河南省名校联盟2021届高三物理下学期开学考试试题

河南省名校联盟2021届高三物理下学期开学考试试题

一、单项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要

求。

1.下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）

A.2^Th衰变为噂Rn,经过3次a衰变，2次。衰变

B.衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

C.核聚变反应方程:H+：Hf；He+X中，X表示质子

D.高速a粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为；He+'；NftO+；n

2.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引

力为零，对壳外物体的引力等于将所有质量全部集中在球心的质点对球外物体的引力.现以

地心为原点。建立一维直线坐标系，用r表示坐标系上某点到地心的距离，则该直线上各

点的重力加速度g随r变化的图象正确的是（）

3.如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC一端通过较链固定在C

点,另一端8悬挂一重为G的重物,且6端系有一根轻绳并绕过定滑轮A现用力b拉绳,开始

时ZBCA>90°，使NBC4缓慢减小,直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力

A.大小不变B.逐渐增大C.逐渐减

小D.先增大后减小

4.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M,长度为L的木板甲，木板的上表面粗糙、下表

面光滑，木板甲上有一质量为m的物块乙，物块乙与木板甲间的动摩擦因数为□.若用水平

恒力F将物块乙从木板甲的一端拉到另一端，当物块乙与木板甲分离时，木板甲的速度为

v.要使v减小，下列操作可行的是（）

A.增大物块乙的质量m

B.增大物块乙上受的力F

C.增大木板甲与物块乙间的动摩擦因数u

D.在木板甲长度L不变的条件下，减小其质量M

5.质量为."的物体用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔与质量为叫、，%的物体相连,

如图所示，."做匀速圆周运动的半径为、线速度为匕，角速度为例，若将町和秋之间

的细线剪断，M仍将做匀速圆周运动，其稳定后的运动的半径为勺线速度为为，角速度

为牡，以下各量关系正确的是（）

A.彳=G，匕<匕B.0><例

C.r<

2D.弓>4,匕=v2

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求,

全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

6.2011年11月3日1时43分，中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞

行器在距离地球高为力的轨道上实现自动对接，为未来空间站的建设迈出了关键一步.对接

前，它们的运动轨迹如图所示，假设'‘天宫一号"绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r,

周期为T,“神舟八号”运行的轨道为椭圆，且两轨道相切于远地点只已知引力常量为G

则下列说法正确的是（）

天宫二旻

神舟八号

A.在远地点尸处，“神舟八号”的加速度与“天宫一号”相等

B.根据题中条件可以计算出地球的平均密度

C.根据题中条件可以计算出“天宫一号”的质量

D.要实现“神舟八号”与“天宫一号”在远地点？处对接，“神舟八号”需在靠近2处点火

减速

7.如图所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面,上端叠放着两个质量均为0的物体A、B（物

体8与弹簧拴接），弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力乍

用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v-t图像如

图乙所示（重力加速度为名），则（）

A.施加外力的瞬间，A、8间的弹力大小为M（g-a）

B.4、B在乙时刻分离，此时弹簧的弹力大小不为零

C.弹簧恢复到原长时,物体6的速度达到最大值

D.6与弹簧组成的系统的机械能先逐渐减小,后保持不变

8.如图，平行金属板中带电质点质处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当

滑动变阻器R,的滑片向6端移动时，则（）

A.电流表读数减小B.电压表读数减小

C.质点/将•向下运动D.号上消耗的功率逐渐增大

三、非选择题：本题共6小题，共62分，包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为

必考题，每个试题考生都必须作答。第13题~第14题为选考题，考生根据要求作答。

（-）必考题（共47分）

9.某同学利用图（a）所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码,

钩码下落，带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示.

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图（b）给出的数据中可以得到，打

出6点时小车的速度大小％=m/s,打出P点时小车的速度大小丫0=m/s.

（结果均保留2位小数）

若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据

中求得的物理量为.

10.额定电动势3.7V的锂电池，充满电时电动势为4.2V,电动势低于3.4V时不能放电.

