河南省新乡市2020届高三物理上学期第一次模拟试卷（附解析Word版）

河南省新乡市 2020 届高三上学期第一次模拟考试理综 物理试卷 二、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 14～18 题只有一 项符合题目要求，第 19～21 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. 1.一块含铀矿石的质量为 M，其中铀的质量为 m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅.已知 铀的半衰期为 T，则经过时间 T，下列说法正确的是 A. 这块矿石的质量为 0.5M B. 这块矿石的质量为 C. 这块矿石中铀的质量为 0.5m D. 这块矿石中铅的质量为 0.5m 【答案】C 【解析】 【详解】根据半衰期公式 m 余=m（ ）n，n 为半衰期次数，其中 n=1，经过 1 个半衰期后剩余 铀核为 ，则这块矿石中铀 质量还剩 0.5m，但 U 变成了 Pb，且生成铅质量小于 ，经 过一个半衰期后该矿石的质量剩下会大于（M- ）； A．这块矿石的质量为 0.5M，与结论不相符，选项 A 错误； B．这块矿石的质量为 0.5(M-m) ，与结论不相符，选项 B 错误； C．这块矿石中铀的质量为 0.5m ，与结论相符，选项 C 正确； D．这块矿石中铅的质量为 0.5m，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 C. 2.如图所示，a、b、c 是正点电荷电场中的一条电场线上的三点，ab=bc，在 a 点处自由释放 一带负电的试探电荷时，它沿直线向右做加速运动，依次经过 b、c 点.下列说法正确的是 A. a 点 电场强度比 b 点的大 B. a 点的电势比 c 点的低 C. 试探电荷在 c 点时的动能等于在 b 点时的两倍 D. 试探电荷在 b 点时的电势能等于在 c 点时的两倍 【答案】B 的 的 ( )0.5 M m− 1 2 1 2 m 1 2 m 1 2 m【解析】 【详解】AB．在正点电荷形成的电场线上 a 处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向 c 点 处运动，电荷受到的电场力向右，所以电场线的方向向左，即场源电荷在右侧，所以 a 点的 电场强度比 b 点的小，a 点的电势比 c 点的低，故 A 错误，B 正确； C．因为场源电荷在右侧，虽然 ab=bc，所以 Uab＜Ubc，由动能定理知试探电荷在 c 点时的动能 Ekc=q（Uab+Ubc），试探电荷在 b 点时的动能 Ekb=qUab，Ekc≠2Ekb，故 C 错误； D．只有电场力做功时，发生动能和电势能的相互转化，但总量不变，动能不满足 2 倍关系， 则电势能也不会满足 2 倍关系，故 D 错误； 故选 B。 3.某物体做匀变速直线运动，从某时刻开始，物体的位移与时间的比值（ ）随时间（t）变 化的规律如图所示，下列说法正确的是 A. 物体的初速度为 1m/s B. 物体的初速度为 1.5m/s C. 物体的加速度为 3m/s² D. 物体的加速度为 1.5m/s² 【答案】C 【解析】 【详解】由位移公式 得： AB．由图象知，当 t=0 时， 即初速度 v0=2m/s，选项 AB 错误； CD．当 t=2s 时， 解得： l t 2 0 1 2l v t at= + 0 1 2 l v att = + 02l vt = = 0 1 52 l v att = + =a=3m/s2 故 D 错误，C 正确； 故选 C。 4.如图所示，A、B 两小球从相同高度同时水平抛出，它们在下落高度为 9m 时，在空中相遇. 若两球的抛出速度都变为原来的 3 倍，不计空气阻力，则自抛出到它们在空中相遇时，两球 下落的高度为 A. 6m B. C. 3m D. 1m 【答案】D 【解析】 【详解】两球同时抛出，竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相同，始终在 同一水平面上，根据 x=vAt+vBt 知，x 不变，当两球的抛出速度都变为原来的 3 倍，则两球从 抛出到相遇经过的时间为 ，根据 得： ； A．6m，与结论不相符，选项 A 错误； B．3 m，与结论不相符，选项 B 错误； C．3m，与结论不相符，选项 C 错误； D．1m，与结论相符，选项 D 正确； 故选 D。 5.据天文学家推测，存在这样的平面四星系统，四颗恒星分别位于菱形的四个顶点，绕菱形 的中心点、在菱形所在的平面内做角速度相同的圆周运动，位于对角的两颗恒星质量相等.