许昌济源平顶山三市2020届高三物理下学期第二次质量检测试题含解析

河南省许昌济源平顶山三市2020届高三物理下学期第二次质量检测试题含解析河南省许昌济源平顶山三市2020届高三物理下学期第二次质量检测试题含解析PAGE28-河南省许昌济源平顶山三市2020届高三物理下学期第二次质量检测试题含解析河南省许昌、济源、平顶山三市2020届高三物理下学期第二次质量检测试题（含解析）注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.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，再选涂其它答案标号。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，将答题卡交回。二、选择题：本题共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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.1.在自然界稳定的原子核中，中子数（N)和质子数(Z）之间的关系如图所示。根据图中所提供的信息及原子核的有关知识,对于在自然界中的稳定原子核，下列说法正确的是（）A.较轻的原子核，质子数和中子数大致相等B。较重的原子核，质子数大于中子数C。越重的原子核，质子数和中子数差值越小D。在很大的原子核中,可以有质子数和中子数相等的情况【答案】A【解析】【分析】较轻的原子核，核子中，质子和质子间的核力远远大于斥力，这时组成原子核的中子和质子数目相当；而较重的原子核，由于质子与质子间的核力明显减弱，而斥力相对较大，不容易结合到原子核上,这时候，不带电的中子，依靠核力，可以继续增加，所以中子数目相对较多；越重的原子核,中子越不容易结合上去，导致中子数和质子数的差值越来越大.【详解】AB．根据题中给的中子数（N）和质子数（Z)关系图可知，较轻的原子核,质子数和中子数大致相等；而较重的原子核，中子数明显多于质子数，A正确，B错误；C．由图可知，越重的原子核,中子数和质子数差值越大，C错误；D．在很大的原子核中,由于核力明显减弱，质子和质子间的排斥作用，导致质子结合到原子核的数目越来越少，不可能出现质子数和中子数相等的情况，D错误；故选A.2.如图所示，一轻质弹簧上端固定在O点下端悬挂一个质量为m的小球。将小球从某一位置由静止释放，在某一时刻，小球的速度大小为v，方向竖直向下。再经过一段时间,小球的速度大小又为v,方向变为竖直向上。忽略空气阻力,重力加速度大小为g。则在该运动时间t内,下列说法正确的是(）A。小球的机械能增量为0 B.弹簧弹力对小球做的功为0C。弹簧弹力对小球的冲量大小为2mv+mgt D。弹簧弹力对小球做功的功率为【答案】C【解析】【详解】A．小球在速度大小又一次变为v时，它可能仍处于之前速度大小为v的位置,也可能与原来速度为v的位置关于平衡位置对称，故其机械能变化不确定，A错误；BD．若两次速度大小为v的位置相同,则弹簧弹力对小球做功为0;若两次不在同一位置，则弹簧弹力做功不为0，BD错误；C．根据动量定理，弹簧弹力和重力对小球的合冲量，等于小球始末动能的变化量，设竖直向上为正方向解得故C正确;故选C。3.由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，其中有一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于一等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在等边三角形所在的平面内做角速度相同的圆周运动,如图所示。已知A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m，AD为BC边的中垂线。下列说法正确的是（）A.圆心O在中垂线AD的中点处 B.A星体的轨道半径最大C.A星体的线速度最大 D.A星体的加速度最大【答案】A【解析】【详解】A．对B星体受力分析，如下图所示,，，可知，，以两力为邻边，做平行四边形；以AB边和BD边为邻边，做平行四边形ABDE，则两平行四边形相似，两对角线重合，即的方向指向O点;同理,C星体所受合力也必然指向O点.而根据受力的对称性，A星体所受合力也必然指向O点。所以O点是他们共同的圆心；因为O点是平行四边形ABDE两对角线的交点，故O点在中垂线AD的中点处,A正确；B．