【物理】河北省2020届高三新时代NT抗疫爱心卷试题（Ⅳ）（解析版）

【物理】河北省2020届高三新时代NT抗疫爱心卷试题（Ⅳ）（解析版）

河北省2020届高三新时代NT抗疫爱心卷试题（Ⅳ）‎ 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光光子的波长 B. 结合能越大，原子核结构一定越稳定 C. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小 D. 原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据可知，从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故A错误；‎ B．比结合能越大，原子核的结构越稳定，故B错误；‎ C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子的过程中，电子半径减小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知核外电子的运动速度增大，所以核外电子的运动动能增大，故C错误；‎ D．衰变本质是原子核中的中子转化成一个质子和一个电子，电子从原子核中被喷射导致新核的质量数不变，但核电荷数变大，即原子序数增加，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎2.国务院批复，自2016年起将‎4月24日设立为“中国航天日”。‎1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图所示，其轨道近地点高度约为‎440km，远地点高度约为‎2060km；‎1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空‎35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在近地点的加速度为a1，线速度为v1，环绕周期为T1，东方红二号的加速度为a2，线速度为v2，环绕周期为T2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，自转线速度为v3，自转周期为T3，则a1、a2、a3，v1、v2、v3，T1、T2、T3的大小关系为（　　）‎ A. T1>T2=T3 B. a1>a2>a‎3 ‎C. a3>a1>a2 D. v1>v3>v2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据开普勒第三定律可知轨道半径越大的卫星，周期越大，由于东方红二号卫星的轨道半径比东方红一号卫星的轨道半径大，所以东方红二号卫星的周期比东方红一号卫星的周期大；东方红二号卫星为同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，即有 故A错误；‎ BC．根据万有引力提供向心力，则有 解得 轨道半径越大的卫星，加速度越小，所以东方红二号卫星的加速度比东方红一号卫星的加速度小；东方红二号卫星为同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，根据可知东方红二号卫星的加速度比固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度大，即有 故B正确，C错误；‎ D．根据万有引力提供向心力，则有 解得 轨道半径越大的卫星，线速度越小，所以东方红二号卫星的线速度比东方红一号卫星的线速度小；根据可知东方红二号卫星的线速度比固定在地球赤道上的物体随地球自转的线速度大，即有 故D错误；‎ 故选B。‎ ‎3.滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（ ）‎ A. 滑轮a、b都只受三个力作用 B. 滑轮b不受摩擦力的作用 C. 甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动 D. 乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得 解得 对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得 解得 故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；‎ C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；‎ D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎4.质量为‎1kg的物块M水平向右滑上逆时针转动的传送带如图甲所示，物块的v－t图像如图乙所示。在整个运动过程中，以下说法不正确的是（g=‎10m/s²）（ ）‎ A. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2‎ B. 整个过程中物块在传送带上留下的划痕长度为‎9m C. 物块与传送带的相对位移大小为‎3m，相对路程为‎9m D. 运动过程中摩擦生热为18J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知，物块运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律得 可得 故A正确；‎ B．由图知，传送带的速度为 在0-3s内，传送带的位移 方向向左；根据图象的“面积”表示位移，可得0-3s内，物块运动的位移大小为 方向向右，则整个过程中物块在传送带上留下的划痕长度为 故B正确；‎ C．0-3s内，由于物块相对于传送带来说一直向右运动，所以物块与传送带的相对位移大小和相对路程都为‎9m，故C错误；‎ D．运动过程中摩擦生热为 故D正确；‎ 不正确的故选C。‎ ‎5.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行不计电阻的金属导轨与水平面夹角为θ，处于方向垂直导轨平面向下且磁感应强度为B的匀强磁场中。将金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放下滑距离x时速度为v。已知金属杆质量为m，定值电阻以及金属杆的电阻均为R，重力加速度为g，导轨杆与导轨接触良好。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 此过程中流过导体棒的电荷量q等于 B. 金属杆ab下滑x时加速度大小为gsinθ－‎ C. 金属杆ab下滑的最大速度大小为 D. 金属杆从开始运动到速度最大时， 杆产生的焦耳热为mgxsinθ－‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据、、可得 ‎ 此过程中流过导体棒的电荷量为 故A正确；‎ B．杆下滑距离时，则此时杆产生的感应电动势为 回路中的感应电流为 杆所受的安培力为 根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； ‎ C．当杆的加速度时，速度最大，最大速度为 故C错误；‎ D．杆从静止开始到最大速度过程中，设杆下滑距离为，根据能量守恒定律有 总 又杆产生的焦耳热为 杆总 所以得：‎ 杆 故D错误；‎ 故选A。‎ ‎6.