某节该型号电池标注如下：标准放电持续电流170mA,最大放电电流850mA,内阻r,,0.2C.

为测量其电动势和内阻，实验室提供下列器材:

A.电压表V（量程0~3V,内阻3k。）

B.电流表（量程O'O.6A）

C.电流表（量程0~3A）

D.定值电阻=2k。

E.定值电阻&=1。

F.滑动变阻器（0~5C）

G.滑动变阻器（0~20。）

H.待测电池、多用电表、开关导线若干

（1）设计测量电路如图甲所示，电流表A应选择,滑动变阻器"应选择

（填写器材序号）.

（2）按照设计电路完成实物电路的连接.

（3）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片。移到（填“左”或“右”）端；闭合

开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多

用电表的_______检查电路故障.

A.电阻“XI”挡B.直流电流250mA挡C.直流电压2.5V挡D.直流电压10V挡

（4）正确进行实验操作，根据电压表读数计算出电压表和定值电阻打两端的总电压上读

出对应的电流表示数/,在坐标纸上描点作出U-/图像如图丙所示，则电池电动势

E=V,内阻r=Q.（结果均保留两位有效数字）

11.如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压〃加速后在纸面内水平向右

运动，自"点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直.

己知甲种离子射入磁场的速度大小为匕，并在磁场边界的M点射出；乙种离子在MN的中点

射出；MN长为/.不计重力影响和离子间的相互作用.求:

IXXX

XXX

XX

X

XX

XXX

XXX

(1)磁场的磁感应强度大小;

(2)甲、乙两种离子的比荷之比.

12.如图甲所示，叫=5kg的滑块自光滑圆弧形槽的顶端A点无初速度地滑下，槽的底端

与水平传送带相切于左端导轮顶端的B点，传送带沿顺时针方向匀速运转.叫下滑前将

网=3kg的滑块停放在槽的底端.叫下滑后与"发生碰撞，碰撞时间极短，碰后两滑块均

向右运动，传感器分别描绘出了两滑块碰后在传送带上从B点运动到C点的丫-，图像，

如图乙、丙所示.两滑块均视为质点，重力加速度g=10m/s2.

甲

(1)求A、B的高度差h；

(2)求滑块叫与传送带间的动摩擦因数〃和传送带的长度金…

(3)滑块吗到达C点时速度恰好减到3m/s,求滑块网的传送时间；

(4)求系统因摩擦产生的热量.

(二)选考题：共15分，在所给的2道题中任选一题作答。如果多答，则按所做的第一题计

分。

13.im——选修3-3]

(1)如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁

间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡

状态。在活塞下降过程中()

IM

A.气体体积逐渐减小，内能增加

B.气体压强逐渐增大，内能不变

C.气体压强逐渐增大，放出热量

D.外界对气体做功，气体内能不变

E.外界对气体做功，气体吸收热量

(2)如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为”=18cm的。型管，左管上端封闭,

右管上端开口。右管中有高％=4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离/=12cm。管

底水平段的体积可忽略。环境温度为Z=283K,大气压强外=76cmHg。

(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管

底部。此时水银柱的高度为多少？

(ii)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温

度为多少？

14.[物理选修3-4]

(1)如图，a、b、c、d是均匀介质中水平x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为4m、6m

和8m。一列简谐横波沿x轴正向传播，在f=0时刻传到质点a处，使质点a由平衡位置开

始竖直向下运动。波继续向前传播，5s时质点。已经通过了8cm路程并第一次回到了平衡

位置，此时质点。刚好开始振动。则下列说法正确的是_______.

ab

x

A.该波的波速为1.6cm/s

B.质点c开始振动后，其振动周期为6s

C.当f>5s后，质点6向下运动时，质点c一定向上运动

D.在7s<f<9s的时间间隔内质点c向上加速运动

E.在f=10s时刻质点d的加速度方向向上

(2)如图所示，A8C。是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由。

点垂直AQ边射入。已知棱镜的折射率〃=&,AB=BC=8cin,0A=2cm,NOAB=60。。

求：

①光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向;

②第一次的出射点距C多远。

答案以及解析

1.答案：A

解析：设端Th衰变为零Rn发生”次a衰变，加次。衰变，则有234=222+4〃，

90=86+2〃-机，解得“=3,m=2,故A正确；。衰变所释放的电子是由于原子核内的

一个中子转变成一个质子和一个电子形成的，故B错误；由电荷数和质量数守恒，可知X

表示中子，故C错误；D选项的核反应方程中电荷数和质量数都不守恒，故D错误.

