河南省天一大联考2024-2025学年高二下学期阶段性测试（四）（B）物理试题（解析版）

这是一份河南省天一大联考2024-2025学年高二下学期阶段性测试（四）（B）物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了3s等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、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、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 香烟中含有的钋210具有放射性。衰变成的方程为，则（ ）
A. X是中子
B. X是正电子
C. 比的比结合能小
D. 与质量相同
【答案】C
【解析】AB．衰变方程为，根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，X是电子，故AB错误；
C．比结合能越大，原子核更稳定；衰变后的比衰变前的更稳定，所以比的比结合能小，故C正确；
D．衰变过程释放能量，存在质量亏损，所以的质量大于的质量，故D错误。
故选C。
2. 春种一粒粟，秋收万颗子。春耕播种时，质量相同的两颗种子a和b以相同的速率从O点抛出，a斜向上运动，b做平抛运动，轨迹如图所示。不计空气阻力，从抛出到落至水平地面，它们（ ）
A. 落地时动量相同B. 落地时动能不同
C. 动量的变化量相同D. 动量的变化率相同
【答案】D
【解析】AB．质量相同的二个种子从同一高度以相同速率抛出，在运动过程中都只受重力，由动能定理可知，二个种子运动过程中动能的变化量相同，落地时速度大小相等，但方向不同，而动量是矢量，因此二个种子落地时动量不相同，二个种子落地时动能相同，故AB错误；
C．二个种子运动的时间不同，由竖直方向的分运动可知
运动过程中重力的冲量
由动量定理可知，动量的变化量不相同，故C错误；
D．根据动量定理可得
则动量的变化率
故二个种子动量的变化率相同，故D正确。
故选D。
3. 随着网络购物的发展，快递业也有了迅猛发展，如图所示为某快递公司分拣邮件的一个情景∶邮件随着水平传送带1以速度从B点滑到以速度运行的水平传送带2上。已知，邮件落到传送带2瞬间水平分速度不变，竖直分速度变为零，邮件到达D点前已经与传送带2共速，不计空气阻力。邮件在CD段运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 因为邮件相对于地面是运动的，所以邮件一直受滑动摩擦力
B. 共速前，传送带2受到邮件的摩擦力方向水平向右
C. 当邮件受到摩擦力作用时，邮件不一定受到弹力作用
D. 当邮件与传送带相对静止时，邮件受到静摩擦力
【答案】B
【解析】AD．开始邮件与水平传送带发生相对滑动，邮件受到滑动摩擦力作用，当邮件与水平传送带相对静止时，邮件受到的摩擦力为0，故AD错误；
C．当邮件受到摩擦力作用时，邮件一定受到弹力作用，故C错误；
B．当邮件受到摩擦力作用时，邮件速度大于传送带速度，邮件相对传送带向右运动，邮件受到的滑动摩擦力向左，由牛顿第三定律知，传送带2受到摩擦力方向一定向右，故B正确。
4. 2025年为国际量子科学与技术年（IYQ）。两种不同尺寸的量子点分别发出蓝光和黄光，用它们分别照射同一光电管，产生的光电流与电压的关系如图中a和b所示。、、电子电荷量e及普朗克常量h均为已知量，则（ ）
A. a对应的是蓝光
B. 蓝光的饱和电流比黄光大
C. 黄光照射时光电子的最大初动能为
D. 蓝光和黄光的频率差为
【答案】D
【解析】A．根据图示可知，遏止电压
根据
可知
由于蓝光的频率大于黄光的频率，可知，a对应的是黄光，故A错误；
B．结合上述可知，a对应的是黄光，b对应的是蓝光，根据图示可知，蓝光的饱和电流比黄光小，故B错误；
C．结合上述，a对应的是黄光，则黄光照射时光电子的最大初动能为，故C错误；
D．结合上述有，
解得，故D正确。
故选D。
5. 氢原子在可见光区的四条谱线依次为、、、，波长满足巴耳末公式，n=3、4、5、6，其中时对应的谱线为。用和以相同的入射角从同一点斜射入同一块平行玻璃砖，下列图中的出射光线可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】BD．根据折射率的定义有
由于玻璃砖的折射率大于1，则有
根据几何关系可知，折射光线均位于入射光线延长线的左侧，故BD错误；