如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒子为同种粒子，速度大小相等， 在第一象限内有一方向垂直x Oy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），磁感应强度为B。所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点。下列说法中正确的是（ ）‎ A. 磁场方向一定是垂直xOy平面向外 B. 所有粒子通过磁场区的时间相同 C. 如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为 D. 如果粒子速率v0=，能保证所有粒子都打在a点的最小磁场区域面积为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题意可知，正粒子经磁场偏转，都集中于一点，根据左手定则可有，磁场的方向垂直平面向外，故A正确；‎ B．由洛伦兹力提供向心力，可得 运动的时间 运动的时间还与圆心角有关，粒子做圆周运动的圆心角不同，因此粒子的运动时间不等，故B错误；‎ C．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为 能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图 最小磁场区域面积为 故C正确；‎ D．当粒子速率时，粒子做圆周运动的半径为 能保证所有粒子都打在点的最小磁场区域如图 最小磁场区域面积为 故D正确；‎ 故选ACD ‎7.如图所示，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度。若小球在a点获得一水平初速度va，使其恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则（ ）‎ A. 电场强度为，方向竖直向上 B. a、O两点的电势差Uao= ‎ C. 初速度va=‎ D. 小球在竖直面内做匀速圆周运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球静止点时，由共点力平衡得 解得 方向竖直向上，故A正确；‎ B．在匀强电场中，点电势比点低，根据电势差可知、两点电势差为 故B错误；‎ CD．小球从点运动到点，由于重力和电场力做功，不可能做匀速圆周运动，设到点速度大小为，由动能定理得 小球做圆周运动恰好通过点时，由牛顿第二定律得 联立解得 故C正确，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎8.在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，其中A带+q的电荷量，B不带电。弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现加一个平行于斜面向上的匀强电场，场强为E，使物块A向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则（　　）‎ A. 物块A的电势能增加了Eqd B. 此时物块A的加速度为 C. 此时电场力做功的瞬时功率为Eq vsinθ D. 此过程中， 弹簧的弹性势能变化了Eqd－m1gdsinθ－‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电场力对物块A做正功 物块A的电势能减少，其电势能减少量为，故A错误；‎ B．当物块B刚要离开挡板C时，弹簧的弹力大小等于B重力沿斜面向下的分量，即有 对A，根据牛顿第二定律得 未加电场时，对A由平衡条件得 根据几何关系有 联立解得：此时物块A的加速度为 故B正确；‎ C．此时电场力做功的瞬时功率为 故C错误；‎ D．根据功能关系知电场力做功等于A与弹簧组成的系统的机械能增加量，物块A的机械能增加量为 则弹簧的弹性势能变化了 故D正确；‎ 故选BD。‎ 二、非选择题 ‎（一）必考题 ‎9.在利用电磁打点计时器（所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的实验中：‎ ‎(1)某同学用如甲图所示装置进行实验，得到如乙图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点， 在中间适当位置选5个点A、B、C、D、E，测出点O、A间的距离为‎68.97cm，点A、C间的距离为‎15.24cm，点C、E间的距离为‎16.76cm，已知当地重力加速度为‎9.80m/s2，重锤的质量为m=‎1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_______J，重力势能的减少量为________J。导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是_______。（结果精确到小数点后两位）‎ ‎(2)用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到点O的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出－h的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是____________。‎ ‎【答案】 (1). 8.00 8.25 纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的影响 ‎ ‎(2)当地重力加速度g ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动的规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点的速度为 重锤动能的增加量为 ‎[2]重力势能的减少量为 ‎[3]导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是实验时存在空气阻力、纸带与打点计时器的限位孔有摩擦阻力等影响；‎ ‎(2)[4]利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒 即 所以以为纵轴，以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线；那么图线的斜率就等于当地重力加速度 ‎10.在测量干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=4Ω。合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数Ⅰ的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为3.00V、2.99V，与横轴的截距分别为‎0.5A、‎0.6A。‎ ‎(1)S2接1位置时，作出的U－I图线是图乙中的____________（选填“A”或“B”）线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是____________。‎ ‎(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=____________，r真=____________。