河南省名校聯(lián)盟2021屆高三物理下學(xué)期開學(xué)考試試題

河南省名校聯(lián)盟2021屆高三物理下學(xué)期開學(xué)考試試題

一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題6分，共30分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要

求。

1.下列關(guān)于衰變與核反應(yīng)的說法正確的是（）

A.2^Th衰變?yōu)閲gRn,經(jīng)過3次a衰變，2次。衰變

B.衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的

C.核聚變反應(yīng)方程:H+：Hf；He+X中，X表示質(zhì)子

D.高速a粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為；He+'；NftO+；n

2.假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引

力為零，對殼外物體的引力等于將所有質(zhì)量全部集中在球心的質(zhì)點(diǎn)對球外物體的引力.現(xiàn)以

地心為原點(diǎn)。建立一維直線坐標(biāo)系，用r表示坐標(biāo)系上某點(diǎn)到地心的距離，則該直線上各

點(diǎn)的重力加速度g隨r變化的圖象正確的是（）

3.如圖所示，AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿,質(zhì)量不計(jì)的輕桿BC一端通過較鏈固定在C

點(diǎn),另一端8懸掛一重為G的重物,且6端系有一根輕繩并繞過定滑輪A現(xiàn)用力b拉繩,開始

時ZBCA>90°，使NBC4緩慢減小,直到桿BC接近豎直桿AC.此過程中，桿BC所受的力

A.大小不變B.逐漸增大C.逐漸減

小D.先增大后減小

4.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M,長度為L的木板甲，木板的上表面粗糙、下表

面光滑，木板甲上有一質(zhì)量為m的物塊乙，物塊乙與木板甲間的動摩擦因數(shù)為□.若用水平

恒力F將物塊乙從木板甲的一端拉到另一端，當(dāng)物塊乙與木板甲分離時，木板甲的速度為

v.要使v減小，下列操作可行的是（）

A.增大物塊乙的質(zhì)量m

B.增大物塊乙上受的力F

C.增大木板甲與物塊乙間的動摩擦因數(shù)u

D.在木板甲長度L不變的條件下，減小其質(zhì)量M

5.質(zhì)量為."的物體用細(xì)線通過光滑水平平板中央的光滑小孔與質(zhì)量為叫、，%的物體相連,

如圖所示，."做勻速圓周運(yùn)動的半徑為、線速度為匕，角速度為例，若將町和秋之間

的細(xì)線剪斷，M仍將做勻速圓周運(yùn)動，其穩(wěn)定后的運(yùn)動的半徑為勺線速度為為，角速度

為牡，以下各量關(guān)系正確的是（）

A.彳=G，匕<匕B.0><例

C.r<

2D.弓>4,匕=v2

二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項(xiàng)符合題目要求,

全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分。

6.2011年11月3日1時43分，中國自行研制的“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛

行器在距離地球高為力的軌道上實(shí)現(xiàn)自動對接，為未來空間站的建設(shè)邁出了關(guān)鍵一步.對接

前，它們的運(yùn)動軌跡如圖所示，假設(shè)'‘天宮一號"繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r,

周期為T,“神舟八號”運(yùn)行的軌道為橢圓，且兩軌道相切于遠(yuǎn)地點(diǎn)只已知引力常量為G

則下列說法正確的是（）

天宮二旻

神舟八號

A.在遠(yuǎn)地點(diǎn)尸處，“神舟八號”的加速度與“天宮一號”相等

B.根據(jù)題中條件可以計(jì)算出地球的平均密度

C.根據(jù)題中條件可以計(jì)算出“天宮一號”的質(zhì)量

D.要實(shí)現(xiàn)“神舟八號”與“天宮一號”在遠(yuǎn)地點(diǎn)？處對接，“神舟八號”需在靠近2處點(diǎn)火

減速

7.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面,上端疊放著兩個質(zhì)量均為0的物體A、B（物