根 据测量可知菱形的一个顶角为 ,位于该顶角的恒星的质量为 m，位于相邻顶角的恒星的质量 为 m2，则 3 2m 3 t 21 2h gt= 21 ( )2 3 tH g＝ 1m9 hH = ＝ 2 2θ 1 2 m m =A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设菱形的边长为 L，恒星角速度为 ω，则 m1 的半径为 r1=Lcosθ，m2 的半径为 r2=Lsinθ．根据牛顿第二定律和万有引力定律分别对 m1 和 m2 有 把上面的半径代入联立这两个方程可解得 A． ，与结论相符，选项 A 正确； B． ，与结论不相符，选项 B 错误； C． ，与结论不相符，选项 C 错误； D． ，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 A. 6.两个质量分别为 m1=1kg、m2=2kg 物体 A、B 静止在光滑的水平地面上，中间用一轻质弹簧 秤连接，如图所示，现用两个水平拉力 F1=30N、F2=12N，分别作用在物体 A、B 上，系统稳定 后（ ） A. 弹簧秤的示数为 24N 的 ( ) 3 3 3 8sin 1 8cos 1 tan θ θ θ − − ( )3 3 3 8cos 1 tan 8sin 1 θ θ θ − − ( ) 3 3 3 9sin 1 9cos 1 tan θ θ θ − − ( ) 3 3 39cos 1 tan 9sin 1 θ θ θ − − 21 2 1 1 1 12 2 2 2( ) Gm m Gm mcos m rL Lcos θ ωθ+ ＝ 21 2 2 2 2 22 2 2 2( ) Gm m Gm msin m rL Lsin θ ωθ+ ＝ ( ) 3 1 33 2 8sin 1 8cos tan = 1 m m θ θ θ − − ( ) 3 3 3 8sin 1 8cos 1 tan θ θ θ − − ( )3 3 3 8cos 1 tan 8sin 1 θ θ θ − − ( ) 3 3 3 9sin 1 9cos 1 tan θ θ θ − − ( ) 3 3 39cos 1 tan 9sin 1 θ θ θ − −B. 弹簧秤的示数为 18N C. 若突然撤去 F2，则该瞬间 A 的加速度大小为 4m/s2 D. 若突然撤去 F1，则该瞬间 A 的加速度大小为 24m/s2 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．系统稳定后，设系统加速度为 a，系统在水平方向由牛顿第二定律，有 F1-F2=（m1+m2）a 以 A 为研究对象，根据牛顿第二定律，有 F1-T=m1a 联立代入数据，得 T=24N a=6m/s2 故 A 正确，B 错误； C．若突然撤去 F2，以 A 为研究对象，A 受力不变，故该瞬间 A 的加速度大小为 6m/s2，故 C 错 误； D．若突然撤去 F1，以 A 为研究对象，A 水平方向只受弹簧弹力 T 作用，故此时 A 的加速度为 故 D 正确。 故选 AD. 7.如图所示，一理想变压器输入端接一正弦交流电源（电压有效值不变），输出端电路由 R1、 R2、R3 和 R4 四个电阻构成.将该变压器原、副线圈的匝数比由 15：1 改为 30：1 后 A. R1 两端的电压减小到原来的 B. R2 两端的电压减小到原来的 C. R3 两端的电压减小到原来的 2 A 1 24m/sTa m = = 1 4 1 3 1 2D. R4 的热功率减小到原来的 【答案】CD 【解析】 【详解】理想变压器的原副线圈的电压和匝数成正比，将该变压器原、副线圈的匝数比由 15： 1 改为 30：1 后，副线圈的电压减小到原来的 ，输出端的四个电阻的电压都减小到原来的 。 A．R1 两端的电压减小到原来的 ，故 A 错误。 B．R2 两端的电压减小到原来的 ，故 B 错误。 C．R3 两端的电压减小到原来的 ，故 C 正确。 D．根据 知，R4 的电压 U4 减小到原来的 ，其热功率减小到原来的 ，故 D 正确。 故选 CD。 8.如图所示，竖直固定的“ ”形光滑导轨宽为 0.5m，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为 0.1m，磁场的磁感应强度大小均为 1T，其他区域无磁场.质量为 0.1kg 的水平金属杆由静止释 放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为 ，与导轨接触良好，其他 电阻不计，空气阻力不计，重力加速度 g=10m/s2，下列说法正确的是 A. 