河南省天一大联考2021届高三上学期期末考物理Word版含解析

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天一大联考2020－2021学年高三年级上学期期末考试理科综合物理试卷考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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，将本试卷和答题卡一并交回。二、选择题：本题共8小题，每小题6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。14.下列说法正确的是A.光电效应说明光子具有粒子性B.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越大C.处于基态的氢原子可以吸收任意波长的光而受激辐射D.原子核的结合能越大，原子核越稳定15.如图所示，质量M＝4kg的平板小车A沿平直路面向右运动，某时刻小车的速度大小为v0＝4m/s时开始刹车，车轮停止转动，车轮与路面之间的动摩擦因数μ1＝0.2，同时将质量为m＝1kg可视为质点的木块B无初速度地放置于小车A上的中间位置。已知小车A长度为L＝2m，A、B间的动摩擦因数μ2＝0.6，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是A.两者相对滑动时，木块B的加速度大小一定大于小车A的加速度大小B.两者相对滑动时，小车A的加速度大小一定大于木块B的加速度大小C.木块B一定从小车A左端滑下D.木块B一定从小车A右端滑下16.如图所示，两个截面均为直角三角形的斜面体A、B，质量均为M，0＝60°。让斜面体静置在粗糙水平地面上，质量为m的光滑圆柱体C架在两斜面体之间的斜面上，系统处于静止状态。现把两斜面体A、B间的水平距离稍微增大一些，系统仍然静止。已知重力加速度为g，则和距离增大前相比-13-

1A.地面对斜面体A的摩擦力变大B.斜面体A对地面的压力变大C.斜面体A和圆柱体C之间的弹力变大D.地面对物块A的摩擦力仍为mg17.火星是太阳系内与地球最为相似的行星，若把火星视为均匀球体，火星极地的重力加速度记为g，半径记为R，自转周期记为T，G表示引力常量。则A.火星的质量表示为B.火星的密度表示为C.火星的第一宇宙速度为D.火星同步卫星的高度为18.长直导线周围某点的磁感应强度为B＝k，其中r为该点到长直导线的距离，比例常数k＝2×10－7T·m·A－1，I是通过长直导线的电流。有两长直导线分别垂直纸面放置在直角三角形两个顶点a、b处，a处的导线中通有恒定电流I1＝1A，b处的导线中通有恒定电流I2＝2A，方向如图所示。已知θ＝30°，ac边长为10cm，则三角形的顶点c处磁感应强度A.大小为2×10－6T，方向与ac边成150°角斜向上B.大小为2×10－6T，方向与ac边成150°角斜向下C.大小为2×10－6T，方向与ac边成60°角斜向上D.大小为2×10－6T，方向与ac边成60°角斜向下19.如图所示，实线是一带负电粒子在某一匀强电场中运动轨迹的一部分，粒子经过A点的速度大小为v1，经过b点的速度大小为v2(v2>v1)，粒子由A运动到B点的过程中其速度方向恰好改变了90°，已知A、B两点间的距离为L，带电粒子的质量为m，电量大小为q，不考虑带电粒子的重力。则-13-

2A.带电粒子运动过程中，电势能先增加后减少B.A点的电势高于B点的电势C.A.B两点间的电势差为D.匀强电场的电场强度为20.如图所示，半径为0.8m、粗糙程度处处相同的四分之一圆形轨道竖直固定放置，半径OM水平。圆形轨道的底端与光滑的水平轨道NP平滑连接。轻质弹簧右端固定在水平轨道上，处于自然状态。质量为100g的小球以4m/s的初速度从M点沿圆形轨道向下运动，运动到轨道最低点N时压缩弹簧，弹簧的最大弹性势能为1.2J，重力加速度g取10m/s2，则A.小球沿圆形轨道下滑过程中克服摩擦力做功为0.4JB.小球运动到圆形轨道的最低点时对轨道的压力为3NC.小球第一次返回圆形轨道恰好能上升到M点处D.小球第一次返回圆形轨道上升到M点后继续上升21.如图1所示，光滑绝缘的水平面上有正方形单匝闭合导线框，在大小恒为F的水平外力作用下运动，以速度v0垂直进入一方向垂直平面向下的匀强磁场区域的左边界，从导线框右边刚要进入磁场时开始计时，其运动的v－t图像如图2所示(t1、t2为已知量)，已知导线框的质量为m，电阻为R，边长为L。磁场区域的宽度为d(d>L)，磁感应强度为B。则A.线框进入磁场的过程中通过导线框横截面的电荷量为B.线框穿过磁场区域的过程中最小速度为-13-

3C.线框穿过磁场区域的过程中最小速度为D.线框穿过磁场区域的过程中产生的热量为2FL三、非选择题；包括必考题和选考题两部分。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。22.(6分)学习过“探究外力做功和速度的关系”实验后，某实验小组利用如图1所示的装置设计了如下的方案对动能定理进行探究。(1)正确地安装实验装置，平衡小车和轨道间摩擦力。(2)用游标卡尺测量安装在小车上遮光条的宽度，读数如图2所示，则遮光条的宽度d＝cm。(3)保证每次实验中，小车的释放位置不变，采用“倍增法”，即通过增加钩码数量的办法改变小车受到的拉力。(4)测量多组钩码的质量m和对应遮光条通过光电门的遮光时间△t，作出m－的图像如图3所示。发现图像不过原点的原因是；图像不是直线的原因是。(5)通过认真的分析讨论，实验小组的同学调整了实验方案：实验时只挂一个钩码，使小车的释放点位置到光电门门的距离s分别为l、2l、3l、4l……并测量小车通过光电门时对应遮光时间△t，对于该探究方案下列认识正确的是。A.必须测量l、2l、3l、4l……的具体数值B.必须测出小车的具体质量MC.通过作s－图像就可以得到做功与速度的关系-13-