2.答案：A

GM

解析：令地球的密度为P,则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g

由于地球的质量为兀R/'所以重力加速度的表达式可写成：g=3等'根据题意

有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，在距离地球球心为r处，受到地球的万

有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力，g』*詈/，当r<R时，g与

r成正比，当r>R后，g与厂平方成反比，故选项A正确。

3.答案：A

解析:

以8点为研究对象,分析受力情况：重物的拉力7（等于重物的重力©、轻杆的支持力4和绳

子的拉力区作出力图如图，

由平衡条件得知，N和/='的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可可得：

NFT

~BC=~AB~AC

又AG,又和比不变,则4和T不变。

故1正确，8（力错误。

故选:Ao

4.答案：B

解析：

A.增大物块乙的质量网时间力增大，根据丫=曙》可知速度/变大，故/错误；

B.增大物块乙上受的力月则力减小，根据丫=等£可知速度「减小，故8错误；

C.增大木板甲与物块乙间的动摩擦因数〃，可知t增大，根据丫=等，可知速度y变大,

故C错误;

D.在木板甲长度上不变的条件下，减小其质量M可知力增大，根据丫=等,可知速度-变

M

大，故〃错误。

故选：B。

5.答案：B

解析：小球在祛码的重力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动.显然祛码的重力提供向心

力，当祛码的重量变化，此时向心力与祛码的重力不等,从而做离心运动,导致半径变化.向心

力再次与祛码的重力相等时,又做匀速圆周运动.因此由半径的变化可得出角速度、线速度的

变化.当剪断叫和外之间的细线后，由于提供的向心力变小，则M做离心运动,半径变大,有

4>斗，随着叫的升高,重力势能增加，"的动能减小,线速度减小,有匕〉匕，则可得出

<u2<,选项B正确。

6.答案：AB

解析：根据万有引力提供向心力有丝竺=，皿，则匕船的加速度。=要，在远地点夕处，

rr

“神舟八号”与“天宫一号”加速度相同，A正确；由色詈=山/，可得地球质

4712r3

用=电彳，地球半径/?=r-〃，则地球的密度?=丝=舁上=―产，可以计算出

GT2V4正GT2（r-h）3

3

地球的平均密度，B正确；根据题中条件，不能计算出“天宫一号”的质量，C错误；实现

“神舟八号”与“天宫一号”在远地点一处对接，需要“神舟八号”在靠近0处点火加速，

D错误.

7.答案：ABD

解析：施加外力前，物体4B整体受力平衡，根据平衡条件，有2Mg=依，解得彳=半，施

K

加外力的瞬间，对6物体,根据牛顿第二定律有Fn-Mg-FAB=Ma,其中4=2Mg,解得

「AS=M（g-。），故A正确.物体A、8在L时刻分离，此时A、B具有共同的/与a,且F.=0,

对6有琮-Mg=Wa,解得琮=M（g+n）w。，故B正确.A、B分离前,8受重力、弹力及压

力的作用，当合力为零时速度最大,而弹簧恢复到原长时,8受到的合力为重力，已经减速一

段时间,速度不是最大值,故C错误.6与弹簧组成的系统,开始时1对8的压力对8做负功，

故开始时机械能减小；A、B分离后,6和弹簧组成的系统只有重力和弹力做功,系统的机械

能守恒,故D正确.

