1、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1418题只有一项符合题目要求，第1921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
2、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，
3、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
4、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0B. 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+mgtD. 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
5、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
6、，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；CA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；DA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
7、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110VB. U1为110V，U2为220VC. U1为220V，U2为110VD. 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
8、； 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
9、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；CDe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
10、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
11、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
12、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
13、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、
14、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at、xt、vt和v2x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
15、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xt图像为开口向上的抛物线，v2x为正比例函数图像，故BD错误。故选AC。三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338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
16、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
17、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0.25s、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10)；电压表V(量程3V，内阻约为4k)；直流电源E(电动势约3V，内阻约0.1)；固定电阻3个：R1=300，R2=900，R3=1500；滑动变阻器R(最大阻值约20)；开关S及导线若干。实验要求：方法简捷，有尽可能高的测量精
18、度，并能测得多组数据；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-300）【解析】【分析】考察半偏法测量电流表内阻。【详解】
19、(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
20、未离开薄板。已知薄板运动的vt图线如图乙所示，物体与薄板间的动摩擦因数为=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
21、，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
22、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(q0)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”
23、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
24、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
25、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
26、。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=1.0105Pa，不计摩擦及活塞和弹簧的质量，并假定在整个过程中
27、，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
28、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=N513.3N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镜材料对各种色光的折射率。根据光
29、的色散现象、表格中的有关数据以及光学知识，下列说法正确的是（）A. 各种色光通过棱镜后的偏折角度不同，红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大B. 该棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率小，对紫光的折射率大C. 各种色光在三棱镜中的传播速度不同，红光在该玻璃三棱镜中的传播速度比紫光大D. 同一色光在不同介质中传播时波长相同E. 同一色光在不同介质中传播时频率不同【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A根据图示光路图可知红光相对入射的白光偏折程度最小，紫光相对入射的白光偏折程度最大，所以各种色光通过棱镜后的偏折角度不同，红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大，A正确；B根据题中表格可知该
30、棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率小，对紫光的折射率大，B正确；C光在介质中传播的速率与折射率的关系为，红光折射率小于紫光的折射率，所以红光在三棱镜中传播的速度大于紫光的传播速度，C正确；DE根据可知，各色光在介质中频率不变，在介质中光速不同，所以波长不同，DE错误。故选ABC。16.如图所示，一质量为mB=2kg的物体B放在水平地面上，一劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧，下端与物体B相连，上端与一质量为mC=1.5kg的物体C相连，在C的上方放一物体D。弹簧呈竖直状态且整体静止不动。现在突然去掉物体D后，物体C就沿竖直方向上下做简谐运动，且当物体C竖直向上运动到最高点时，物体
31、B对地面压力刚好为零。g=10m/s2。试求：（1）C沿竖直方向上下做简谐运动的振幅；（2）物体D的质量。【答案】（1）0.07m；（2）3.5kg【解析】【详解】（1）设物体D的质量为mD。物体D放上之前：设弹簧的压缩量为x1，对物体C，有mCg=kx1 解得x1=0.03m 物体D放上之后：设弹簧又压缩了x2，对物体C和D整体，有(mC+mD)g=kx1+ kx2 当物体C运动到最高点时，设弹簧的伸长量为x3，对物体B，有mBg=kx3 解得x3=0.04m 设物体C在竖直方向做简谐运动振幅A，由简谐运动规律知A= x1+ x3=0.03+0.04=0.07m x2 = A=0.07m 把x2代入得mD=3.5kg
