1、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.衰变为，经过3次衰变，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.核聚变反应方程中，X表示质子D.高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为2.假设地球是一半径为、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
2、的图象正确的是（ ）A. B. C. D.3.如图所示,是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆一端通过铰链固定在C点,另一端B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A现用力F拉绳,开始时,使缓慢减小,直到杆接近竖直杆.此过程中,杆所受的力( )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
3、的质量mB. 增大物块乙上受的力FC. 增大木板甲与物块乙间的动摩擦因数D. 在木板甲长度L不变的条件下，减小其质量M5.质量为M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的物体相连，如图所示，M做匀速圆周运动的半径为,线速度为 ， 角速度为， 若将之间的细线剪断，M仍将做匀速圆周运动，其稳定后的运动的半径为,线速度为 ， 角速度为 ， 以下各量关系正确的是( )A.B.C.D.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“
4、天宫一号”目标飞行器在距离地球高为h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P，已知引力常量为G.则下列说法正确的是( )A.在远地点P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P处对接，“神舟八号”需在靠近P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M的物体(物体B与弹簧拴接
5、),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F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的图像如图乙所示(重力加速度为g),则( )A.施加外力的瞬间,间的弹力大小为B.在时刻分离,此时弹簧的弹力大小不为零C.弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值D.B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 P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 的滑片向 b 端移动时，则（ ） A. 电流表读数减小 B. 电压表读数减小 C. 质点 P 将向下运动 D. 上消耗的功率逐渐增大三、非选择题：本
6、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。（一）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0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小_m/s，打出P点时小车的速度大小_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_.
7、10.额定电动势3.7 V的锂电池，充满电时电动势为4.2 V，电动势低于3.4 V时不能放电.某节该型号电池标注如下：标准放电持续电流170 mA，最大放电电流850 mA，内阻.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03 V，内阻）B.电流表（量程00.6 A）C.电流表（量程03 A）D.定值电阻E.定值电阻F.滑动变阻器（0）G.滑动变阻器（0）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R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P移到_（填“左”或“右
8、”）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“1”挡B.直流电流250 mA挡C.直流电压2.5 V挡D.直流电压10 V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两端的总电压U，读出对应的电流表示数I，在坐标纸上描点作出图像如图丙所示，则电池电动势_V，内阻_.（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U加速后在纸面内水平向右运动，自M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.已知甲种离子射入磁场的速度大小为，并在磁场边界的
9、N点射出；乙种离子在的中点射出；长为.不计重力影响和离子间的相互作用.求：（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，的滑块自光滑圆弧形槽的顶端点无初速度地滑下，槽的底端与水平传送带相切于左端导轮顶端的点，传送带沿顺时针方向匀速运转.下滑前将的滑块停放在槽的底端.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点运动到点的图像，如图乙、丙所示.两滑块均视为质点，重力加速度.（1）求的高度差；（2）求滑块与传送带间的动摩擦因数和传送带的长度；（3）滑块到达点时速度恰好减到3 m/s，求滑块的传送时间；（4）求系统因摩
10、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.物理选修33（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( )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、高度均为的型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段
11、的体积可忽略。环境温度为，大气压强。（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，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和。一列简谐横波沿x轴正向传播，在时刻传到质点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，时质点b已经通过了路程并第一次回到了平衡位置，此时质点c刚好开始振动。则下列说法正确的是_.A该波的波速为B质点c开始振动后，其振动周期为C当后，质点b向下运动时，质点c一
12、定向上运动D在的时间间隔内质点c向上加速运动E在时刻质点d的加速度方向向上（2）如图所示，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边射入。已知棱镜的折射率，。求：光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；第一次的出射点距多远。答案以及解析1.答案：A解析：设衰变为发生次衰变，次衰变，则有，解得，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解析：令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：，由于地球
13、的质量为，所以重力加速度的表达式可写成：，根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，在距离地球球心为处，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，当时，与成正比，当后，与平方成反比，故选项A正确。3.答案：A解析：以B点为研究对象,分析受力情况：重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图，由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可可得：又T=G，AC和BC不变，则N和T不变。故A正确，BCD错误。故选：A。4.答案：B解析：A. 增大物块乙的质量m,时间t增大,根据可知速度v变大，故A错误；B. 增大物块乙
14、上受的力F,则t减小,根据可知速度v减小，故B错误；C. 增大木板甲与物块乙间的动摩擦因数,可知t增大,根据可知速度v变大，故C错误；D. 在木板甲长度L不变的条件下,减小其质量M,可知t增大,根据可知速度v变大，故D错误。故选：B。5.答案：B解析：小球在砝码的重力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动.显然砝码的重力提供向心力,当砝码的重量变化,此时向心力与砝码的重力不等,从而做离心运动,导致半径变化.向心力再次与砝码的重力相等时,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,随着的升高,重力势能增加,M
15、的动能减小,线速度减小,有,则可得出,选项B正确。6.答案：AB解析：根据万有引力提供向心力有，则飞船的加速度，在远地点P处，“神舟八号”与“天宫一号”加速度相同，A正确；由，可得地球质，地球半径，则地球的密度，可以计算出地球的平均密度，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P处对接，需要“神舟八号”在靠近P处点火加速，D错误.7.答案：ABD解析：施加外力前,物体整体受力平衡,根据平衡条件,有,解得,施加外力的瞬间，对B物体,根据牛顿第二定律有,其中,解得,故A正确.物体在时刻分离,此时具有共同的v与a,且,对B有,解得,故B正确.