體8與彈簧拴接），彈簧的勁度系數(shù)為k,初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力乍

用在物體A上,使物體A開始向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動,測得兩個物體的v-t圖像如

圖乙所示（重力加速度為名），則（）

A.施加外力的瞬間，A、8間的彈力大小為M（g-a）

B.4、B在乙時刻分離，此時彈簧的彈力大小不為零

C.彈簧恢復(fù)到原長時,物體6的速度達(dá)到最大值

D.6與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能先逐漸減小,后保持不變

8.如圖，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)

滑動變阻器R,的滑片向6端移動時，則（）

A.電流表讀數(shù)減小B.電壓表讀數(shù)減小

C.質(zhì)點(diǎn)/將?向下運(yùn)動D.號上消耗的功率逐漸增大

三、非選擇題：本題共6小題，共62分，包括必考題和選考題兩部分。第9題~第12題為

必考題，每個試題考生都必須作答。第13題~第14題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（-）必考題（共47分）

9.某同學(xué)利用圖（a）所示裝置驗(yàn)證動能定理.調(diào)整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼,

鉤碼下落，帶動小車運(yùn)動并打出紙帶.某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示.

已知打出圖（b）中相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為0.02s,從圖（b）給出的數(shù)據(jù)中可以得到，打

出6點(diǎn)時小車的速度大?。?m/s,打出P點(diǎn)時小車的速度大小丫0=m/s.

（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

若要驗(yàn)證動能定理，除了需測量鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量外，還需要從圖（b）給出的數(shù)據(jù)

中求得的物理量為.

10.額定電動勢3.7V的鋰電池，充滿電時電動勢為4.2V,電動勢低于3.4V時不能放電.

某節(jié)該型號電池標(biāo)注如下：標(biāo)準(zhǔn)放電持續(xù)電流170mA,最大放電電流850mA,內(nèi)阻r,,0.2C.

為測量其電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材:

A.電壓表V（量程0~3V,內(nèi)阻3k。）

B.電流表（量程O'O.6A）

C.電流表（量程0~3A）

D.定值電阻=2k。

E.定值電阻&=1。

F.滑動變阻器（0~5C）

G.滑動變阻器（0~20。）

H.待測電池、多用電表、開關(guān)導(dǎo)線若干

（1）設(shè)計(jì)測量電路如圖甲所示，電流表A應(yīng)選擇,滑動變阻器"應(yīng)選擇

（填寫器材序號）.

（2）按照設(shè)計(jì)電路完成實(shí)物電路的連接.

（3）閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器滑片。移到（填“左”或“右”）端；閉合

開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針有偏轉(zhuǎn)，而電流表指針不偏轉(zhuǎn)，在不斷開電路的情況下，應(yīng)選擇多

用電表的_______檢查電路故障.

A.電阻“XI”擋B.直流電流250mA擋C.直流電壓2.5V擋D.直流電壓10V擋

（4）正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，根據(jù)電壓表讀數(shù)計(jì)算出電壓表和定值電阻打兩端的總電壓上讀

出對應(yīng)的電流表示數(shù)/,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作出U-/圖像如圖丙所示，則電池電動勢

E=V,內(nèi)阻r=Q.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

11.如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓〃加速后在紙面內(nèi)水平向右

運(yùn)動，自"點(diǎn)垂直于磁場邊界射入勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場左邊界豎直.

己知甲種離子射入磁場的速度大小為匕，并在磁場邊界的M點(diǎn)射出；乙種離子在MN的中點(diǎn)

射出；MN長為/.不計(jì)重力影響和離子間的相互作用.求:

IXXX

XXX

XX

X

XX

XXX

XXX

(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;

(2)甲、乙兩種離子的比荷之比.

12.如圖甲所示，叫=5kg的滑塊自光滑圓弧形槽的頂端A點(diǎn)無初速度地滑下，槽的底端

與水平傳送帶相切于左端導(dǎo)輪頂端的B點(diǎn)，傳送帶沿順時針方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn).叫下滑前將

網(wǎng)=3kg的滑塊停放在槽的底端.叫下滑后與"發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后兩滑塊均

向右運(yùn)動，傳感器分別描繪出了兩滑塊碰后在傳送帶上從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的丫-，圖像，

如圖乙、丙所示.兩滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2.

