1、河南省郑州市2020届高三物理下学期第三次质量预测试题（含解析）一、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题只有一项符合题目要求，第58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.核能是满足能源供应、保障国家安全的重要支柱之一。核能发电在技术成熟性、经济性、可持续性等方面具有很大的优势。随着技术的发展，尤其是第四代核能系统技术逐渐成熟和应用，核能有望超出仅仅提供电力的角色。下列关于核力与核能的说法正确的是（）A. 核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用B. 原子核中所有核子单独存在时的质量总和等于该原子核的总质量
2、C. 原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D. 核泄漏会产生对人体有害的辐射，某核反应方程式为，则可以判断x为粒子【答案】C【解析】【详解】A核力是强相互作用的一种表现，只有相邻的两个核子之间都存在核力作用，故A错误；B核子结合成原子核时释放能量发生质量亏损，所以原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，故B错误；C原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C正确；D根据核反应方程式，则可以判断x质量数为0，电荷数为-1，为粒子，选项D错误。故选C。2.如图所示，直角坐标系原点O处有一静止点电荷+Q。以O点为圆心的圆与x轴交点为a，已知
3、b点为Oa中点，c为圆上另一点。下列说法正确的是（）A. a、c两点处的电场强度相同，电势相等B. a、b两点的电场强度之比为1：2C. 将一正试探电荷q沿直线从b移动到c的过程中电势能一直减少D. 将一正试探电荷q从b分别移动到a和c的过程，电场力做功相等【答案】D【解析】【详解】A由正点电荷模型可判断，a、c两点在同一等势面上，所以电势相等；根据点电荷电场强度公式可判断a、c两点电场强度大小相等，但电场强度的方向不同，故A错误；B根据点电荷电场强度公式可判断a、b两点的电场强度之比为故B错误；C将一正试探电荷q沿直线从b移动到c的过程中，电场力先做负功，后做正功，故电势能增加后减小，故C错
4、误；D将一正试探电荷q从b分别移动到a和c的过程，因为a和c在同一等势面上，故电场力做的功相等，故D正确；故选D。3.如图所示，轻直杆ab可绕其一端a在竖直面内自由转动。一根轻质细绳的两端分别系于直杆的两端a、b，重物用光滑挂钩吊于细绳上。开始时重物处于静止状态，现将直杆从图示位置绕a点沿逆时针方向缓慢转动，直到ab竖直。在此过程中，细绳上的张力（）A. 先增大后减小B. 先减小后增大C. 一直减小D. 大小不变【答案】A【解析】【详解】挂钩相当于滑轮，因此绳上的张力相等，且两边绳子与竖直方向的夹角相等，设两边绳子与竖直方向的夹角为，直杆从图示位置绕a点沿逆时针方向缓慢转动直到ab竖直过程中，
5、先增大后减小，由可知，绳上的张力先增大后减小故选A。4.如图所示，一根长木杆ab两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO上，已知杆与水平地面之间的夹角为=53，a点到地面的距离为12m。从竖直墙壁上距地面8m的c点以水平速度v0射出一颗小石子，小石子运动的轨迹恰好与ab杆相切（重力加速度g取10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6），则小石子射出时的水平初速度为（）A. 3m/sB. 3m/sC. m/sD. m/s【答案】B【解析】【详解】将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向，如图所示在垂直于杆的运动方向上在垂直于杆的方向的加速度由题可知，减速到零时的，恰好与杆相碰，则整
6、理得故选B。5.一个边长为2L的正方形ABCD区域内，有垂直纸面的匀强磁场，其中ABC范围内的磁场垂直纸面向内，ACD范围内的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，如图所示。其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】线框开始进入磁场运动L的过程中，只有边bc切割，感应电流不变，根据右手定则产生的逆时针方向电流，即为正方向；前进L后，边bc的开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，边ad开始
7、进入磁场，回路中的感应电动势为边bc在垂直纸面向外的磁场中产生的电动势的2倍，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L时，边bc完全出磁场，ad边开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，有效切割长度逐渐减小，根据楞次定律可得产生的顺时针方向电流，即为负方向；当再前进时，有效切割长度为零，过后有效切割长度逐渐增大，根据楞次定律可得产生的逆时针方向电流，即为正方向，故A正确，B、C、D错误；故选A。6.在2020年4月24日第五个中国航天日上，备受瞩目的中国首次火星探测任务命名揭晓。“天问一号”火星探测任务要一次性完成“绕、落、巡”三大任务。火星公转轨道
