2021河南省天一大联考“顶尖计划”高三毕业班上学期第一次联考试题物理含答案

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2020－2021学年高中毕业班阶段性测试(一)

物理

考生注意：

1.答题前，考生务必将自己的娃名、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。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。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.高铁在运行过程中要受到很大的空气阻力，空气阻力的大小与高铁运行的速度大小间满足关系式f＝kv2，k为比例常数，则k的单位用国际单位制的基本单位可表示为

A.kg/m     B.N·s/m     C.kg·m     D.N·s2/m2

2.2020年6月23日上午，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射。北斗三号地球同步轨道卫星有2种——地球静止轨道卫星(运行在地球同步轨道)和倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同)。两种同步轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A.倾斜同步轨道卫星可能定点在北京上空

B.倾斜同步轨道卫星和地球静止轨道卫星内的仪器均处于平衡状态

C.倾斜同步轨道卫星的运行速率可能大于地球静止轨道卫星的运行速率

D.倾斜同步轨道卫星的机械能可能大于地球静止轨道卫星的机械能

3.电动车是目前使用最为广泛的交通工具之一。某驾驶员和电动车总质量为m，在平直公路上由静止开始加速行驶，经过时间t，达到最大行驶速度vm。通过的路程为s，行驶过程中电动车功率及受到的阻力保持不变，则

A.在时间t内电动车做匀加速运动     B.在时间t内电动车的平均速度要小于

C.电动车的额定功率为     D.电动车受到的阻力为

4.AB为点电荷电场中的一条直线，A、B两点的场强方向斜向右下，分别与AB成60°角和30°角，如图所示。已知A点的电场强度大小为E0，则下列判断正确的是

A.点电荷可能在直线AB的右侧      B.点电荷可能带负电

C.B点的电场强度大小为         D.B点的电势可能高于A点

5.已知氢原子处于基态时能量为E1，处于激发态时能量为En＝，其中n＝2，3，4…。处于n＝3能级的氢原子吸收频率为ν的光子恰好能被电离，则氢原子由n＝4能级向低能级跃迁时放出光子的最小频率为

A.     B.     C.     D.

6.如图所示，理想自耦升压变压器原线圈的匝数可通过滑片P1进行调节，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，两交流电流表为理想电表，原线圈接电压恒定的交流电源。要使两电流表示数均增大，且增大的倍数相同，下列操作能实现这一目的是

A.P1上滑，P2下滑     B.P1下滑，P2不动     C.P1不动，P2上滑     D.P1不动，P2下滑

7.如图所示，半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时直线边水平，导线框中通有沿顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界线，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°，此时每根细线的拉力大小为F1。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小为F2。则导线框中的电流大小为

A.     B.     C.     D.

8.如图1所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图2所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是

A.若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势

B.若在M环通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势

C.若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势

D.若在N环通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有扩张的趋势

9.物体沿x轴正方向做单向直线运动，其位移和速率二次方的关系图线如图所示，下列说法正确的是

A.物体做匀加速运动            B.物体做匀减速运动

C.物体的加速度大小为1m/s2     D.物体运动中间时刻的速度可能大于其中间位置的速度

10.如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，上端连接定值电阻R，空间存在有界磁场，虚线为磁场的上边界，方向垂直于金属导轨平面向外，磁感应强度的大小随高度变化，边界处的磁感应强度大小为B0。质量为m、电阻为R的金属杆MN两端各套在导轨上，从距边界线h处由静止开始沿着金属导轨下滑，进入磁场后正好做匀加速运动，在磁场中下落h到达P处时速度为刚进入磁场时速度的1.2倍，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g，金属杆与导轨始终接触良好。则

A.导轨进入磁场后M点的电势高于N点

B.导轨进入磁场后回路中的感应电流越来越小

C.P处磁感应强度大小为B0

D.金属棒运动到P处的过程中定值电阻R上产生的焦耳热为0.28mgh

二、非选择题：本题包括必考题和选考题两部分。第11～15题为必考题，每道试题考生都必须作答。第16～17题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共55分。

11.(6分)某同学利用如图1所示的装置研究“在外力一定时，物体的加速度与质量的关系”。

(1)实验时需要把木板不带滑轮的一端垫高，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点，使小车在不受绳的拉力时，带动纸带做          运动，这样做的目的是               。

(2)保持沙和沙桶的质量m不变，通过在小车中放入砝码来改变小车的质量，每改变一次，打出对应的纸带。某次打出的一条纸带如图2所示，已知打点计时器的电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。△s＝sDG－sAD＝            cm。由此可算出小车的加速度a＝            m/s2。 (结果保留两位有效数字)

(3)在规范完成实验操作，处理实验数据时，该同学以小车加速度的倒数为纵坐标，小车和砝码的总质量M为横坐标，描绘出如图3所示的－M图像，图中直线的斜率为k，纵截距为b，图像不过原点，有同学认为是因为沙桶质量没有远小于小车质量，则经过计算可得沙和沙桶的质量为            。