AC．根据巴耳末公式可知，四条谱线、、、的波长依次减小，波长越小，折射率越大，即四条谱线、、、的波长依次增大，根据折射定律可知，当空气中的入射角相同时，四条谱线、、、进入玻璃砖时的折射角依次减小，即用和以相同的入射角从同一点斜射入同一块平行玻璃砖，对应的折射角大于对应的折射角，根据几何关系可知，最终的出射光线位于最终的出射光线的右侧，故A正确，C错误。
故选A。
6. 如图所示，竖直放置的平行板M、N带等量的异种电荷，一个可视为质点的带电小球用绝缘细线悬挂于两板间的O点，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ。保持两板的带电量不变，下列判断正确的是（ ）
A. 将M板稍向右平移一些，θ变大
B. 将M板稍向左平移一些，θ变大
C. 将M板稍向上平移一些，θ变大
D. 将M板稍向下平移一些，θ变小
【答案】C
【解析】AB．根据，，
解得
由于两平行板带电量一定，因此将M板稍向右、稍向左移一些，板间的电场强度大小不变，因此小球受到的电场力不变，θ不变，故AB错误；
CD．将M板稍向上移、向下移一些，两板的正对面积减小，结合上述有
可知，两板间的电场强度增大，小球受到的电场力增大，θ变大，故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图是某装置利用磁场聚集带电粒子的简化示意图。在x轴上方有垂直xOy平面、半径为a的圆形区域匀强磁场，磁感应强度大小为B。沿直线运动的质子束沿x轴正方向从M点射入磁场，从O点沿y轴负方向离开磁场。平行运动的氘核束沿x轴正方向从N点（图中未画出）射入磁场，从O点沿与x轴负方向成60°角离开磁场，不计粒子重力和相互作用，则（ ）
A. 磁场方向垂直xOy平面向里
B. N点坐标
C. 质子和氘核在磁场中运动的时间比为
D. 质子和氘核的德布罗意波长比为
【答案】C
【解析】A．质子带正电，根据其运动轨迹,用左手定则判断，磁场方向垂直平面向外，故A不符合题意；
B．根据题意作出氘核的运动轨迹，如图所示：
通过几何关系可知，半径为，设N点坐标为（），故，，故N点坐标为，故B不符合题意；
C．由题可知，质子的比荷与氘核的比荷之比为，根据周期公式可得，周期比为,设圆心角为，质子运动的轨迹圆心角，氘核运动的轨迹的圆心角，则运动时间为，故时间比，故C符合题意；
D．由可得，动量为，因为质子和氘核的电荷数相同，轨迹半径相同，故动量相同，由德布罗意波长可得，质子和氘核的德布罗意波长比为1:1，故D不符合题意。
故选C。
二、多项选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 羊角球是一种受欢迎的儿童户外游戏，球内气体可视为理想气体。如图所示，一小孩坐在羊角球上缓慢向下把球坐扁的过程中，球内气体温度始终保持不变且无漏气，则气体（ ）
A. 对外界做正功B. 压强增大
C. 内能增大D. 向外界放热
【答案】BD
【解析】C．球内气体温度始终保持不变，则气体内能不变，故C错误；
A．小孩坐在羊角球上缓慢向下把球坐扁的过程中，气体体积减小，外界对气体做正功，即气体对外界做负功，故A错误；
B．结合上述可知，气体温度不变，体积减小，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，故B正确；
D．结合上述可知，气体内能不变，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故D正确。
故选BD。
9. 位于坐标原点O处的振源从时刻开始带动细绳上各点上下做简谐运动，时，波刚好传播到质点Q，绳上形成的波形如图所示。处的质点P坐标为，则（ ）
A. 波的周期为0.3s
B. 时刻，振源沿y轴正方向运动
C. 波的传播速度大小为2m/s
D. 从该时刻开始再经过0.15s，Q沿y轴正方向运动
【答案】ACD
【解析】A．由波形图可知，波的周期为，故A正确；
B．波向右传播到质点Q，由同侧法可判断此时质点Q沿y轴负方向运动，故振源起振方向也沿y轴负方向，故B错误；
C．处的质点P坐标为，由波动规律
可得波长
波的传播速度大小为
故C正确；
D．从该时刻开始再经过0.15s，即经过半个周期，Q回到平衡位置沿y轴正方向运动，故D正确。
故选 ACD。