金属杆刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B. 金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于在磁场Ⅰ、Ⅱ之间的区域运动时间 C. 金属杆穿过两磁场产生的总热量为 0.6J 1 4 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 4 4 4 UP R = 1 2 1 4 0.5ΩD. 金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度一定大于 0.2m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属杆在无场区做匀加速运动，而金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金 属杆刚进入磁场Ⅰ时做减速运动，加速度方向方向竖直向上，故 A 错误。 B．金属杆在磁场Ⅰ运动时，随着速度减小，产生的感应电流减小，受到的安培力减小，合力 减小，加速度减小，所以金属杆在磁场Ⅰ中做加速度减小的减速运动，在两个磁场之间做匀 加速运动，由题知，金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆在磁场Ⅰ中运动的平 均速度小于在两磁场之间运动的平均速度，两个过程位移相等，所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时 间大于在两磁场之间的运动时间，故 B 正确。 C．金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程，由能量守恒定律得： 2mgd=Q 金属杆通过磁场Ⅱ时产生的热量与通过磁场Ⅰ时产生的热量相同，所以总热量为： Q 总=2Q=4mgd=0.4J． 故 C 错误。 D．设金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度为 H 时进入磁场Ⅰ时刚好匀速运动，则有： 又 联立解得： 由于金属杆进入磁场Ⅰ时做减速运动，所以高度 h 一定大于 H，故 D 正确。 故选 BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共 174 分） 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分.第 22～32 题为必考题，每道试题考生都必须作 答.第 33～38 题为选考题，考生根据要求作答. （一）必考题：共 129 分. 9.碰撞系数（e），也称为碰撞恢复系数、恢复因子，其物理定义为两物体碰撞后的相对速度 2 2B L vmg BIL R = = 2v gH= 2 2 4 4 0.2m2 m gRH B L = =与碰撞前的相对速度 的比值，即 .某实验小组为了测碰撞系数， 进行了如下实验，实验装置如图所示.已知小球 1 的质量为 m1，小球 2 的质量为 m2，实验步骤 如下： 步骤 1：将斜槽轨道固定在水平桌面上，在斜槽轨道的右端与水平地面间放置一个斜面，在斜 面上贴放白纸，白纸上贴放复写纸. 步骤 2：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上某点（A 点，图中未标出）由静止滚下，多次实验测 得落在斜面上的平均位置为 P. 步骤 3：把小球 2 放在斜槽轨道的右端 O（斜面顶点），让小球 1 仍然从斜槽上的 A 点由静止 滚下，与小球 2 发生碰撞后，先后落在斜面上. 步骤 4：重复步骤 3 多次，记录下两小球落点的平均位置 M、N. 步骤 5：用刻度尺测得三个落点的平均位置 M、P、N 到斜面顶点 O 的距离分别为 、 、 . （1））对于上述实验操作，下列说法正确的是____________（填正确选项的序号）. A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道的末端必须水平 C.小球 1 的质量应小于小球 2 的质量 （2）若满足表达式 ______________（用题干中出现的字母表示），则说明两小球在碰 撞过程中动量守恒. （3）碰撞系数 e=____________________________. 【答案】 (1). B (2). (3). 【解析】 【详解】（1）[1]．