16、分离前,B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,B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.B与弹簧组成的系统,开始时A对B的压力对B做负功,故开始时机械能减小;分离后,B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，与滑动变阻器串联后与并联，再与串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向b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的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故
17、电流表示数增大，故A错误；B.因并联部分电压减小，而中电压增大，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；D.因两端的电压减小，由公式，可知，上消耗的功率减小；故D错误。故选：BC。9.答案：0.36；1.80；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B点时小车的速度大小；同理可得，打出P点时小车的速度大小；要验证动能定理，设小车的质量为M，钩码的质量为m，则小车从B点到P点动能的变化量，钩码的质量远小于小车的质量时，钩码的重力近
18、似等于小车所受的合外力，故合外力做功，所以需要测量之间的距离.10.答案：（1）B；G（2）如图所示（3）左；D（4）3.90（3.873.90）；0.17（0.120.17）解析：（1）由题可知，电路中最大电流不足1 A，量程为3 A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R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2.5 V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10 V
19、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，整理得，由图丙可知，解得.11.答案：（1）（2）解析：(1)设甲种离子所带电荷量为、质量为,在磁场中做匀速圆周运动的半径为,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有由几何关系知由式得(2)设乙种离子所带电荷量为、质量为,射入磁场的速度为，在磁场中做匀速圆周运动的半径为.同理有由题给条件有由式得,甲、乙两种离子的比荷之比为12.答案：解：（1）由题图乙可知，碰撞后瞬间滑块的速度，由题图丙可知，碰撞后瞬间滑块的速度，设碰撞前瞬间滑块的速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得解得滑块下滑的过程机械能守
20、恒，根据机械能守恒定律可得解得（2）由题图乙可知，滑块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图线的斜率，即滑块的加速度由滑动摩擦力提供，根据牛顿第二定律可得解得滑块与传送带间的动摩擦因数由题图乙可知，滑块在传送带上先加速4 s，后匀速运动6 s到达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，即（3）滑块一直做匀减速直线运动，到达点时速度恰好减到3 m/s，根据运动学公式得全程的平均速度设滑块的传送时间为，则有（4）由题图乙可知，滑块在传送带上加速阶段的位移滑块在传送带上加速阶段产生的热量滑块在传送带上减速的加速度大小滑块受到的滑动摩擦力大小滑块在传送带上减速阶段产生的热
21、量系统因摩擦产生的热量解析：13.答案：（1）BCD（2）解：（i）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。由玻意耳定律有设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，按题设条件有联立式并代入题给数据得（ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖吕萨克定律有按题设条件有联立式并代入题给数据得解析：（1）外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确，AE错误。14.答案：（1）BCE（2）设发生全反射的临界角为，由折射定律得：代入数据得：光路图如图所示，由几何关系可知光线在边和边的入射角均为，均发生全反射。设光线在边的入射角为，折射角为，由几何关系得，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在边，由折射定律得：代入数据，由几何关系可知，面的入射点在的中点，面的入射点在的中点，所以出射点距的距离x为：