8、半径是地球公转轨道半径的，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的。火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为T。已知火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（）A. 火星的公转周期和地球的公转周期之比为B. 探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为C. 探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为D. 可知火星的平均密度为【答案】BD【解析】【详解】A根据开普勒第三定律可知火星的公转周期和地球的公转周期之比为，选项A错误；B探测器在星球表面受到的引力 则探测器在火星表
9、面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为选项B正确；C根据可得探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为选项C错误；D根据 解得火星的平均密度为选项D正确。故选BD。7.水平面上有质量相等的a、b两个物体，分别施加水平推力作用在a、b上，使a、b在水平面上运动起来。在t1、t2时刻分别撤去作用在a、b上的推力，两物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图象如图所示，图中实线为a的运动图线，虚线为b的运动图线，图线中BD段平行于EF段。在a、b运动的整个过程中（）A. a受到的水平推力冲量等于b受到的水平推力冲量B. a受到的水平推力冲量小于b受到的水平推力冲量C. 摩擦力对a
10、物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量【答案】BD【解析】【详解】由图可知BD与EF平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知两物体受到的摩擦力大小相等，由冲量定义可知，在a、b运动的整个过程中摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，即有根据动量定理可得，在a、b运动的整个过程中合外力对a物体的冲量为根据动量定理可得，在a、b运动的整个过程中合外力对b物体的冲量为即合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量；由于，则有即a受到的水平推力冲量小于b受到的水平推力冲量，故A、C错误，B、D正确
11、；故选BD。8.如图所示，直线MN两侧分布着垂直纸面向里的匀强磁场，左侧磁场磁感应强度为B1，右侧磁感应强度为B2，2B1=3B2=6T。一个带正电的粒子，比荷为1106C/kg，从O点以v0=4104m/s的速度垂直于MN进入右侧的磁场区域，边界MN上的P点位于O点上方4cm处，不计离子重力，则粒子从进入磁场到通过P点所用的时间可能为（）A. 10-6sB. 10-6sC. 10-6sD. 10-6s【答案】BD【解析】【详解】粒子在MN左侧磁场中运动的半径粒子在MN右侧磁场中运动的半径粒子运动轨迹如图；粒子在左侧磁场中运动周期 在右侧磁场中运动的周期第一次经过P点的时间为 第二次经过P点的
12、时间为故选BD。二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9题第10题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13题第16题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题9.实验室有一种电阻阻值随温度呈线性变化的热敏电阻，某同学利用该电阻把一灵敏电流计改装为温度计该热敏电阻Rt的阻值随温度的变化关系式为Rt=kt+b，其中k、b为常量，k0，t的单位为摄氏温度。该同学设计的电路如图所示，直流电源的电动势为E，内阻不计。（1）按电路图连接好器材。（2）将滑动变阻器滑片P滑到a端，单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路。（3）容器中
13、倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关。请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流I与温度t的关系式I=_。（用题目中给定的符号）（4）根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计。根据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀?_（填“是”或“否”）。【答案】 (1). (2). 右 (3). 否【解析】【详解】（3）1除热敏电阻之外的部分的总电阻为R，则当开关S置于d端时的电流（4）23当温度越低时，热敏电阻的电阻越小，回路总电阻越