既然它们的圆心在中垂线AD的中点O处，则根据几何关系，A星体的轨道半径最小，B错误;C．A星B星C星同轴传动，角速度相等，根据可知，A星的线速度最小，C错误；D．A星B星C星同轴传动，角速度相等,根据可知，A星的加速度最小，D错误。故选A。4。如图所示,甲图中滑动变阻器的输入端ab之间接一电压为U1的直流电源，变阻器的输出端cd之间接一额定电压为220V、额定功率为40W的灯泡.乙图中理想变压器的输入端ef之间接一电压为U2的正弦式交变电源，理想变压器的输出端gh之间也接一额定电压为220V、额定功率为40W的灯泡。已知滑动变阻器的滑动端在变阻器的中点，理想变压器的滑动端在线圈的中点，此时两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是（）A。U1和U2均为110V B.U1为110V，U2为220VC。U1为220V,U2为110V D.U1大于220V，U2为110V【答案】D【解析】【详解】甲图中，灯泡与滑动变阻器下部串联,灯泡正常发光，灯泡两端电压为220V，根据串联规律可得乙图中，灯泡正常发光，说明副线圈两端电压是220V,根据变压器原理可得解得A．U1和U2均为110V与上述结论不符，故A错误；B．U1为110V,U2为220V与上述结论不符，故B错误；C．U1为220V，U2为110V与上述结论不符,故C错误；D．U1大于220V，U2为110V与上述结论相符,故D正确；故选D。5.如图所示,竖直平面内有一个圆，Pc是圆的一条直径,O为圆心。Pa、Pb、Pd、Pe为圆的四条弦，在这四条弦和一条直径中，相邻之间的夹角均为30°，该圆处于匀强电场中，电场的方向与圆所在的平面平行，且电场的方向沿Pa方向由P指向a。任P点将一带正电电荷的粒子(不计重力）以某速度沿该圆所在的平面射出，粒子射出的方向不同，该粒子会经过圆周上的不同点.则下列说法正确的是（)A.在a、b、c、d、e五点中，粒子在a点的速度最大B。在a、b、c、d、e五点中,粒子在b点的动能最大C.在a、b、c、d、e五点中,粒子在c点的电势能最大D。在a、b、c、d、e五点中，粒子在d点的机械能最大【答案】B【解析】【详解】由电场的方向沿Pa方向由P指向a，由几何关系可知如图所示的红色实线是电场中的等势线，P、a、b、c、d、e五点有电势关系为AB．P点将一带正电电荷的粒子以某速度沿该圆所在的平面射出，粒子射出的方向不同,该粒子会经过圆周上a、b、c、d、e五点时其速度关系有可见经过b点时速度最大，动能最大，故B正确，A错误;CD．e点电势最高，粒子在e点电势能最大，机械能最小；b点电势最低，粒子在b点电势能最小,机械能最大。故CD错误。故选B。6.如图所示，在水平面内有一正方形ABCD，在ABCD内的适当区域中有垂直正方形ABCD所在平面向里的匀强磁场.一电子以某一速度沿正方形ABCD所在平面、且垂直于AB边射入该正方形区域。已知该电子从AB边上的任意点入射,都只能从C点沿正方形ABCD所在平面射出磁场。不计电子重力。则关于该区域的磁场范围，下列说法正确的是(）A。磁场可能存在于整个正方形ABCD区域B。磁场可能存在于一个以B点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆内C.磁场可能存在于一个以D点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆内D。磁场可能存在于一个以B点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆和以D点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆的公共范围内【答案】CD【解析】【分析】【详解】ABC．电子从AB边上的任意点入射,都只能从c点沿正方形ABCD所在平面射出磁场，其轨迹示意图如下左图所示，电子进入磁场的边界只能是以D点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆弧曲线，故C正确，AB错误；D．磁场的最小面积是存在于一个以B点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆和以D点为圆心、正方形的边长为半径的四分之一圆的公共范围内，如下右图所示，故D正确；故选CD。