10. 如图所示，一刚性导线Oab由直线段Oa和圆心为、半径为l的圆弧ab组成，Oa长为l且垂直于。间距为l的平行导轨MN和PQ与水平面成θ角，M和O点用硬导线相连，另一与Oa垂直的水平导轨与PQ在P点连接。导线Oab和导轨分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。Oab在纸面内绕O点由图示位置开始以角速度ω逆时针转动，水平放置在导轨上的导体棒ef在导线Oab脱离水平轨道前始终静止。在Oab转动过程中，ef棒在所受安培力最大和最小时均恰好能静止。已知ef棒接入导轨的电阻值为R且垂直导轨，不计其他电阻，各部分始终接触良好，重力加速度为g，则（ ）
A. Oab逆时针转动，f点电势较e点低
B. ef棒所受安培力的最大值为
C. ef棒的质量为
D. ef棒与导轨间的动摩擦因数为
【答案】BC
【解析】A．导线Oab在纸面内绕O点以角速度ω逆时针转动时，由右手定则知f点电势比e点高，故A错误；
B．初始位置时，感应电动势最小，依据法拉第电磁感应定律得
b即将滑离导轨时，Oab切割磁感线的有效线段Ob最长，感应电动势最大，连接ab和Ob，由几何知识知
依据法拉第电磁感应定律得
回路感应电流的最大值
ef棒所受安培力的最大值
故B正确；
CD．设ef棒与导轨间的动摩擦因数为，ef平衡，其所受安培力最小时，有
其所受安培力最大时，有
由以上两式得
故C正确，D错误。
三、非选择题∶本题共5小题，共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）小红将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，在浅盘里盛上水后，下列所进行的操作和过程，合理的顺序是______（用字母符号表示）。
A. 油膜展开稳定
B. 在盛水的浅盘里撒爽身粉
C. 用注射器向水面滴油酸酒精溶液
D. 描绘油膜轮廓
（2）已知实验所配制的油酸酒精溶液的浓度为0.1%（体积比），用注射器测得1mL该溶液有57滴。把一滴该溶液滴入盛水的浅盘里，油膜稳定后面积，则估算出油酸分子的直径为______m（保留2位有效数字）。
（3）实验时，小红往水面上撒的爽身粉较多且不均匀，导致测得的油酸分子直径______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）BCAD （2） （3）偏大
【解析】（1）实验中，在将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，在浅盘里盛上水后，应先在盛水的浅盘里撒爽身粉，再用注射器向水面滴油酸酒精溶液，待油膜展开稳定后，描绘油膜轮廓，可知，合理的顺序是BCAD。
（2）一滴溶液中纯油酸的体积
油酸分子的直径

解得
（3）实验中，往水面上撒的爽身粉较多且不均匀，油膜没有形成单分子油膜层，使得油膜面积偏小，结合上述可知，会导致测得的油酸分子直径偏大。
12. 小明想利用热敏电阻的特性，为种植大棚花椰菜（生长适宜温度为20℃~25℃）的菜农设计一个简易温度报警器。所选器材有热敏电阻、直流电源E（电动势为3V，内阻不计）、定值电阻R1=1kΩ、R2=3kΩ和R3=5kΩ发光二极管LED、三极管（当b、e间电压达到2V，三极管被导通）、导线等元件。
（1）如图1，小明先用多用电表预判热敏电阻的阻值随温度变化的趋势。选择“×100”欧姆挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准_______。再将红、黑表笔分别与温控室中的热敏电阻两端接触，将温控室温度由20℃逐渐升高到60℃，指针由图1中a逐渐向右偏转到b。位置b热敏电阻的阻值为_______Ω，由此可判断热敏电阻的阻值随温度的升高而_______（填“增大”或“减小”）。
（2）通过进一步实验，小明得到该热敏电阻的阻值随温度变化的关系曲线如图2所示，并依此曲线，设计了图3所示的温度报警器，当大棚内温度降低至20℃时，三极管导通，二极管发光报警，提醒菜农。
①在方框B中将发光二极管正确连入电路_______。
②方框A中的定值电阻为_______（填“R1”“R2”或“R3”）。
【答案】（1）欧姆挡的零刻度 1500 减小 （2） R2
【解析】（1）[1]欧姆调零时，选择“×100”欧姆挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度。[2]位置b热敏电阻的阻值为。[3]将温控室温度由20℃逐渐升高到60℃，指针由题图1中a逐渐向右偏转到b，其阻值不断减小，由此可判断热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（2）[1]为使二极管能正常发光报警，电流应从二极管正极流入，如答图所示。