4D.不平衡摩擦同样可以完成本实验23.(9分)为测量一个电阻的阻值，某实验小组的同学在实验室只申请到了以下器材：待测电阻Rx多用电表一只电流表A1：量程50mA，内阻r1＝10Ω电流表A2：量程100mA，内阻约为5Ω电压表V：(量程6V，内阻约3kΩ)滑动变阻器R1：0～10Ω，额定电流为1A滑动变阻器R2：0～500Ω，额定电流为0.3A电池组E：电动势为6V，内阻约为1Ω开关S及导线若干他们的实验过程如下：(1)先用多用电表的欧姆挡“×1”挡粗测待测电值的阻值，多用电表的面板如图1所示，则待测电阻的阻值约为Ω。(2)实验小组想用伏安法测量待测电阻的阻值，于是设计了如图2所示的实验电路，但经过分析，此方案实际上不能测量待测电阻的阻值，则其主要原因是。(3)实验小组的同学经过思考，又设计了图3所示的电路测量待测电阻的阻值，若用I1、I2分别表示电流表的示数，则该实验方案中测量电阻的表达式为Rx＝。(4)图4是图3电路对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。(5)实验中所用的滑动变阻器为(选填“R1”或“R2”)。24.(14分)如图所示，粗糙水平面上停放着两个滑块A和B，小滑块A与地面间的动摩擦因素为μ＝0.5，圆弧滑块B左端与水平面平滑连接且各接触面均光滑半径为R＝m。现有一个质量为m0＝0.05kg的子弹(可视为质点)以速度v0＝140m/s射穿小滑块A后继续向右运动，并由C点射入B后嵌入其中，此后二者以速度v2＝10m/s向右匀速运动。经过一段时间后，小滑块A冲上滑块B，并恰好能达到滑块B的最高点。已知重力加速度g取10m/s2，mA＝0.1kg，mB＝0.45kg。求：(1)子弹穿过小滑块A的过程中系统损失的机械能；(2)小滑块A刚进入圆弧滑块B时的速度大小。-13-

525.(18分)如图所示，xOy平面的第一象限有沿y轴负方向的匀强电场，带正电粒子从y轴上坐标为P(0，d)处以速度v0沿x正向进入电场，从x轴上坐标为Q(d，0)点离开电场进入第四象限，运动一段时间后，经过一个与坐标平面垂直的半圆形匀强磁场区域(图中没有画出)，恰好可以到达x轴且沿x轴负方向运动。已知磁场的磁感应强度大小B＝，带电粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子重力，求：(1)匀强电场的电场强度大小；(2)半圆形匀强磁场区域的最小面积。(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题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。33.物理·选修3－3(15分)(1)(5分)关于热力学规律，下列说法正确的是。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.热力学第一定律和热力学第二定律从不同角度阐述了能量守恒定律B.从微观意义上讲，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小C.从微观意义上讲，热力学第二定律是一个统计规律D.一定质量的理想气体放出热量，则分子的平均动能不一定减少E.一定质量的理想气体等温压缩，外界对气体做正功，内能一定增加(2)(10分)如图所示，导热气缸被绝热活塞分割成AB两部分，活塞被锁定。气缸内充有同种气体(可看作理想气体)。A、B两部分之间用一根细管连通，细管上接有阀门K。已知两部分气体体积之比VA：VB＝1：2，A中气体压强为2atm，B中的压强为1atm。不考虑活塞和汽缸壁之间的摩擦，求：-13-

6(i)保持环境温度不变，打开连通管的阀门K，稳定后A、B两部分的压强；(ii)重新关闭阀门K，解除对活塞的锁定，用绝热材料把整个容器包裹起来与外界绝热，并通过电热丝对A内气体进行加热，使两部分气体的体积相等，则此时A、B两部分气体温度之比是多少。34.物理·选修3－4(15分)(1)(5分)如图1所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波动图像，图2是介质中平衡位置位于坐标原点的质点振动图像，分析图像可知，以下判断正确的是。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.该简谐横波沿x轴正方向传播B.该简谐横波的传播速度为1.5m/sC.经过t＝0.9s，位于坐标原点的质点到达平衡位置D.平衡位置在x＝0和x＝0.15m处的两质点的振幅相同E.x＝0处质点的振动方程为y＝cm(2)(10分)三棱镜对光线有偏折作用，如图所示是截面为等边三角形的玻璃棱镜，一束单色光从棱镜的AB面射入棱镜，调节入射角，当光线偏折30°时，光线从AC面出射时的折射角正好等于光线在AB面的入射角。求：(i)这种棱镜材料的折射率；(ii)减小光线的入射角，使光线不从AC面射出，求入射角应满足的关系。-13-

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