河北省衡水中學(xué)高三第十七次模擬考試?yán)砭C物理試題（含答案）（解析版）

河北省衡水中學(xué)高三第十七次模擬考試?yán)砭C物理試題二、選擇題：共8小題，每小題6分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分1.用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系，電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則A.通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由d到cB.電壓U增大，光電流I一定增大C.用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)D.光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】A、電流方向與逃逸出來(lái)的電子運(yùn)動(dòng)方向相反，所以通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由c到d，故A錯(cuò)誤；B、光電流的大小與光的強(qiáng)弱有關(guān)，遏止電壓與光的頻率有關(guān)，光電流的大小與光的頻率無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、用同頻率的光照射K極，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hνD、光電管兩端電壓U為零時(shí)，光電效應(yīng)照樣發(fā)生，打出來(lái)的電子沿各個(gè)方向飛去，故D錯(cuò)誤；故選C。2.科學(xué)家預(yù)測(cè)在銀河系里可能有一個(gè)“與地球相似”的行星，這個(gè)行星存在孕育生命的可能性，若質(zhì)量可視為均勻分布的球形“與地球相似”的行星的密度為ρ，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T0，萬(wàn)有引力常量為G，A.該“與地球相似”的行星的同步衛(wèi)星的運(yùn)行速率為2B.該“與地球相似”的行星的同步衛(wèi)星的軌道半徑為ρC.該“與地球相似”的行星表面重力加速度在兩極的大小為4D.該“與地球相似”的行星的衛(wèi)星在星球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為π【答案】C【解析】根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度公式以及行星的同步衛(wèi)星周期T0，知其運(yùn)行速率為v=2πrT0，r是行星的同步衛(wèi)星的軌道半徑，并不是R，A錯(cuò)誤；行星對(duì)其同步衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)同步衛(wèi)星軌道半徑為r，則有GMmr2=m4π2T0【點(diǎn)睛】利用行星兩極物體所受的萬(wàn)有引力等于重力求出重力加速度，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力結(jié)合行星密度可以求出行星的衛(wèi)星在星球表面圓周運(yùn)動(dòng)的速度，行星同步衛(wèi)星的周期等于行星自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得到軌道半徑，行星運(yùn)行速率根據(jù)v=3.如圖所示，B、C兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)細(xì)線懸掛于豎直墻面上的A、D兩點(diǎn)，兩球均保持靜止，已知兩球的重力均為G，細(xì)線AB與豎直墻面之間的夾角為30°，細(xì)線CD與豎直墻面之間的夾角為60°，則A.AB繩中的拉力為3B.CD繩中拉力為2GC.BC繩中拉力為12G，與豎直方向的夾角θD.BC繩中拉力為G，與豎直方向的夾角θ為60°【答案】D【解析】對(duì)兩個(gè)小球構(gòu)成的整體受力分析：根據(jù)平衡條件：x軸FABsin30°=FCDsin60°，y軸FABcos30°+FCDcos4.某質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間（x-t）圖像為一拋物線，這條拋物線關(guān)于t=t0A.該質(zhì)點(diǎn)在0-3t0的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向保持不變B.在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零C.在0-3t0的時(shí)間內(nèi)，速度先減小后增大D.質(zhì)點(diǎn)在0-t0、t0-2t0、2t0-3t0三個(gè)相等時(shí)間段內(nèi)通過(guò)的位移大小之比為1：1：4【答案】C【解析】x-t圖像斜率的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向，由圖可知，圖像的斜率先為負(fù)后為正，故開始時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向與選取的正方向相反，后運(yùn)動(dòng)的方向與選取的正方向相同，斜率的大小表示速度的大小，故速度先減小后增大，A錯(cuò)誤C正確；由于質(zhì)點(diǎn)的位移-時(shí)間（x-t）圖象為一拋物線，對(duì)比x=v0t+12at2可知質(zhì)點(diǎn)的加速度保持不變，所以在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度不為零，但在t0時(shí)刻斜率為零，即速度為零，B錯(cuò)誤；由于質(zhì)點(diǎn)的位移-時(shí)間（x-t）圖象為一拋物線，結(jié)合圖象的特點(diǎn)可得：x=kt?t02，在t=0時(shí)刻x0=kt02，在t=t0時(shí)刻x1=0，在【點(diǎn)睛】位移-時(shí)間圖象表示物體的位置隨時(shí)間的變化，圖象上的任意一點(diǎn)表示該時(shí)刻的位置，圖象的斜率表示該時(shí)刻的速度，斜率的正負(fù)表示速度的方向．5.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r=2Ω，與R=8Ω的電阻串聯(lián)接在線圈上，如圖所示，已知線圈面積為220m2，共100匝，線圈的電阻為2Ω，線圈在B=2πT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OA.電路中電流的最大值為5B.電路中電流的最大值為10C.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為1000WD.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為800【答案】B6.如圖所示，半徑為r的光滑水平轉(zhuǎn)盤到水平地面的高度為H，質(zhì)量為m的小物塊被一個(gè)電子鎖定裝置鎖定在轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤繞過(guò)轉(zhuǎn)盤中心的豎直軸以ω=kt（k>0且是恒量）的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從t=0開始，在不同的時(shí)刻t將小物塊解鎖，小物塊經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后落到地面上，假設(shè)在t時(shí)刻解鎖的物塊落到地面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P，落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為d，則圖中P-t圖像A.B.C.D.【答案】AC【解析】A、時(shí)刻t將小物塊解鎖后物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度為：v0=rω=rkt