[2]当大棚内温度降低至20℃时，由题图2可知此时热敏电阻的阻值为6kΩ，同时三极管导通，则b、e间电压达到2V，因直流电源的电动势为3V，故方框A中的定值电阻的阻值为3kΩ，即R2。
13. 一充气报警装置的原理如图所示。内壁光滑、底部有充气口的导热汽缸竖直放置，体积为。面积的轻质薄活塞与汽缸底部用轻细弹簧相连。活塞上方密封一定质量的理想气体。初始时，汽缸底部与外界相通，活塞静止时，上方密封气体的压强，体积，弹簧被压缩5cm。从充气口向汽缸内缓慢充气，弹簧恢复到原长时，活塞恰好触碰到固定在汽缸壁中点的报警器。若每次均充入压强、温度均与外界大气相同、体积为的空气（视为理想气体），不计活塞、弹簧和报警器体积，大气压强，环境温度始终不变。求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）弹簧恢复到原长时，汽缸下部空气的压强和充气的次数n。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设弹簧压缩时，弹力为F。初始时，汽缸底部与外界相通，对静止活塞，依据平衡有
因为
综合以上两式并代人数据，解得
（2）充气前，活塞下方空气体积为，压强为，充气后气体体积为，压强设为，依据玻意耳定律有
充气n次后，弹簧恢复原长，活塞位于汽缸中点位置触碰报警器。依据平衡可知此时密封气体的压强也为，对密封气体，依据玻意耳定律有
综合以上两式，解得
14. 如图为某摩托玩具，其轨道由内外两层轨道平滑相连组成。内层是圆轨道，半径为；外层由两个四分之一圆轨道、一个半圆轨道和两个竖直轨道构成，其中圆弧部分轨道半径均为，竖直轨道长度均为。质量为、可视为质点的玩具摩托从水平轨道点以某一初速度无动力冲人轨道，先后经过外轨道最高点点、内轨道最高点点、水平轨道点。已知摩托恰好能通过点，重力加速度为，忽略轨道摩擦及空气阻力，求∶
（1）摩托在点对轨道压力的大小；
（2）摩托在竖直轨道运动的总时间。
【答案】（1）4mg （2）
【解析】（1）因摩托恰好能到达B点，仅重力提供向心力，由牛顿第二定律
选C点为势能零点，由机械能守恒定律
在C点由牛顿第二定律
联立求得，摩托在C点受到的弹力为
由牛顿第三定律得摩托在C点对轨道压力大小
（2）设摩托在竖直轨道最高处的速度大小为，由机械能守恒定律
解得
设摩托在竖直轨道最低处的速度大小，由机械能守恒定律
解得
摩托在竖直轨道上做匀变速直线运动，上升阶段时
由对称性可知，摩托在竖直轨道下降阶段时间
摩托在竖直轨道运动的总时间
15. 如图所示，一游戏装置的轨道由固定在绝缘水平台上、间距的两足够长光滑平行金属直导轨EF、GH及两条竖直固定、半径的光滑圆弧轨道相切而成，切点E与G的连线垂直导轨，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。质量分别为和的金属棒a和b垂直导轨放置在EG的右侧，接入导轨之间的电阻分别为、。质量不导电的绝缘棒c跨放在圆弧轨道的最高点。游戏时，调节a和b间的距离，让c棒从静止释放，c与a发生弹性碰撞后，若a和b在整个运动过程中恰好不接触，视为游戏成功。某次游戏时，选手将a和b间距调为，游戏成功。导轨电阻不计，运动过程中a和b与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g取。求：
（1）c与a碰撞后瞬间，c与a的速度大小和；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）b从静止开始运动到b的加速度大小为的过程中，金属棒a中产生的热量Q。
【答案】（1）0， （2）2T （3）
【解析】（1）令碰撞前绝缘棒c的速度为，根据动能定理有
解得
c与a发生弹性碰撞，则有，
解得，
（2）结合上述可知，c与a发生弹性碰撞后，绝缘棒c停止运动，a棒向右运动，对a和b构成的系统进行分析，当速度相等时，a恰好追上b，根据动量守恒定律有
解得
对金属棒b进行分析，根据动量定理有
根据电流的定义式有
令上述过程a和b的位移分别为、，则有
上述过程感应电动势的平均值
感应电流的平均值，解得B=2T
（3）令b的加速度大小为时，a和b的速度分别为、，对a和b构成的系统，根据动量守恒定律有
此时，对金属棒b进行分析，根据牛顿第二定律有
其中的感应电流
解得，
根据能量守恒定律，系统产生的总热量
此过程，金属棒a中产生的热量
解得