14、小，总电流越大，指针越向右偏，则低温刻度在右侧；根据可知I-t不是线性关系，则刻度线分布不均匀。10.某同学用如图所示装置来“验证机械能守恒定律”。质量均为M的A、B两个圆筒用绕过光滑定滑轮的轻质细线连接，圆筒B锁定在桌子的边缘，B上装有质量不计的遮光条，遮光条上方有与光电计时器连接的光电门，圆筒A中装有10个质量均为m的砝码。已知重力加速度为g。(1)实验前用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图所示，则遮光条的宽度d=_mm；(2)解除对圆筒B锁定，圆筒B由静止开始向上运动，通过光电门时，遮光条的遮光时间为t，此时A、B和10个砝码增加的总动能为_；测出解除锁定前，光电门到遮光条的高度h，则A
15、、B和10个砝码减小的重力势能为_。如果增加的总动能与减小的重力势能相等，则可验证机械能守恒定律。（两空均用已知和测得的物理量符号表示）(3)每次将A中的一个砝码取出后放在B中，重复(2)的实验，经过多次实验，测得遮光条每次遮光的时间为t，如果作出象（其中为A筒中砝码的个数，n大于5）是一条过原点的倾斜直线，同时图象的斜率为_（用已知和测得的物理量符号表示），同样也可以验证机械能守恒定律。【答案】 (1). 2.25 (2). (3). 10mgh (4). 【解析】【详解】(1)1由图示游标卡尺可知，主尺示数为2mm，游标尺示数为50.05mm=0.25mm，则游标卡尺读数为2mm+0.25
16、mm=2.25mm；(2)2遮光条遮光时间为时，系统的速度大小为系统增加的总动能为3系统减小的重力势能为(3)4当A筒中有n个砝码时，B筒中有10-n个砝码，则系统机械能守恒，则有整理可得因此，如果作出的图象是一条过原点的倾斜直线，则图象的斜率为则机械能守恒定律得到验证11.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，在y0与虚线MN之间有平行于x轴的匀强电场。从y轴上的P点将质量为m、电荷量为+q的小球，以初速度v0沿平行于x轴的方向抛出，并从MN上的Q点进入电场，已知P点到虚线MN的距离为h。若电场方向沿x轴负方向，小球将垂直于x轴从某点（图中没画出）离开电场。若电场方向沿x轴正方向，小球
17、将在电场中做直线运动，并从x轴上某点（图中没画出）离开电场。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：（1）电场的电场强度大小；（2）Q点的坐标。【答案】（1）；（2）（，3h）【解析】【详解】（1）小球从P点抛出，到Q点的过程中vy=gt根据题意，若电场方向沿x轴正方向，小球在电场中做直线运动，可知解得可知（2）小球从P点抛出，到Q点的过程中解得若电场方向沿x轴负方向，小球将垂直于x轴离开电场。则在电场中x方向y方向解得y=3h可知Q点的坐标为（，3h）12.如图所示，一个空中运动接力轨道竖直放置。倾斜光滑直轨道AB与光滑圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一光滑圆弧轨道DQF
18、的圆心为O，F是圆的最低点，A、F两点在同一水平高度，AF=2l，并与顺时针转动的水平传送带平滑连接。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37。量为m的物块a，以初始速度v0从A点开始沿轨道AB运动，已知。物块a运动到C点后水平抛出，恰好无碰撞进入圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的物块b发生弹性碰撞，物块b质量为2m，碰撞后，物块b通过传送带到达A点。两物块均可看做质点，两物块与传送带之间的动摩擦因数=，不计空气阻力和所有轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8（1）求物块a在C点时对轨道的压力；（2）求物块a、b碰撞后瞬间，物块b的速度；（3）若物块b通过传送
19、带后到达A点的速度也是。求传送带的长度取值范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由已知几何关系可知，圆弧BPC半径物块a从A点运动到C点的过程中机械能守恒解得在C点对物块a做受力分析可得由以上各式可得（2）已知A、F两点在同一水平高度，可知物块a运动到F点时的速度也是v0。物块a与物块b发生弹性碰撞，可知解得（3）由于，物块b在传送带上要加速运动。若从F到A一直加速，可知其中解得要使物块b通过传送带到达A点的速度也是v0，传送带的长度应满足.（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。物理选修3-313.关于温度与内能的