8.答案：BC

解析：A.由图可知，&与滑动变阻器凡串联后与《并联，再与凡串连接在电源两端；电容

器与汽3并联；当滑片向6移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭

合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时飞两端的电压也增大；故并

联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过冬的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故

电流表示数增大，故A错误：

B.因并联部分电压减小，而与中电压增大，所以电压表示数减小，故B正确；

C.因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运

动，故C正确；

U2

D.因R3两端的电压减小，由公式P=(,可知，%上消耗的功率减小；故D错误。

故选：BC。

9.答案:0.36；1.80；B、尸之间的距离

解析：本题考查验证动能定理实验的数据处理.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等

于这段时间内的平均速度可得，打出8点时小车的速度大小

力哮=嘤前算IO：m/s=0.36m/s；同理可得，打出一点时小车的速度大小

“空=常二:266x10-2m/s=1.80m/s；要验证动能定理，设小车的质量为材，钩码的

质量为m,则小车从6点到尸点动能的变化量AEk=；加f，钩码的质量远小于小车

的质量时，钩码的重力近似等于小车所受的合外力，故合外力做功叫；=〃侬加，所以需要

测量8、P之间的距离.

10.答案：(1)B；G

(2)如图所示

(3)左；D

(4)3.90(3.87~3.90):0.17(0.12^0.17)

解析：(1)由题可知，电路中最大电流不足1A,量程为3A的电流表量程过大，读数误

差大，所以电流表A应选择B,从电路安全性可知，滑动变阻器〃应选择最大阻值较大的G.

(2)实物电路的连接如答图所示.(3)为了保护电路，在闭合开关S前，应将滑动变阻器

滑片P移到左端；在不断开电路的情况下，应选择多用电表的电压挡检查电路故障，故选项

AB错误；直流电压2.5V挡量程小于电池电动势，从安全性考虑，应选择多用电表的直流

电压10V挡检查电路故障，故选项D正确，C错误.(4)由闭合电路欧姆定律得

E=U+/(4+r),整理得U=E-/(&+r),由图丙可知E=3.90V,R〔+r='-Q,

39-32

解得r=^——-Q-/?,®0.17Q.

11.答案：(1)丁

仅

(2)1：4

解析：(1)设甲种离子所带电荷量为名、质量为叫，在磁场中做匀速圆周运动的半径为N，

磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有=g叫(①

由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有

由几何关系知2舄=/③

由①②③式得5=7—④

仅

(2)设乙种离子所带电荷量为%、质量为机2,射入磁场的速度为匕，在磁场中做匀速圆周运

动的半径为4.同理有

由题给条件有招=5⑦

由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为

幺：父_=1：4⑧

叫m2

12.答案：解：(1)由题图乙可知，碰撞后瞬间滑块网的速度巧=lm/s,由题图丙可知，

碰撞后瞬间滑块恤的速度匕=5m/s,设碰撞前瞬间滑块叫的速度为%,取向右为正方向,

根据动量守恒定律可得

=ZTijVj+和艺

解得%=4m/s

滑块町下滑的过程机械能守恒，根据机械能守恒定律可得

,12

解得力=0.8m

(2)由题图乙可知，滑块叫在传送带上加速运动时的加速度大小等于加速运动过程中u-f

图线的斜率，即

Avr

a=——=0.5m/s-

△t

滑块的加速度由滑动摩擦力提供，根据牛顿第二定律可得

=mta

解得滑块町与传送带间的动摩擦因数〃=0.05

由题图乙可知，滑块网在传送带上先加速4s,后匀速运动6s到达C点

图线与坐标轴围成的图形的面积在数值上等于传送带的长度Lnc,即LRC=26m

(3)滑块外一直做匀减速直线运动，到达C点时速度恰好减到3m/s,根据运动学公式

得全程的平均速度

-v,+v

v=-......=4m/s

2

设滑块/«,的传送时间为r,则有r=/=6.5s

V

(4)由题图乙可知，滑块叫在传送带上加速阶段的位移

士=Ri+；*=8m

滑块叫在传送带上加速阶段产生的热量

Q