物塊落地時(shí)豎直分速度為：vy=2gH

物塊落到地面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為：P=mgvy=mg2gH點(diǎn)睛：小物塊解鎖后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和功率公式得到P與t的關(guān)系式，d2與t2的關(guān)系式，即可選擇圖象。7.如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)中有與電場(chǎng)方向平行的四邊形ABCD，其中M為AD的中點(diǎn)，N為BC的中點(diǎn)，將電荷量為+q的粒子，從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小E1，將該粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小E2A.D點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)的電勢(shì)高B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向必須沿DC方向C.若A、B之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為ED.若將該粒子從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功E【答案】CD【解析】將電荷量為+q的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小E1，則A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)高UAB=E1q；同理D點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)高UDC=E2q；AD兩點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系無(wú)法確定，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不一定沿DC方向，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；若A、B之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度取最小值時(shí)必沿AB方向，此時(shí)Emind=UAB=E1q點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵要知道在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢(shì)等于兩點(diǎn)電勢(shì)的平均值；電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的變化量.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落最快.8.如圖所示，第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電荷量相等的a、b兩粒子，分別從A、B兩點(diǎn)沿x軸正方向同時(shí)射入磁場(chǎng)，兩粒子同時(shí)到達(dá)C點(diǎn)，此時(shí)a粒子速度恰好沿y軸負(fù)方向，粒子間作用力，重力忽略不計(jì)，則a、b粒子A.a帶正電，b帶負(fù)電B.運(yùn)動(dòng)周期之比為2：3C.半徑之比為3D.質(zhì)量之比為2【答案】BC【解析】試題分析：由左手定則可知，a帶負(fù)電，b帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由軌跡圖可知，a運(yùn)動(dòng)的半徑ra=3，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為14周期，而b運(yùn)動(dòng)的半徑滿足(rb?1)2+32=rb2考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】此題是帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；解題的關(guān)鍵是能畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，結(jié)合幾何關(guān)系找到粒子運(yùn)動(dòng)的圓心角和半徑，在根據(jù)周期關(guān)系及半徑關(guān)系求解其他的物理量．三、非選擇題：包括必考題和選考題兩部分9.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B（均可視為質(zhì)點(diǎn)）分別系在一條跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的軟繩兩端，在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C（也可視為質(zhì)點(diǎn)）在距地面為h處有一寬度略大于B的狹縫，鉤碼B能通過(guò)狹縫，在狹縫上放有一個(gè)外徑略大于縫寬的環(huán)形金屬塊D（也可視為質(zhì)點(diǎn)），B與D碰撞后粘在一起，摩擦忽略不計(jì)。開始時(shí)B距離狹縫的高度為h1，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動(dòng)，A、B、C、D的質(zhì)量相等。（B、D碰撞過(guò)程時(shí)間很短，忽略不計(jì)）（1）利用計(jì)時(shí)儀器測(cè)得鉤碼B通過(guò)狹縫后上升h2用時(shí)t1，則鉤碼B碰撞后糨間的速虔為________（用題中字母表示）；（2）若通過(guò)此裝置驗(yàn)證機(jī)槭能守恒定律，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，若碰前系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為________（用題中字母表示）?！敬鸢浮?1).h2t【解析】（1）由于四個(gè)質(zhì)量相等，所以鉤碼B通過(guò)狹縫后做勻速運(yùn)動(dòng)，所以鉤碼B碰撞后瞬間的速度為v2（2）碰撞過(guò)程，依據(jù)動(dòng)量守恒3mv1=410.某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖a所示的歐姆表電路，通過(guò)控制電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“×1”和“×10”兩種倍率，所用器材如下：A．干電池：電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=0.5ΩB．電流表G：滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻Rg=150ΩC．定值電阻R1=1200ΩD．電阻箱R2和R3：最大阻值999.99ΩE．電阻箱R4：最大阻值9999ΩF．電鍵一個(gè)，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干（1）該實(shí)驗(yàn)小組按圖a正確連接好電路．當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2=_______Ω，使電流表達(dá)到滿偏，此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)=_______Ω，歐姆表的倍率是_______（選填“×1”、“×10”）．（2）閉合電鍵S：第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2=_______Ω且R3=_______Ω時(shí)，將紅、黑表筆短接，電流表再次滿偏；第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4，調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的歐姆表的刻度值為_______Ω．【答案】(1).149.5(2).1500(3).×10(4).14.5(5).150(6).【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可知：