7.如图所示是某工厂所采用小型生产流水线示意图，机器生产出的物体源源不断地从出口处以水平速度v0滑向一粗糙的水平传送带,最后从传送带上落下装箱打包．假设传送带静止不动时，物体滑到传送带右端的速度为v，最后物体落在P处的箱包中．下列说法正确的是（）］A.若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来，且传送带速度小于v，物体仍落在P点B。若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来,且传送带速度大于v0，物体仍落在P点C。若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来，且传送带速度大于v，物体仍落在P点D.若由于操作不慎，传送带随皮带轮逆时针方向转动起来，物体仍落P点【答案】AD【解析】试题分析：若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来,且传送带速度小于v，则物体做匀减速直线运动，到达右端时速度为v，物体做平抛运动,仍然落在P点．故A正确．若传送带随皮带顺时针方向转动起来，且传送带速度大于v0，物体先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，做匀速直线运动，可知到达右端的速度大于v0．物体落地点在P点的右侧．故B错误．若传送带随皮带顺时针方向转动起来，且传送带速度大于v，可知物体最终的速度大于v,做平抛运动将落在P点的右侧．故C错误．若传送带逆时针转动,物体做匀减速直线运动,到达右端的速度为v，做平抛运动将仍然落在P点．故D正确．故选AD．考点：平抛运动;牛顿第二定律【名师点睛】解决本题的关键知道物体离开传送带做平抛运动，水平距离由离开的初速度决定，以及会通过物体的受力判断物体的运动．8.如图所示，两块完全相同的金属板平行正对、且竖直固定放置。一粗细均匀、电阻不计的金属杆水平放置在两块金属板之间，且金属杆和两金属板始终良好接触。整个空间存在一个水平向里的匀强磁场，磁场方向垂直于金属杆,且和金属板平行.不计金属杆和金属板之间的摩擦,设两金属板上下足够长。在t=0时刻，金属杆由静止开始释放,金属杆在两金属板之间竖直向下的运动过程中，关于其a－t、x－t、v－t和v2－x图象，下列正确的是（）A。 B. C。 D.【答案】AC【解析】【详解】AC．装置下落时,两个金属板分别积聚正、负电荷，成为一个带电的平行板电容器.设经过时间时，下落速度为，电容器的带电量为，电容器两板之间的电压为，金属杆切割磁感线产生的感生电动势为，有，，解得设在时间间隔，内流经金属棒的电荷量为,金属棒受到的安培力为，有,也是平行板电容器在时间间隔，内增加的电荷量，结合以上式子有为金属棒的速度变化量，有对金属棒，有以上联合求解得则可知物体做匀加速直线运动，故AC正确。BD．物体的初速度为零,故有，故x－t图像为开口向上的抛物线，v2－x为正比例函数图像，故BD错误。故选AC。三、非选择题：共174分。第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共129分。9.用如图a所示的装置可以监测圆盘转动的快慢,并且还可以测定其转动的周期。原理为:一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆盘上沿半径方向开有一条宽度为的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行,分别置于圆盘的上下两侧,且可以同步地沿圆盘半径方向由某一位置向边缘方向匀速移动,激光器连续竖直向下发射激光束。在圆盘匀速转动过程中,当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图b为所接收的激光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光束信号时,激光束距圆盘中心的距离为r1=0。25m；传感器接收到第2个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r2=0。40m。图中第1个激光束信号的宽度为。（1）根据题中的数据，圆盘转动的周期T为___________s。(2）激光器和传感器一起沿半径方向运动的速度为___________m/s.