‎ ‎(3)根据图线求出电流表内阻RA=____________。‎ ‎【答案】(1)B 电流表的示数偏小 (2) 3.00V 1.0Ω (3)1.0Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]当S2接1位置时，可把电压表、定值电阻与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知 电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的图线应是B线；‎ ‎[2]测出的电池电动势和内阻存在系统误差，原因是电压表的分流；‎ ‎(2)[3]当S2接2位置时，可把电流表、定值电阻与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知电动势测量值等于真实值，图线应是线，即有 ‎[4]由于S2接1位置时，图线的B线对应的短路电流为 所以 真 解得 真 ‎[5]对线，根据闭合电路欧姆定律可得对应的短路电流为 解得电流表内阻为 ‎11.如图所示，水平面AB光滑，质量为m=‎1.0kg的物体处于静止状态。当其瞬间受到水平冲量I=10N·s的作用后向右运动，倾角为θ=37°的斜面与水平面在B点用极小的光滑圆弧相连，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.5，经B点后再经过1.5s物体到达C点。g取‎10m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求BC两点间的距离。‎ ‎【答案】‎‎4.75m ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动量定理有 解得 沿斜面上滑 速度减少为零时，有 解得 最高点距点的距离 物体下滑 从最高点到点的距离 两点间的距离 ‎12.宽为L且电阻不计的导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，导体棒在导轨间部分的电阻为r，以速度v0在导轨上水平向右做匀速直线运动，处于磁场外的电阻阻值为R，在相距为d的平行金属板的下极板附近有一粒子源，可以向各个方向释放质量为m，电荷量为+q，速率均为v的大量粒子，且有部分粒子一定能到达上极板，粒子重力不计。求粒子射中上极板的面积。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒切割磁感线产生的电动势 回路中的电流 极板间的电压等于电阻的电压 ‎ 极板间粒子释放后的加速度指向负极板，据牛顿第二定律得 粒子射出后竖直向上的粒子做匀减速直线运动，其一定能到达其正上方极板处，其余粒子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动；‎ 则恰好到达上极板且竖直速度减为零的粒子为到达上极板距中心粒子最远的临界粒子，该粒子竖直分运动可逆向看做初速度为零的匀加速直线运动，所用时间为，则有 竖直分速度 解得 水平方向的分速度 水平最大半径 射中上极板的面积 联立解得 ‎（二）选考题 ‎13.下列说法正确的是（　　）‎ A. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 B. 一定量的理想气体压强不变，体积减小，气体分子对容器壁在单位时间内单位面积上碰撞次数增多 C. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小 D. 液晶具有液体的流动性，但不具有单晶体的光学各向异性 E. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当分子力表现为引力时，增大分子减的距离，需要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的增大而增大，故A正确；‎ B．一定量的理想气体保持压强不变，气体体积减小，气体分子的密集程度增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数增多，故B正确；‎ C．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故C正确；‎ D．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故D错误；‎ E．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，都是不可逆，故E错误；‎ 故选ABC。‎ ‎14.竖直放置的导热气缸用轻绳悬挂在空中，质量为M。内部封闭着质量一定的理想气体，气体温度为T0，塞横截面积为S，与气缸底部相距为H0，周围环境温度缓慢上升到T1，已知此气体的内能表达式为U=kT，k为常数，大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦。求：‎ ‎(1)温度为T1时活塞到缸底的距离等于多少？‎ ‎(2)此过程吸热Q是多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 周围环境温度缓慢上升过程为等压过程 解得活塞到缸底的距离 ‎(2)气体对外界做功为 根据题意有 根据热力学第一定律有 解得 代入可得 ‎15.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B. 在玻璃中，a光的波长大于b光的波长 C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D. 若改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小，则折射光线a首先消失 E. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在真空中所有光的传播速度都等于光速，故A错误；‎ BC．由光路图可知，光的偏折程度较小，光的偏折程度较大，则玻璃三棱镜对光的折射率小，对光的折射率大；折射率越大，频率越大，波长越小，则知光的频率比光的小，光的波长比光的大，故B、C正确；‎ D．当改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小时，光在右侧面的入射角逐渐增大，由分析知，光的临界角大于光的临界角，所以随着入射角逐渐增大，光先发生全反射，则光先消失，故D错误；‎ E．根据条纹间距公式可知，由于光的波长大于光，所以光的条纹间距大于光，故E正确；‎ 故选BCE。‎ ‎16.如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上质点振动的波形图，问：‎ ‎(1)何时x=‎5.4m的质点第一次到达波峰？‎ ‎(2)从t=0开始至x=‎5.4m的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？‎ ‎【答案】(1)18.5s；(2)‎‎1.85 m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图知 由题知 所以 处质点距波源有 个 即波源的振动形式经传到此点 此点第一次到达波峰还需 共用时间 ‎(2)由(1)知从开始至的质点第一次到达波峰经历的时间为18. 5s，即历时，所以