歐姆表的內(nèi)阻為：R丙=EI＝1.50.001=1500Ω，

則R2=R丙-R1-Rg-r=1500-1200-150-1=149Ω，

中值電阻應(yīng)為1500Ω，根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知，表盤上只有兩種檔位，若為×1，則中性電阻太大，不符合實(shí)際，故歐姆表倍率應(yīng)為“×10”．

（2）為了得到“×1”倍率，應(yīng)讓滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為150Ω；

電流為：I1故R2=15-1=14Ω；

圖示電流為0.60mA；

則總電阻為：R總故待測(cè)電阻為：R測(cè)=2500-1500=1000Ω；

故對(duì)應(yīng)的刻度應(yīng)為100．點(diǎn)睛：本題考查多用電表的原理，要注意明確多用電表的基本原理為閉合電路歐姆定律，同時(shí)注意串并聯(lián)電路的規(guī)律的正確應(yīng)用。11.如圖所示，一豎直光滑絕緣的管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的絕緣彈簧，其下端固定于地面，上端與一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球相連，整個(gè)空間存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，，小球A靜止時(shí)彈簧恰為原長(zhǎng)。另一質(zhì)量也為m的不帶電的絕緣小球B從距A為x0的P點(diǎn)由靜止開始下落，與A發(fā)生碰撞后一起向下運(yùn)動(dòng)（全過(guò)程中小球A的電量不發(fā)生變化，重力加速度為g）。（1）若x0已知，試求B與A碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能；（2）若x0未知，且B與A在最高點(diǎn)恰未分離，試求A、B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量；（3）在滿足第（2）問(wèn)的情況下，試求A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度?！敬鸢浮浚?）12mgx【解析】解：(1)設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，在碰撞前A靜止時(shí)有qE=mg①解得：E=在與A碰撞前B的速度為v0，由機(jī)械能守恒定律得mgv0B與A碰撞后共同速度為v1，由動(dòng)量守恒定律得mv0=2mv1③v1B與A碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能△E為ΔE(2)A，B在最高點(diǎn)恰不分離，此時(shí)A，B加速度相等，且它們間的彈力為零，設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x1，則對(duì)B：mg=ma⑤對(duì)A：mg+kx1-qE=ma⑥所以彈簧的伸長(zhǎng)量為x1(3)A，B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合外力為零時(shí)，具有最大速度vm，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x2，則2mg-(qE+kx2)=0⑦x2由于x1=x2，說(shuō)明A，B在最高點(diǎn)處與合外力為零處彈簧的彈性勢(shì)能相等，對(duì)此過(guò)程由能量守恒定律得(解得：vm12.如圖（a）超級(jí)高鐵（Hyperloop）是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具，它具有超高速、低能耗、無(wú)噪聲、零污染的特點(diǎn)。如圖（b），已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，兩導(dǎo)軌間距為3r；運(yùn)輸車的質(zhì)量為m，橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著間距為D、與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體棒1和2，每根導(dǎo)體棒的電阻為R，每段長(zhǎng)度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R．其他電阻忽略不計(jì)，重力加速度為（1）如圖（c），當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°時(shí)，運(yùn)輸車恰好能無(wú)動(dòng)力地勻速下滑。求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不考慮摩擦及空氣阻力。①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時(shí)，在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源，此時(shí)導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直導(dǎo)軌平向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖（d）。