甲

(1)求A、B的高度差h；

(2)求滑塊叫與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃和傳送帶的長度金…

(3)滑塊嗎到達(dá)C點(diǎn)時速度恰好減到3m/s,求滑塊網(wǎng)的傳送時間；

(4)求系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量.

(二)選考題：共15分，在所給的2道題中任選一題作答。如果多答，則按所做的第一題計(jì)

分。

13.im——選修3-3]

(1)如圖，一開口向上的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)。用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁

間無摩擦。現(xiàn)用外力作用在活塞上。使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡

狀態(tài)。在活塞下降過程中()

IM

A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加

B.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變

C.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量

D.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

E.外界對氣體做功，氣體吸收熱量

(2)如圖，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為”=18cm的。型管，左管上端封閉,

右管上端開口。右管中有高％=4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離/=12cm。管

底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為Z=283K,大氣壓強(qiáng)外=76cmHg。

(i)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達(dá)右管

底部。此時水銀柱的高度為多少？

(ii)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫

度為多少？

14.[物理選修3-4]

(1)如圖，a、b、c、d是均勻介質(zhì)中水平x軸上的四個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為4m、6m

和8m。一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，在f=0時刻傳到質(zhì)點(diǎn)a處，使質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開

始豎直向下運(yùn)動。波繼續(xù)向前傳播，5s時質(zhì)點(diǎn)。已經(jīng)通過了8cm路程并第一次回到了平衡

位置，此時質(zhì)點(diǎn)。剛好開始振動。則下列說法正確的是_______.

ab

x

A.該波的波速為1.6cm/s

B.質(zhì)點(diǎn)c開始振動后，其振動周期為6s

C.當(dāng)f>5s后，質(zhì)點(diǎn)6向下運(yùn)動時，質(zhì)點(diǎn)c一定向上運(yùn)動

D.在7s<f<9s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上加速運(yùn)動

E.在f=10s時刻質(zhì)點(diǎn)d的加速度方向向上

(2)如圖所示，A8C。是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由。

點(diǎn)垂直AQ邊射入。已知棱鏡的折射率〃=&,AB=BC=8cin,0A=2cm,NOAB=60。。

求：

①光線第一次射出棱鏡時，出射光線的方向;

②第一次的出射點(diǎn)距C多遠(yuǎn)。

答案以及解析

1.答案：A

解析：設(shè)端Th衰變?yōu)榱鉘n發(fā)生”次a衰變，加次。衰變，則有234=222+4〃，

90=86+2〃-機(jī)，解得“=3,m=2,故A正確；。衰變所釋放的電子是由于原子核內(nèi)的

一個中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子和一個電子形成的，故B錯誤；由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X

表示中子，故C錯誤；D選項(xiàng)的核反應(yīng)方程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都不守恒，故D錯誤.

2.答案：A

GM

解析：令地球的密度為P,則在地球表面，重力和地球的萬有引力大小相等，有：g

由于地球的質(zhì)量為兀R/'所以重力加速度的表達(dá)式可寫成：g=3等'根據(jù)題意

有，質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，在距離地球球心為r處，受到地球的萬

有引力即為半徑等于r的球體在其表面產(chǎn)生的萬有引力，g』*詈/，當(dāng)r<R時，g與

r成正比，當(dāng)r>R后，g與廠平方成反比，故選項(xiàng)A正確。

3.答案：A

解析:

