流为零。故A符合题意。‎ BC．灯泡两端的电压U=IR，变压器原、副线圈的匝数比，‎ 解得：‎ 所以:‎ 故B不符合题意，C符合题意。‎ D．由公式可知，当增大一倍时，Em增大，其他条件不变时，灯泡的亮度增加。故D不符合题意。‎ ‎8.如图，虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知b等势面上的电势为1V.一电子经过a等势面时的动能为4eV，速度方向沿电场方向，从a等势面到d等势面的过程中克服电场力所做的功为3eV.下列说法正确的是 A. 电子在c等势面上的电势能为零 B. 电子到达f等势面动能为零 C. 电子初速度方向垂直虚线向右 D. a、b两等势面间的电势差为2V ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a时的动能为4eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为3eV，则电势能增加3eV，因此ad等势面之间的电势差为3V，由于电子的电势能增加，所以等势面从a到d电势是降低的，因为b上的电势为1V，故a上的电势为2V，c上的电势为0V，电子在c等势面上的电势能为零。故A正确。 B．结合A的分析可知，各相邻等势面之间的电势差为1V，则af之间的电势差为4V，电子从a到f将克服电场力做功为4eV，则电子到达f的动能为0。故B正确。 C．电子到达f的动能为0，可知电子从a向右运动。故C正确。 D．b上的电势为1V，a上的电势为2V，所以ab之间的电势差为1V。故D错误。‎ ‎9.如图所示，竖直放置的平行板电容器内除电场外还有图示的匀强磁场，从A板中点小孔P向各个方向人射一批不同速度的带正电微粒(考虑重力)，则微粒在由A到C的过程中 A. 可能有微粒匀速运动，但一定无微粒匀变速运动 B. 可能有微粒沿圆弧匀速率运动 C. 所有微粒到达C板时的动能一定大于在A板时的动能 D. 所有微粒到达C板时的机械能一定大于在A板时的机械能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．微粒在平行板中受重力、电场力、磁场力三个力作用，重力和电场力都是恒力，但磁场的大小和方向随速度的大小和方向的不同而不同，因此三个力的合力可以为0，但不可能恒定，故微粒可以做匀速运动但一定不能做匀变速运动。故A符合题意。‎ B．由于重力和电场力是互相垂直的，不可能平衡，故微粒不可能做匀速圆周运动。故B不符合题意。‎ CD．由A板到C板，合力可能做正功，也可能做负功或不做功，故微粒动能的变化是不确定的，由于电场力一定做正功，故机械能一定增大，所以所有微粒到达C板时的机械能一定大于在A板时的机械能。故C不符合题意，D符合题意。‎ ‎10.如图所示，a、b两个小球用一根不可伸长的细线连接，细线绕过固定光滑水平细杆C、与光滑水平细杆D接触，C、D在同一水平线上，D到小球6的距离为L，在D的正下方也固定有一光滑水平细杆E，D、E间的距离为.小球a放在水平地面上，细线水平拉直，由静止释放小球b.当细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球a对地面的压力恰好为零，不计小球的大小，则下列说法正确的是 A. 细线与水平细杆E接触一瞬间，小球b加速度大小不变 B. 细线与水平细杆E接触一瞬间，小球b速度大小不变 C. 小球a与小球b的质量之比为5:1‎ D. 将D、E细杆向右平移相同的一小段距离再固定，由静止释放小球b，细 线与E相碰的一瞬间，小球a会离开地面 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b速度不会发生突变，因此小球b速度大小不变，由于做圆周运动的半径减小，由可知，小球b加速度增大。故A错误，B正确。‎ 小球b运动到最低点时，设速度为v，根据机械能守恒定律可知，，，C．细线与E相碰的一瞬间有：， 因此有：‎ 故C正确。‎ D．将D、E细杆向右平移相同的一小段距离再固定，设小球b开始做圆周运动的半径为L'，与杆E相碰时的速度大小 ，设相碰的一.瞬间细线的拉力为F' ，则，求得：‎ 因此细线与E相碰的一瞬间，小球a会离开地面。故D正确。‎ 二、非选择题 ‎11.某实验小组用如图所示装置做“探究动能定理”实验，重力加速度为g.‎ ‎（1）实验中用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要________，其次钩码和小车还需要满足的条件是______________.‎ ‎（2）按实验要求安装好装置，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C.··若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示.‎ 已知所挂钩码的质量为m，则从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_______，打B点时小车的速度v=______________‎ ‎（3）求出从打O点到其他各点过程中拉力做的功，并算出打其他各点时小车的速度v，则下图中正确反映v2—W关系的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎（4）如果实验操作和数值计算的过程都正确无误，但实验结果W和∆Ek、在误差允许范围内总是不相等，你认为主要原因是:_________________。‎ ‎【答案】 (1). 