求剛接通電源時(shí)運(yùn)輸車的加速度的大??；（電源內(nèi)阻不計(jì)，不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象）②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí)，管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為D的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向相反。求運(yùn)輸車以速度v0從如圖（e）通過(guò)距離D后的速度v?！敬鸢浮浚?）36（2）a.43【解析】（1）分析運(yùn)輸車的受力，將運(yùn)輸車的重力分解，如圖a，軌道對(duì)運(yùn)輸車的支持力為N1、N2，如圖b.由幾何關(guān)系N1=又f1=運(yùn)輸車勻速運(yùn)動(dòng)mgsinθ=f1+f2解得：μ=（2）①運(yùn)輸車到站時(shí)，電路圖如圖（c），R總=11R又I1=導(dǎo)體棒所受的安培力：F1=運(yùn)輸車的加速度a=解得a=②運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí)，電路如圖d，當(dāng)車速為v時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律：E1=由閉合電路的歐姆定律I導(dǎo)體棒所受的安培力：F1=運(yùn)輸車所受的合力：F=選取一小段時(shí)間?t，運(yùn)輸車速度的變化量為?v，由動(dòng)量定律：-B即-兩邊求和：-3解得v四、選考題13.關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是______________（選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分，沒(méi)選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0）A．在10r0（r0為分子間作用力為零的間距，其值為10-10m，）距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力B．分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢(shì)能一定是零C．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間的距離越大，分子勢(shì)能越小D．分子間距離越大，分子間的斥力越小E．兩個(gè)分子間的距離變大的過(guò)程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢【答案】ADE【解析】分子間同時(shí)存在引力和斥力，在平衡距離以內(nèi)表現(xiàn)為斥力，在平衡距離以外表現(xiàn)為引力，在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力，A正確；設(shè)分子平衡距離為r0，分子距離為r。當(dāng)r>r0，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離越大，分子勢(shì)能越大；當(dāng)r<r014.如圖所示，導(dǎo)熱的圓柱形氣缸固定在水平桌面上，橫截面積為S，質(zhì)量為m1的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體），活塞與氣缸間無(wú)摩擦且不漏氣．總質(zhì)量為m2的砝碼盤（含砝碼）通過(guò)左側(cè)豎直的細(xì)繩與活塞相連．當(dāng)環(huán)境溫度為T時(shí)，活塞離缸底的高度為h．求：（1）當(dāng)活塞離缸底的高度為14（2）保持（1）中的環(huán)境溫度不變，在砝碼盤中添加質(zhì)量為△m的砝碼時(shí)，活塞返回到高度為2h【答案】(1)14T【解析】（1）由題可知，初始時(shí)溫度為T1=T變化后溫度為T2，體積為V2=hS（2）設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，初始時(shí)體積V活塞受力平衡m1變化后體積V3末態(tài)活塞受力平衡m1根據(jù)玻意耳定律可得p2V2【點(diǎn)睛】此類問(wèn)題關(guān)鍵是挖掘氣體做何種變化，選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律求解即可，其中活塞類問(wèn)題，往往對(duì)活塞受力分析利用平衡求解氣體壓強(qiáng)．15.如圖所示，一簡(jiǎn)諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實(shí)線a為t=0時(shí)刻的波形圖線，虛線b為t=Δt時(shí)刻的波形圖線，已知該簡(jiǎn)諧橫波波源振動(dòng)的頻率為f=2.5Hz