2021河南省“顶尖计划”高二下学期期末联考物理含答案

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河南省“顶尖计划”2020－2021学年高二下学期期末联考

物理

考生注意：

1.本试卷共8页。时间90分钟，满分110分。答题前，考生先将自己的姓名、考生号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其他答案标号。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1.关于核反应方程，下列说法正确的是

A.铀核裂变的核反应方程是

B.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为；

C.U→Np+X是衰变方程，其中X是中子

D.铀239(U)衰变成钚239(Pu)的核反应方程为U→Pu+e

2.一个小球用细线悬挂在天花板上，处于静止状态。第一次如图甲所示，用一个水平向右的拉力F1作用在小球上。使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为θ的位置；第二次如图乙所示，用一个始终与细线垂直且在同一竖直面内的拉力F2，也使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为θ的位置，则下列判断正确的是

A.两个过程中，拉力F1、F2都不断增大

B.两个过程中，细线的张力都不断增大

C.第一次拉力F1做的功比第二次拉力F2做的功多

D.细线与竖直方向的夹角为θ时，F1小于F2

3.2020年中国将发射“嫦娥五号”探测器，实施首次月球采样返回。若该探测器在某次变轨前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其运行周期为T。已知月球的半径R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对该探测器的影响，不能由以上数据测得的信息为

A.“嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时的线速度     B.月球表面的重力加速度

C.月球的平均密度                                       D.地球的平均密度

4.如图所示，两平行长直导线A、B垂直纸面放置，两导线中通以大小相等、方向相反的电流，P、Q两点将两导线连线三等分，已知P点的磁感应强度大小为B1，若将B导线中的电流反向，则P点的磁感应强度大小为B2，则下列说法不正确的是

A.A、B两导线中电流反向时，P、Q两点的磁感应强度相同

B.A、B两导线中电流同向时，P、Q两点的磁感应强度相同

C.若将B导线中的电流减为零，P点的磁感应强度大小为

D.若将B导线中的电流减为零，Q点的磁感应强度大小为

5.如图所示，一水平向右的匀强电场，电场强度为E，在电场中竖直放置一光滑圆环，AD和BD为光滑细杆，C为圆环的最低点，B点是圆环的最左点，CD弧长为圆环周长的1/8，AD方向竖直。有两个相同的带正电的小圆环分别套在两细杆上(不计两小圆环的相互作用力)，已知小圆环带电荷量为q=，现将A、B两处的小圆环同时释放，到达D点的时间分别为t1和t2，则关于t1和t2的大小关系判断正确的是

A.t1<t2     B.t1>t2     C.t1=t2     D.无法确定

6.如图所示，质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一轻弹簧放在长木板上，左端与长木板左端的固定挡板相连，右端与长木板上C点对齐。质量为m的物块以一定的速度v0从右端B点冲上长木板，并越过C点，压缩弹簧后又被弹簧弹开，最终与长木板相对静止，若物块与长木板间的动摩擦因数为μ，弹簧被压缩后的最大弹性势能为Ep，物块与长木板达到的共同速度为v，物块与长木板之间因摩擦产生的热量为Q，物块在长木板上滑行的总路程为s，则下列说法正确的是

A.其他条件不变的情况下，M越大，v越大     B.其他条件不变的情况下，µ越大，Ep越小

C.其他条件不变的情况下，v0越大，Q越小     D.其他条件不变的情况下，m越大，s越大

7.如图所示，带电粒子以初速度v0，仅在电场力的作用下由A位置运动到P位置。图中的虚线为电场的等差等势线，实线为粒子的运动轨迹。粒子到达P位置时速度为。下列叙述正确的是

A.带电粒子一定带正电                B.P位置处的电势为A位置处电势的2倍

C.粒子运动过程中的速度一直增大      D.粒子在A位置与在P位置的加速度相同

8.甲、乙两物体在同一直线上同向运动，如图所示为甲、乙两物体的平均速度与运动时间t的关系图象。若甲、乙两物体恰不相碰，下列说法正确的是

A.t=0时，乙物体一定在甲物体前面      B.t=1s时，甲、乙两物体恰不相碰

C.t=2s时，乙物体速度大小为1m/s       D.t=3s时，甲物体速度人小为3m/s

9.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝、副线圈匝数n2=200匝，原线圈AB两端接有U=110sin(314t)V的正弦交变电压，副线圈接定值电阻R1、R2，光敏电阻R(阻值随光照强度的增加而减小)，电流表、电压表均为理想电表。当光照增强时，下列说法正确的是

A.电压表的读数仍为22V     B.两电流表读数都减小

C.变压器的输入功率减小     D.电阻R2消耗的功率减小

10.如图所示，物体A和物体B并排放置在水平地面上，它们与地面的动摩擦因数相同，A与一轻弹簧连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上，开始时弹簧处于自然长度。现在用一水平的力F向左缓慢推B物体，弹簧压缩到一定程度撤去力F后，A、B两物体问右运动，整个过程弹簧都在弹性限度内，如果A、B两物体能发生分离，则关于分离点的位置，以下说法正确的是

A.分离位置与弹簀的劲度系数无关      B.分离位置一定在弹簧原长处

C.分离位置一定在弹簧原长处的左侧    D.分离位置一定在A、B两物体的速度达到最大值处

11.如图所示，在xOy坐标系的第一象限存在一个矩形区域OQMN，OQ=L，ON=L，在该区域内存在磁场，以对角线OM为界，OM上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在OM的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。现有一质量为m，电荷量大小为q的带负电粒子在Q点沿QM方向以v=的速度进入磁场，经磁场偏转后经过x轴，过x轴时，粒子的速度方向与x轴正向的夹角为θ。以下说法正确的是