平衡摩擦力 小车的总质量远大于所挂钩码的质量 ‎ ‎(2). mgx2 (3) A (4)小车受 到的拉力不等于(或小于)小桶和沙的重力 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a ‎，绳上的拉力为F，则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma，即：‎ mg=（M+m）a 如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量，这样两者才能近似相等。‎ ‎(2)[3][4]拉力做功为：W=mgh=mgx2，小车做匀加速直线运动，所以B点的速度等于AC段的平均速度为：vB=。‎ ‎ (3) [5]根据功能关系可知：，整理得：‎ 所以图象仍是过原点的直线。故A正确，BCD错误。‎ ‎(4) [6]实验结果W和△Ek在误差允许范围内总是不相等，主要原因是小车受到的拉力不等于(或小于)小桶和沙的重力。‎ ‎12.某同学用伏安法测量一未知电阻R的阻值，已有电流表A(量程0~600mA)和电压表V(量程0~3 V).由于不知道电阻Rx的阻值和两电表内阻的关系，他采用下列方法测量:如图所示.当单刀双掷开关S2连接a时，两电表的指针偏转角度都在满偏的处;当将S2接b时，其中一个电表的指针偏角几乎不变，另一个电表的指针偏转增大到满偏的处.‎ ‎（1）指针偏转增大的是_______表.‎ ‎（2）未知电阻R.的阻值是____________Ω.‎ ‎（3）根据电路图把实物图连线.‎ ‎【答案】(1). 电压表 (2). 5 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]将S2由a接b时，根据实验原理图可知，电流表由外接变为内接，电压表示数增大，电流表示数减小。‎ ‎(2)[2]由题意知，电流表读数几乎不变，故电压表的分流可以忽略，而电流表的分压不能忽略，故S2接a时，误差较小；此时，电压表读数：‎ 电流表读数：‎ 故：‎ ‎(3)[3]根据实验原理图连接实物图如图所示：‎ ‎13.热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降，热气球的总质量为M，当热气球离地某一高度时，释放质量为M的压舱物，结果热气球到达地面时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为g，求:‎ ‎（1）释放压舱物时气球离地的高度h;‎ ‎（2）热气球与压舱物到达地面的时间差.‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意知F浮=Mg ‎ 释放压舱物后： ‎ 即热气球向下做匀减运动的加速度大小为：‎ 由于热气球到地面时的速度刚好为零，则 ‎(2)设压舱物落地所用时间为t1，根据运动学公式有： ‎ 解得：‎ 设热气球匀减速到地面所用时间t2 ，则 ‎ 解得：‎ 因此两者到达地面所用时间差为：‎ ‎14.如图所示水平传送带沿顺时针方向以恒定的速度运行，传送带上表面离地面的高度为5m，一个物块轻放在传送带的左端，当传送带的速度为时，物块从传送带的右端飞离做平抛运动的水平位移大小为2m；当传送带的速度为5m/s时，物块从传送带的右端飞离做平抛运动的水平位移大小为4m；已知重力加速度的大小为，物块与传送带间的运摩擦因为为0. 2，不计物块的大小及空气的阻力，求：‎ ‎（1）传送带长L的大小；‎ ‎（2）的大小及此时物块从放上传送带到落地运动的时间.‎ ‎【答案】(1)4m (2) 2m/s 3.5s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物块从传送带右端做平抛运动的时间为：‎ 由题意可知，当传送带的速度为5m/s时，物块在传送带右端做平抛运动的速度：‎ 因此在此过程物块在传送带上一直在做加速运动，加速度大小：‎ 所以传送带的长：‎ ‎(2)当传送带速度为v1时，物块到从传送带右端抛出做平抛运动的速度:‎ 因此传送带速度，物块在传送带上加速的时间：‎ 则加速运动的距离：‎ 所以匀速运动的时间：‎ 因此物块从放上传送带到落地过程运动的时间：‎ 答：(1)传送带长L长4m；‎ ‎(2) ，此时物块从放上传送带到落地运动的时间为3.5s.‎ ‎15.如图甲所示，在MN下方存在竖直向上的匀强电场，在MN上方以MN为弦、半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场，磁场的变化规律如图乙所示，规定垂直纸面向里的方向为正方向.弦MN 所对的圆心角为.在t=0时，一质量为m，电荷量为+q的带电粒子，以初速度v从A点沿直径AOB 射入磁场，运动到圆心O点后，做一次半径为的完整的圆周运动，再沿直线运动到B点，在B点经挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计，电荷量不变)，运动轨迹如图甲所示.粒子的重力不计，不考虑变化的磁场所产生的电场.求:‎ ‎ ‎ ‎（1）磁场的磁感应强度B0的大小及变化周期T0;‎ ‎（2）粒子从B点运动到A点的最短时间t;‎ ‎（3）满足（2）中条件所加的电场强度E的大小.‎ ‎【答案】（1） ；（2） ；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据题意，粒子在磁场中运动的半径为，‎ 由洛伦兹力提供向心力得： .‎ 解得：‎ 由题图分析可知:粒子从A点沿直径AOB匀速运动到O点，然后做一-个完整的圆周运动所用的时间为一个周期T0。则 ‎(2)设一个周期内没有磁场的时间为t1，存在磁场的时间为t2，则 ‎ 因为∠MON= 120°，可求得MN与AB之间的距离为 x=‎ 粒子从B点返回时，刚好进入磁场并做圆周运动，然后进人电场做匀减速运动，当返回后刚离开电场时粒子做圆周运动，此时一定存在磁场，为了满足题图甲的运动轨迹，粒子在电场中的最短时间为 ‎ 则粒子从B点运动到A点的最短时间为：‎ ‎(3)粒子在电场中做匀变速运动，加速度为 ‎ 根据速度公式得： ‎ 解得：‎ ‎16.下列说法正确的是（ ）‎ A. 