A、实验时只要把小球从斜槽的同一位置由静止滑下即可保证小球做平抛 运动的初速度相等，不需要斜槽轨道光滑，故 A 错误； ( )2 1v v− ( )10 20v v− 2 1 10 20 v ve v v −= − 1l 2l 3l 1 1m l = 1 2 2 3m l m l− 13 2 l l l −B、要保证小球离开轨道时的速度是水平的，斜槽轨道末端必须水平，故 B 正确； C、为了保证入射小球不会被反弹，故必须保证入射球的质量大于被碰球的质量，故 C 错误； （2）[2]．碰撞前，m1 落在图中的 P 点，设其水平初速度为 v1．小球 m1 和 m2 发生碰撞后，m1 的落点在图中 M 点，设其水平初速度为 v1′，m2 的落点是图中的 N 点，设其水平初速度为 v2。 设斜面 BC 与水平面的倾角为 α，由平抛运动规律得： 解得 同理 可见速度正比于 ；所以只要验证： 整理得： ； （3）[3]．根据碰撞系数定义可得： ； 10.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，待测电源为干电池a（电动势 E1 约为 1.5V，内 阻 r1 约为 ）和水果电池 b（电动势 E2 约为 1V，内阻 r2 约为 ），除开关、导线外， 还有下列器材可供选择： A.电压表 V（量程 0～15V，内阻约为 ）； B.电流表 A1（量程 0～0.6A，内阻约为 1Ω）； C.电流表 A2（量程 0～1mA，内阻 r=100Ω）； 2 2 1 2l sin gtα = 2 1l cos v tα = 2 2 1 2 gl cosv sin α α= 2 1 1 2 gl cosv sin α α′ = 2 3 2 2 gl cosv sin α α= l 1 2 1 1 2 3m l m l m l+＝ 1 1 1 2 2 3= -m l m l m l 12 1 0 20 2 3 1 l lv ve v v l −− −＝ ＝ 1Ω 1000Ω 3kΩD.定值电阻 R1（阻值为 1900Ω）； E.滑动变阻器 R2（阻值范围为 0～10Ω）； F.滑动变阻器 R3（阻值范围为 0～1000Ω）. （1）甲同学为了测定一节干电池 a 的电动势和内阻，滑动变阻器应选用__________，还需要 选择的器材有____________.（均填器材前的字母） （2）乙同学另找来一电阻箱 R，结合电流表 A2 用图甲所示电路测量水果电池 b 的电动势 E2 和 内阻 r2.测得多组数据，作出 图象如图乙所示，则水果电池 b 的电动势 E2=___________V、 内阻 r2=___________Ω. 【答案】 (1). E (2). BCD (3). 1 (4). 900 【解析】 【详解】（1）[1][2]．干电池电动势约为 1.5V，电压表量程为 15V，电压表量程太大，不能 用该电压表测电压，可以用内阻已知的电流表 C 与定值定值 D 串联组成电压表测电压，测干 电池电动势与内阻实验中，最大电流较小，约为零点几安培，则应用电流表 B 测电流；为方 便实验操作，滑动变阻器应选 E。 （2）[3][4]．由图乙所示实验电路可知，电源电动势为： E=I2（r+R+RA2） 则有： 由图丙所示图象可知，图象斜率 则电源电动势为： E=1V 图象纵轴截距 2 1 RI − 2 2 1 1 Ar RRI E E += + 2000 1000 10 1 10 0kE −= = = 解得电源内阻为： r=900Ω。 11.如图所示，在光滑水平面上一质量 M=3kg 的平板车以 v0=1.5m/s 的速度向右匀速滑行，某 时刻（开始计时）在平板车左端加一大小 F=8.5N、水平向右的推力，同时将一质量 m=2kg 的 小滑块（可视为质点）无初速度地放在小车的右端，最终小滑块刚好没有从平板车上掉下来. 已知小滑块与平板车间的动摩擦因数 ，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）两者达到相同速度所需的时间 t； （2）平板车的长度 l. 【答案】(1) 3s (2)2.25m 【解析】 【详解】（1）小滑块相对平板车滑动时，设小滑块和平板车的加速度大小分别为 a1、a2，有： 解得： ， 又： 解得： t=3s. （2）两者达到相同速度后，由于 ，可知它们将一起做匀加速直线运动. 从小滑块刚放在平板车上至达到与平板车相同速度的过程中，滑块向右的位移大小为： 平板车向右的位移大小为： 2 1000Ar Rb E += = 0.2µ = 1mg maµ = 2F mg Maµ− = 2 1 2m/sa = 2 2 1.5m/sa = 1 0 2a t v a t= + 2 11.7m/sF am M =