12.(9分)老师让小华和小明在实验室测量一块从旧电动车上拆下的铅蓄电池的电动势，老师告诉他们电池的电动势约为10～12V，实验室备有以下器材：

A.电流表A(0～0.6A，内阻约为3Ω)      B.电压表V1(0～3V，内阻RV1＝3kΩ)

C.电压表V2(0～30V，内阻RV2＝30kΩ)    D.定值电阻R1＝10kΩ

E.定值电阻R2＝50kΩ                    F.滑动变阻器R，最大阻值30Ω

G.导线开关若干

(1)该实验电压表应选用          ，定值电阻应选用          (填选项前面的字母序号)。

(2)在方框内面出电路图，注明所选器材符号，并把实物图补充完整。

(3)若将滑动变阻器的滑片移到某一位置，读出电压表的示数为U，电流表的示数为I，考虑电压表的分流，则电源的电动势E和内阻r的关系式为E＝            (用题中的字母表示)。

(4)经过多次测量，可求出该电池的电动势。

13.(10分)如图所示，带孔的小球套在光滑的竖直细杆上，通过细线和轻质定滑轮与质量为m的正物相连接，当细线与竖直杆成α＝60°角时，整个装置处于静止状态。竖直杆与滑轮间的水平距离d＝0.3m。现用外力把小球拉至虚线位置，此时细线与竖直杆夹角β＝30°，然后撤去外力，不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小球的质量M；

(2)撤去外力后，小球运动到实线位置时的速度大小。

14.(14分)如图所示，长度为L＝4m的木板静止在光滑地面上，在木板的右端放有滑块B，滑块B下表面光滑，滑块A从左端以初速度v0＝6m/s滑上木板，滑块A与木板间的动摩擦因数为µ＝0.4，滑块A与滑块B均可视为质点且碰后粘在一起(碰撞时间极短)，木板和两滑块的质量相等均为m，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)滑块A与B碰撞前A的瞬时速度是多大；

(2)若m＝1kg，滑块A、B因碰撞损失的机械能；

(3)若m＝1kg，滑块A、B最终没有离开木板，则整个过程滑块和木板摩擦产生的热量。

15.(16分)如图所示，在平面直角坐标系xOy中虚线AA'与x轴垂直，交点坐标为(3l，0)，足够大的荧光屏与x轴垂直，交点坐标为(17l，0)。在y轴与虚线AA'之间存在着如图所示周期性变化的交变电场(图中未画出)，在虚线AA'与荧光屏之间存在着匀强磁场。大量质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标原点沿x轴正方向进入电场，最后打在荧光屏上(不计粒子重力)，已知粒子在电场中运动的时间恰好等于交变电场的一个周期，电场强度的大小满足，t＝0时刻电场方向恰好沿y轴正方向，磁感应强度的大小满足B＝，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

(1)t＝0时刻进入电场的粒子在电场中偏转的距离；

(2)粒子打在荧光屏上的范围；

(3)粒子在磁场中运动的时间。

(二)选考题：共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多选，则按所做的第一题计分

16.物理·选修3－3(15分)

(1)(5分)下列关于热力学第二定律的说法正确的是         (填正确答案的标号，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.气体向真空的自由膨胀是可逆的

B.效率为100％的热机是不可能制成的

C.机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程

D.热量可以自发地从高温物体传向低温物体而不引起其他变化

E.从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段

(2)(10分)如图所示，一上端开口下端封闭的细长竖直玻璃管长度L＝115cm。在玻璃管底部有长度为L1＝60cm的水银柱，中间封闭有长度L2＝12cm的气柱，气柱上方水银柱长度L3＝25crm，气体可看做理想气体，大气压强p0＝75cmHg，环境温度保持不变

(i)现水银缓缓注入管中(与原水银柱间无气隙)，直到水银面与管口相平，此时管中气体的压强为多少?

(ii)在满足(i)的条件下，如果使玻璃管绕底端缓慢地转动使管口竖直向下，则此时空气柱的长度为多少？

17.物理·选修3－4(15分)

(1)(5分)下列说法正确的是           。(填正确答案的标号。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.单摆做简谐运动时，在平衡位置所受合力不为0

B.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象

C.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，都具有相同的加速度和位移

D.爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

E.在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度

(2)(10分)如图所示，圆弧半径为R的凹透镜，O为其圆弧面的圆心，OO'为透镜的对称轴，从圆心O发出的一条单色光线OP射到圆弧面，光线与轴线成30°角。光线经透镜折射后射出，出射光线的反向延长线与轴线成45°角，与轴线的交点到O点的距离为(图中未标出)。已知光在真空中的传播速度为c，sin15°＝。求：

(i)透镜的折射率；

(ii)单色光通过透镜的时间。