以8點(diǎn)為研究對象,分析受力情況：重物的拉力7（等于重物的重力?、輕桿的支持力4和繩

子的拉力區(qū)作出力圖如圖，

由平衡條件得知，N和/='的合力與T大小相等，方向相反，根據(jù)三角形相似可可得：

NFT

~BC=~AB~AC

又AG,又和比不變,則4和T不變。

故1正確，8（力錯誤。

故選:Ao

4.答案：B

解析：

A.增大物塊乙的質(zhì)量網(wǎng)時間力增大，根據(jù)丫=曙》可知速度/變大，故/錯誤；

B.增大物塊乙上受的力月則力減小，根據(jù)丫=等￡可知速度「減小，故8錯誤；

C.增大木板甲與物塊乙間的動摩擦因數(shù)〃，可知t增大，根據(jù)丫=等，可知速度y變大,

故C錯誤;

D.在木板甲長度上不變的條件下，減小其質(zhì)量M可知力增大，根據(jù)丫=等,可知速度-變

M

大，故〃錯誤。

故選：B。

5.答案：B

解析：小球在祛碼的重力作用下,在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動.顯然祛碼的重力提供向心

力，當(dāng)祛碼的重量變化，此時向心力與祛碼的重力不等,從而做離心運(yùn)動,導(dǎo)致半徑變化.向心

力再次與祛碼的重力相等時,又做勻速圓周運(yùn)動.因此由半徑的變化可得出角速度、線速度的

變化.當(dāng)剪斷叫和外之間的細(xì)線后，由于提供的向心力變小，則M做離心運(yùn)動,半徑變大,有

4>斗，隨著叫的升高,重力勢能增加，"的動能減小,線速度減小,有匕〉匕，則可得出

<u2<,選項(xiàng)B正確。

6.答案：AB

解析：根據(jù)萬有引力提供向心力有絲竺=，皿，則匕船的加速度。=要，在遠(yuǎn)地點(diǎn)夕處，

rr

“神舟八號”與“天宮一號”加速度相同，A正確；由色詈=山/，可得地球質(zhì)

4712r3

用=電彳，地球半徑/?=r-〃，則地球的密度?=絲=舁上=―產(chǎn)，可以計(jì)算出

GT2V4正GT2（r-h）3

3

地球的平均密度，B正確；根據(jù)題中條件，不能計(jì)算出“天宮一號”的質(zhì)量，C錯誤；實(shí)現(xiàn)

“神舟八號”與“天宮一號”在遠(yuǎn)地點(diǎn)一處對接，需要“神舟八號”在靠近0處點(diǎn)火加速，

D錯誤.

7.答案：ABD

解析：施加外力前，物體4B整體受力平衡，根據(jù)平衡條件，有2Mg=依，解得彳=半，施

K

加外力的瞬間，對6物體,根據(jù)牛頓第二定律有Fn-Mg-FAB=Ma,其中4=2Mg,解得

「AS=M（g-。），故A正確.物體A、8在L時刻分離，此時A、B具有共同的/與a,且F.=0,

對6有琮-Mg=Wa,解得琮=M（g+n）w。，故B正確.A、B分離前,8受重力、彈力及壓

力的作用，當(dāng)合力為零時速度最大,而彈簧恢復(fù)到原長時,8受到的合力為重力，已經(jīng)減速一

段時間,速度不是最大值,故C錯誤.6與彈簧組成的系統(tǒng),開始時1對8的壓力對8做負(fù)功，

故開始時機(jī)械能減小；A、B分離后,6和彈簧組成的系統(tǒng)只有重力和彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械

能守恒,故D正確.

8.答案：BC

解析：A.由圖可知，&與滑動變阻器凡串聯(lián)后與《并聯(lián)，再與凡串連接在電源兩端；電容

器與汽3并聯(lián)；當(dāng)滑片向6移動時，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減??；由閉

合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；路端電壓減小，同時飛兩端的電壓也增大；故并

聯(lián)部分的電壓減??；由歐姆定律可知流過冬的電流減小，則流過并聯(lián)部分的電流增大，故

電流表示數(shù)增大，故A錯誤：

B.因并聯(lián)部分電壓減小，而與中電壓增大，所以電壓表示數(shù)減小，故B正確；

C.因電容器兩端電壓減小，故電荷受到的向上電場力減小，則重力大于電場力，電荷向下運(yùn)