20、关系下列说法正确的是_。A. 物体的温度变化时，它的内能一定改变B. 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关C. 自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性D. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关E. 盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大【答案】BCD【解析】【详解】A温度是分子的平均动能的标志，物体的温度变化时，分子平均动能发生变化；但物体的内能与物体的温度、体积、还与物体的质量、摩尔质量有关，所以物体的温度变化时，它的内能不一定改变，故A错误；B气体温度升高1K，内能的变化是相同的，而内能的变化与吸收的热量以及外界对气体的做功两个因素有关，所
21、以气体的温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，故B正确；C热力学第二定律表明，自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故C正确；D根据分子运动规律知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故D正确；E理想气体的内能由温度决定，与物体的宏观速度大小无关，故E错误；故选BCD。14.随着全国各地复学，各学校都特别加强了对校园环境的消杀工作。如图所示是某学校消毒喷雾器设备。喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为20L，打气筒每次打气能向储液桶内压入P0=1.0105Pa的空气V0=200mL。现往储液桶内装入16L药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶
22、内气体压强为P0=1.0105Pa，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软细管的容积。（1）若通过打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到3105Pa，求打气筒打气次数是多少?（2）当储液桶内消毒液上方的气体压强达到3105Pa后，打开喷雾器开关S直至储液桶消毒液上方的气压变为2105Pa，求在这过程中储液桶喷出药液的体积是多少?【答案】（1）40次；（2）2L【解析】【详解】（1）以储液桶内药液上方的气体为研究对象，假设打入之前的气体体积为V1。则初状态：压强p1=1.0105Pa，体积V1末状态：压强p2=3.0105Pa，体积V2=4L由玻-马定律得
23、p1V1=p2V2解得V1=12L因为原来储液桶内已有气体体积为V2=4L所以打气筒打气次数为（2）仍以储液桶内药液上方的气体为研究对象初状态：压强，体积末状态：压强，体积由玻一马定律得解得所以储液桶喷出药液的体积V=6L-4L=2L物理选修3-415.如图所示，两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄光的折射率为，入射光与AB界面夹角为45，光经AB界面进入三棱镜后直接射向BC界面。下列说法中正确的是_。A. 光束在BC界面将发生全反射B. 两束黄光从BC边射出后仍是平行的C. 黄光经三棱镜折射后射出方向与入射方向间的偏向角为30D. 改用红光以相同的角度入射，
24、出射光束仍然平行，但其偏向角大些E. 改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些【答案】BCE【解析】【详解】ABC入射光在AB面的入射角为由折射率公式可得可知由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC，由对称性可知其在BC边射出时的出射角也为因此光束的偏向角为30，两束黄光从BC边射出后仍平行，光束在BC界面不为发生全反射，故A错误，B、C正确；DE由于同种材料对不同的色光的折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率小，绿光的折射率较大，因此折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，故D错误，E正确；故选BCE。16.如图所示，有一列沿x轴传播的简谐横波，波长为20m，振幅为2
25、0cm。图中实线为t=0时刻波形，虚线为t=0.3s时刻的波形，实线和虚线相邻两波峰的距离x=7.5m。（1）求该列波的传播速度；（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，写出x=7.5m处质点P的振动方程。【答案】（1）（n=0、1、2、3）；（2）【解析】【详解】（1）已知波长=20cm，时间t=0.3s若波沿x轴正方向传播，传播距离（n=0、1、2、3）传播速度（n=0、1、2、3）若波沿x轴负方向传播，传播距离为（n=0、1、2、3）传播速度（n=0、1、2、3）（2）若波沿x轴正方向传播，且速度取最小值，则n=0此时的速度v=25m/s可得由图可知A=20mx=7.5m处质点P的振动方程为T=0.3s时，y=0。可得可得质点P的振动方程为