A.sinθ＝                                 B.sinθ=

C.经过x轴时位置的横坐标为(2－)L      D.经过x轴时位置的横坐标为L

12.如图所示，两物块A、B用轻弹簧相连(与A不拴接)，物块A、B质量均为m，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v0的速度在光滑的水平地面上运动，质量为2m的物块C静止在前方，物块B与物块(碰撞后并粘在一起共同运动。在以后的运动中，下列说法正确的是

A.B与(碰撞后，二者共同的速度为v0

B.当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为v0

C.整个过程中，弹簧弹性势能的最大值为mv02

D.最终物块A的速度为零

二、非选择题：共62分。第13～16题为必考题，每个试题考生都必须作答。第17～18题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共47分。

13.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，使用的交变电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带，请回答下列问题：

(1)下列关于实验的说法正确的是           。

A.电火花打点计时器使用10V以下的交流电源      B.应先释放小车再接通电源

C.释放小车时，应靠近打点计时器                 D.本实验需要平衡摩擦力

(2)如果每隔4个点取一个计数点，图中纸带的间距为：s1=1.80cm、s2=2.00cm、s3=2.20cm、s4=2.40cm、s5=2.60cm、s6=2.80cm，则打计数点E时小车的速度为          m/s，小车的加速度为          m/s2。(结果保留两位有效数字)

14.(9分)为了描绘小灯泡(2.8V，1.4W)的伏安特性曲线，现有以下实验器材：

A.直流电源(电动势约为3V，内阻可不计)

B.直流电流表(量程0～3A，内阻约为0.1Ω)

C.直流电流表(量程0～200mA，内阻为3Ω)

D.直流电压表(量程0～15V，内阻约为10kΩ)

E.直流电压表(量程0～3V，内阻约为5kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)

G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A)

H.电阻箱(0～999Ω)

(1)根据题干信息，为了测量结果尽量准确，电流表应选取             ，电压表应选取             ，滑动变阻器应选取             (填器材编号)

(2)请你根据要求设计实验电路图。

(3)通过多次实验，对实验数据进行分析和处理，得到如图所示小灯泡的伏安特性曲线，根据图象可以看出灯泡电阻随电压的增大而             ，当小灯泡两端的电压为0.80V时，小灯泡的实际功率为             W。(结果小数点后保留两位)

15.(12分)如图所示，倾角为θ=30°的三角斜劈固定在水平地面上，A、B为粗糙斜面的两个端点，A、B之间的距离L=5m，质量为m=2kg的小物块恰好可以静止在斜面上。现用沿斜面向上大小为F=50N的恒力，推动静止在A点的小物块，到达AB的中点处撤去力F。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)小物块和斜面间动摩擦因数的大小；

(2)小物块离开斜面后还能.上升的最大高度(相对于B点，结果保留三位有效数字)。

16.(20分)如图所示，光滑绝缘的水平面上有一边长为L的正方形金属线框abcd，平行边界MN、PQ间有垂直于水平面向里的匀强磁场。已知线框的电阻为R，质量为m，线框ab边平行于MN，MN、PQ间的距离大于L。现给金属线框一水平向右的垂直于磁场边界的初速度v0，金属线框完全穿过磁场后速度大小为v0。求：

(1)线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q；

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小及线框完全进入磁场后速度v的大小；

(3)线框在进入磁场的过程中通过金属丝横截面的电荷量q。

(二)选考题：共15分。请考生从第17、18题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

17.选修3－3(15分)

(1)(5分)下列关于分子动理论的说法正确的是             。(填正确答案标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A.半导体器件生产时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素利用了扩散现象

B.气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现

C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D.布朗运动就是液体分子的热运动

E.钻石的摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA。1克拉(0.2g)钻石所含的分子数为

(2)(10分)如图所示，导热良好的气缸水平放置，气缸用导热活塞水平分成A、B两部分，其中B通过阀门K与外界相通。初始时A、B分别封闭一定质量的同种气体，A、B体积相等，压强均为p0。现打开阀门K，通过打气筒缓慢向B中充入同种气体，当A体积变为原来的一半时，关闭阀门。气体温度为T0，活塞受到的摩擦力可忽略不计，活塞不漏气。求：

(i)A体积变为原来的一半时，A部分气体的压强；

(ii)当外界温度升高△t时，A、B体积之比。

18.选修3－4(15分)

(1)(5分)下列说法正确的是            。(填正确答案标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A.海市蜃楼现象是光的衍射现象

B.双缝干涉实验中，双缝间距离越大，条纹间距离越小

C.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象

D.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的衍射现象

E.拍摄水面下的景物时，加偏振片可使像更清晰

(2)(10分)t=0时位于原点(处的波源开始振动，波沿水平方向向右传播，t=0.2s时的波形图如图所示，此时波源第一次到达正向最大位移y=8cm处，当平衡位置坐标为(12m，0)的质点A刚开始振动时，波源刚好位于波谷。求：

(i)波源起振时的振动方向和该简谐横波的最大波速；

(ii)若波速v=4m/s，自波源起振开始计时，4.4s时间内A质点的路程。