【答案】（1).0.8s(2）。0.2m/s【解析】【详解】（1）圆盘的转动周期说明:周期T写成0。25πs、、0。79s、0.8s均给分。（2)激光器和传感器一起沿半径方向运动的速度为说明：速度v写成、0.19m/s、0。2m/s均给分。10.某探究小组要测量某一电流表A的内阻。给定的器材有：待测电流表A（量程10mA，内阻约10Ω）;电压表V（量程3V，内阻约为4kΩ）;直流电源E（电动势约3V，内阻约0.1Ω）；固定电阻3个:R1=300Ω，R2=900Ω，R3=1500Ω；滑动变阻器R（最大阻值约20Ω)；开关S及导线若干.实验要求：①方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据;②测量时两电表指针偏转均能够超过其满量程的一半。(1）试从3个固定电阻中选用1个，你选择的固定电阻是___________。（选填字母标号)（2）把你选择的固定电阻与其它器材一起组成测量电路，并在图甲的虚线框内画出测量电路的原理图________。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出)(3)根据你所画出的测量电路原理图.在下方图乙所给的实物图上连线________.（4)闭合开关S,电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则待测电流表的内阻RA=___________。【答案】（1).R1(2）.(3)。（4).—R1（或-300Ω)【解析】【分析】考察半偏法测量电流表内阻。【详解】(1）［1］为了减小电压表的分流作用，提高测量精度,应选择阻值较小的电阻;（2)[2］要测得多组数据，需要滑动变阻器分压接法;电压表分流作用大于电流表的的分压作用，所以电流表应内接，如图所示：（3)[3]如图所示：(4）[4］根据欧姆定律得电流表内阻.11。工厂某些产品出厂要进行碰撞实验。如图所示为一个理想的碰撞实验装置：一长薄板置于光滑水平地面上,薄板右端放置一物体，在薄板右方有一光滑通道,通道上方固定一个竖直障碍物，如图甲所示。从某一时刻开始，物体与薄板一起以共同速度向右运动，在另一时刻，物体与竖直障碍物发生碰撞（碰撞时间极短），而薄板可以沿通道运动。碰撞前后物体速度大小不变，方向相反。运动过程中物体始终未离开薄板。已知薄板运动的v－t图线如图乙所示，物体与薄板间的动摩擦因数为µ=0。4，物体的质量是薄板质量的15倍，重力加速度大小取g=10m/s2。求:（1)物体相对薄板滑行的距离和图乙中速度v的大小；(2)图乙中t2与t1的差值和两个三角形A、B的面积之差。【答案】（1）v=35m/s,L=50m；(2)1.25s，3.125m【解析】【分析】考察碰撞中的动能定理和动量守恒.【详解】根据图像可以判定：碰撞前物体与薄板共同速度为v0=40m/s,碰撞后物体速度水平向左，大小也是v0=40m/s，薄板速度大小方向不变。根据图像又知物体与薄板最后又共速,速度大小为v,方向向左（1）设薄板的质量为m，物体的质量为M，物体相对木板滑行的距离为L，对物体和薄板组成的系统:从和竖直障碍物碰后到二者共速，取向左的方向为正方向，由动量守恒定律得由能量守恒定律得解得v=35m/s,L=50m.(2）图乙中时间差（t2-t1）,是物体在薄板上相对薄板滑动的时间；图乙中的两个三角形A、B的面积之差，是薄板在时间差（t2-t1)内对地的位移大小。设在图乙中的时间差（t2-t1）内，薄板对地的位移大小为x，设t2-t1=t，对物体在薄板上相对木板滑动的过程中：对物体：取向左的方向为正方向，由动量定理得解得t=1.25s；对薄板，由动能定理得解得x=3。125m12。如图所示，一个方向竖直向下的有界匀强电场，电场强度大小为E。匀强电场左右宽度和上下宽度均为L。一个带正电荷的粒子（不计重力）从电场的左上方O1点以某一速度水平向右进入电场,该粒子刚好从电场的右下方A点离开电场；另一个质量为m、带电荷量为－q(q>0）的粒子（不计重力）从电场左下方O2点水平向右进入电场，进入电场时的初动能为Ek0。已知图中O1、O2、A在同一竖直面内，设O1点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向,建立坐标系.(1）求带正电荷的粒子的运动轨迹方程；(2）求带负电荷的粒子运动到“带正电荷粒子的运动轨迹”处的动能;(3)当带负电荷的粒子进入电场的初动能为多大时，它运动到“带正电荷粒子运动轨迹”处时的动能最小?