空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 B. 在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 C. 分子间作用力的合力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子力不一定减小，但分子势能一定增大 D.‎ ‎ 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势 E. 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．热传递中的热量总是从温度高的向温度低的方向传递，所以热传递存在方向性。故A不符合题意。‎ B．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是空气分子频率撞击的结果，不是布朗运动。故B符合题意。‎ C．分子间作用力的合力表现为引力时，是两个分子间的距离大于平衡位置间的距离时，此时若分子间的距离再增大，则分子力不一定减小，可分子势能一定增大 。故C符合题意。‎ D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间的引力大于斥力，合力为引力，从而呈收缩趋势，故D不符合题意。‎ E．无论是单晶体还是多晶体晶体内部的分子按一定的规律排布即具有一定的规律性，空间上的周期性。故E符合题意。‎ ‎17.如图所示，用横截面积为S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热性良好的汽缸内，汽缸平放到光滑的水平面上。劲度系数为k=1000N/m的轻质弹簧左端与活塞连接，右端固定在竖直墙上。不考虑活塞和汽缸之间的摩擦，系统处于静止状态，此时活塞距离汽缸底部的距离为L0=18cm，气体的温度为t0=27℃。现用水平力向右缓慢推动汽缸，当弹簧被压缩x=2cm后再次静止。已知大气压强为p0=1.0×105Pa。‎ ‎(i)求汽缸向右移动的距离；‎ ‎(ii)保持推力F不变，升高气体的温度，求汽缸底部到活塞的距离恢复到L0时的温度。‎ ‎【答案】(i) (ii) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（i）根据活塞的受力求出封闭气体的压强，在根据玻意耳定律求气缸移动的距离；‎ ‎（i i ‎）根据气缸受力可知封闭气体的压强不变，利用盖—吕萨克定律求气缸内封闭气体的温度；‎ ‎【详解】(i)初始状态弹簧处于原长，设气缸向右移动的距离为 时，气缸再次静止，则活塞到气缸底部的距离为 ‎ 气缸内气体的压强为 ‎ 根据玻意耳定律有 ‎ 联立解得 ‎ ‎(ii)推力F不变，气体的压强不变，则由盖—吕萨克定律有 ‎ ‎ 且 ， ，联立解得：T=360K 故本题答案是：(i) (ii) ‎ ‎【点睛】解本题的关键是找到初末状态的物理量。利用公式求解即可。‎ ‎18.一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质点的振动图线如图甲所示，在处的质点的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）‎ A. 该波的周期为 B. 处的质点在平衡位置向上振动时，处的质点在波峰 C. 在内处和处的质点通过的路程均为 D. 该波的波长可能为 E. 该波的传播速度可能为 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图乙可知，该波的周期为12s；A项符合题意.‎ B.由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质点在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B项符合题意.‎ C.由图可知，该波的振幅为4cm，圆频率：‎ 由图甲可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程为：‎ ‎，‎ ‎4s时刻质元的位置：‎ ‎，‎ 所以x=12m处的质元通过的路程：s12=4cm+2cm=6cm.‎ 据图乙知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为：‎ 在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移为：，所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程：‎ ‎；‎ 故C项不合题意.‎ D.（由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动，所以两点之间的距离为：‎ 所以：‎ n=0时，波长最大为：；故D项符合题意.‎ E.波的速度：‎ n=0时，最大速度：；故E不合题意；‎ ‎19.如图所示，在暗室中，一平行的圆柱（半径为R）单色激光束垂直射向半球形玻璃的水平平面AB上，平面AB与水平地面间的高度差为2R。若玻璃截面的圆心为O，圆半径为R，玻璃对激光的折射率为n，激光在真空中的速度大小为c，求:‎ ‎(1)过圆心O的激光穿过玻璃所用的时间t；‎ ‎(2)地面上光斑的面积S。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎（i）根据折射率与速度的关系有： ‎ 激光穿过玻璃所用的时间为：，解得：；‎ ‎（ii）设玻璃的临界角为θ，如图所示，由临界角公式有： ‎ ‎ ‎ 根据几何关系有： ‎ 地面上光斑的面积为： ‎ 解得：；‎ 点睛：本题考查光的折射问题，关键是作出光路图，运用几何知识，结合折射定律进行求解。‎