動，故C正確；

U2

D.因R3兩端的電壓減小，由公式P=(,可知，%上消耗的功率減小；故D錯誤。

故選：BC。

9.答案:0.36；1.80；B、尸之間的距離

解析：本題考查驗(yàn)證動能定理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等

于這段時間內(nèi)的平均速度可得，打出8點(diǎn)時小車的速度大小

力哮=嚶前算IO：m/s=0.36m/s；同理可得，打出一點(diǎn)時小車的速度大小

“空=常二:266x10-2m/s=1.80m/s；要驗(yàn)證動能定理，設(shè)小車的質(zhì)量為材，鉤碼的

質(zhì)量為m,則小車從6點(diǎn)到尸點(diǎn)動能的變化量AEk=；加f，鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車

的質(zhì)量時，鉤碼的重力近似等于小車所受的合外力，故合外力做功叫；=〃儂加，所以需要

測量8、P之間的距離.

10.答案：(1)B；G

(2)如圖所示

(3)左；D

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

解析：(1)由題可知，電路中最大電流不足1A,量程為3A的電流表量程過大，讀數(shù)誤

差大，所以電流表A應(yīng)選擇B,從電路安全性可知，滑動變阻器〃應(yīng)選擇最大阻值較大的G.

(2)實(shí)物電路的連接如答圖所示.(3)為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器

滑片P移到左端；在不斷開電路的情況下，應(yīng)選擇多用電表的電壓擋檢查電路故障，故選項(xiàng)

AB錯誤；直流電壓2.5V擋量程小于電池電動勢，從安全性考慮，應(yīng)選擇多用電表的直流

電壓10V擋檢查電路故障，故選項(xiàng)D正確，C錯誤.(4)由閉合電路歐姆定律得

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

39-32

解得r=^——-Q-/?,?0.17Q.

11.答案：(1)丁

僅

(2)1：4

解析：(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為名、質(zhì)量為叫，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為N，

磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由動能定理有=g叫(①

由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有

由幾何關(guān)系知2舄=/③

由①②③式得5=7—④

僅

(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為%、質(zhì)量為機(jī)2,射入磁場的速度為匕，在磁場中做勻速圓周運(yùn)

動的半徑為4.同理有

由題給條件有招=5⑦

由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為

幺：父_=1：4⑧

叫m2

12.答案：解：(1)由題圖乙可知，碰撞后瞬間滑塊網(wǎng)的速度巧=lm/s,由題圖丙可知，

碰撞后瞬間滑塊恤的速度匕=5m/s,設(shè)碰撞前瞬間滑塊叫的速度為%,取向右為正方向,

根據(jù)動量守恒定律可得

=ZTijVj+和藝

解得%=4m/s

滑塊町下滑的過程機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得

,12

解得力=0.8m

(2)由題圖乙可知，滑塊叫在傳送帶上加速運(yùn)動時的加速度大小等于加速運(yùn)動過程中u-f

圖線的斜率，即

Avr

a=——=0.5m/s-

△t

滑塊的加速度由滑動摩擦力提供，根據(jù)牛頓第二定律可得

=mta

解得滑塊町與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=0.05

由題圖乙可知，滑塊網(wǎng)在傳送帶上先加速4s,后勻速運(yùn)動6s到達(dá)C點(diǎn)

圖線與坐標(biāo)軸圍成的圖形的面積在數(shù)值上等于傳送帶的長度Lnc,即LRC=26m

(3)滑塊外一直做勻減速直線運(yùn)動，到達(dá)C點(diǎn)時速度恰好減到3m/s,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式

得全程的平均速度

-v,+v

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

2

設(shè)滑塊/?,的傳送時間為r,則有r=/=6.5s

V

(4)由題圖乙可知，滑塊叫在傳送帶上加速階段的位移

士=Ri+；*=8m

滑塊叫在傳送帶上加速階段產(chǎn)生的熱量

Q