动能的最小值为多少?【答案】（1);（2)；（3)，【解析】【分析】考察电场中带电粒子运动的轨迹和能量变化.【详解】取O1点为坐标原点，水平向右为x轴,竖直向下为y轴，建立平面直角坐标系,如图所示。(1）对从O1点进入电场的粒子，设该粒子的加速度为a1，初速度为v1，设经过时间t，位置坐标为（x，y），有水平方向竖直方向消去时间参数t得抛物线方程.因为离开电场的A点坐标（L，L)在该抛物线上，所以坐标（L，L)满足抛物线方程，把坐标（L，L）代入抛物线方程得，代入抛物线方程可得其轨迹方程（2)对从O2点进入电场的粒子，设质量为m、初速度为v0，加速度为a2,设经过时间t，位移坐标为（x，y），有：水平方向竖直方向，消去时间参数t得：由题意有，联立求解得交点P(x,y）坐标为，从O2到P，对负粒子，根据动能定理有解得。（3)变形为由判别式=0Ek=解得Ek=（负值舍去）,二次函数开口向上,所以，即Ek的最小值为时，电子进入电场的动能。所以当带负电荷的粒子进入电场的动能为时，它运动到“带正电荷粒子运动轨迹”处时的动能最小,动能的最小值为。(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道作答.如果多做，则每科按所做的第一题计分。13.某同学用如图甲所示的实验装置做了两次“探究气体等温变化规律”的实验，操作规程完全正确，根据实验数据在P－图上画出了两条不同的直线，如图乙中的图线1、2所示，造成这种情况的可能原因是。A。两次实验中空气质量不相同B。两次实验中空气温度不相同C。两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强数据不同D。两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积数据不同E.两次实验中空气质量、温度都不相同【答案】ABE【解析】【分析】考察玻意耳定律。【详解】ABE．由图像可知P与成正比，即P与V成反比,根据玻意耳定律，对于一定质量的气体，在温度不变时有，斜率不同则说明两次试验中气体质量和温度至少有一者是不同的，故ABE正确；CD．压强在图像中均已测出,不是影响实验结果的客观因素，故CD错误.故选ABE。14。如图所示，一个竖直固定放置、且导热良好的圆筒型气缸内部盛有理想气体.气缸内部横截面积为S=100cm2，深度为L=120cm。气缸上面被一厚度不计的活塞盖住，活塞通过劲度系数为k=200N/m的弹簧与气缸底部相连接。当系统处于静止状态时，活塞到缸底的距离为L1=100cm。现在在活塞中央轻轻放置一个重力为G=300N的物块，活塞下降到距缸底的距离为L2=80cm时刚好静止不动。在不去掉物块的情况下,在活塞上的中点加一个竖直向上的拉力，使活塞缓慢移动到气缸口处。已知气缸周围外界环境温度保持不变，外界大气压强P0=1.0×105Pa，不计摩擦及活塞和弹簧的质量，并假定在整个过程中，气缸不漏气，弹簧遵从胡克定律。试求：活塞到气缸口处时,拉力的大小和弹簧的原长。【答案】513.3N，0。8m【解析】【详解】取气体为研究对象，设不放物块时，为状态1，气体压强为1，体积为V1；放上物块静止时，为状态2，气体压强为2，体积为V2；活塞在气缸口处时为状态3，气体压强为3,体积为V3.在状态1，设弹簧处于伸长状态,伸长量为x1（解出为负值为压缩状态）,有V1=L1S根据活塞的受力（如图1所示）有1S=0S+kx1在状态2，设弹簧处于伸长状态，伸长量为x2（解出为负值为压缩状态），有V2=L2S根据活塞的受力（如图2所示）有2S=0S+kx2+G在状态3,设弹簧处于伸长状态，伸长量为x3（解出为负值为压缩状态），有V3=LS根据活塞的受力（如图3所示）有3S+F=0S+kx3+G从状态1到状态2的过程，由理想气体状态方程得1L1S=2L2S从状态1到状态3的过程，由理想气体状态方程得1L1S=3LS由题意知x1=x2+(L1L2)x3=x1+（LL1）设弹簧原长为L0,有x1=L1L0解得活塞到气缸口处时，拉力的大小F=N≈513.3N弹簧的原长L0=0.8m15.如图所示是一细束太阳光通过玻璃三棱镜后，在光屏上产生光谱的示意图-光的色散现象。光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间从上到下依次是橙、黄、绿、蓝、靛等色光。下表是测得的该玻璃棱