【物理】河北省邯郸市2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

【物理】河北省邯郸市2020届高三下学期第二次模拟考试试题（解析版）

河北省邯郸市2020届高三下学期 第二次模拟考试 一、选择题 ‎1.中学实验室使用的电流表是磁电式电流表，内部结构示意图如图所示，其最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，两磁极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与圆柱间有磁场区。当电流通过线圈时，线圈左右两边导线受到安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。下列说法正确的是（　　）‎ A. 为了使电流表表盘的刻度均匀，极靴与圆柱间的磁场为匀强磁场 B. 线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行 C. 将线圈绕在闭合的铝框上，可使指针摆动加快 D. 在运输时用导线将电流表的两个接线柱连在一起，可减小线圈中因晃动而产生的感应电流 ‎【答案】B ‎【详解】A．磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变,故A错误；‎ B．由图看出，蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀辐射分布，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，故B正确；‎ C．将线圈绕在闭合的铝框上，电流变化快慢不变，故C错误；‎ D．在运输时用导线将电流表的两个接线柱连在一起，电流表短路，产生的感应电流，故D错误。故选B。‎ ‎2.大量研究发现，太阳的巨大辐射能量来自于轻核聚变，事实上在宇宙中的许多恒星内部时刻在激烈地进行着聚变反应。目前在实验室中能观察到的一种典型的核聚变反应是，对这个反应的认识，下列说法正确的是（　　）‎ A. 这个反应必须在高温下才能进行，是一种化学反应 B. 一个和一个的质量和一定小于一个和一个的质量和 C. 反应中释放17.6MeV的能量是以内能形式出现的 D. 的比结合能要大于的比结合能 ‎【答案】D ‎【详解】A．这个反应必须在高温下才能进行，它是一种核反应，不是化学反应，故A错误；‎ B．这是一个放能反应，存在质量亏损，故一个和一个质量和一定大于一个和一个的质量和，故B错误；‎ C．反应中释放17.6MeV能量是以核能的形式出现的，故C错误；‎ D．核聚变反应是放能反应，生成物比反应物稳定，故的比结合能要大于的比结合能，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.万有引力定律的发现，为人类探索太空提供了重要的理论基础，使人类认识宇宙和开发太空成为可能。如图所示的三颗不同轨道上的卫星a、b、c，其绕地球的运动都看作是圆周运动，其中卫星a轨道平面与赤道面重合，卫星b轨道平面通过两个极点，卫星c可以通过北京上空，卫星a和c轨道半径相同，卫星b轨道半径大于a和c的半径，以下关于三颗卫星的说法中正确的是（　　）‎ A. 卫星a和c的动能相同 ‎ B. 卫星b的运动周期最大 C. 卫星b的运行速度最大 ‎ D. 卫星c的运动轨道平面可以不通过地心 ‎【答案】B ‎【详解】A．卫星绕地球做圆周运动过程中满足 可得 可知卫星a和c的速度大小相同，但质量不知，无法确定动能大小关系，故A错误；‎ BC．卫星b的轨道半径最大、周期最大、运行速度最小，故B正确、C错误；‎ D．卫星运行过程中万有引力提供向心力，方向指向地心，所以卫星的轨道平面一定通过地心，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.甲、乙两个物体在同一条直线上运动，运动的位移—时间图像如图所示，其中甲的图像为顶点位于x轴上的抛物线，乙的图像为过原点的直线。根据图像，以下对两物体运动的分析正确的是（　　）‎ A. 两物体相遇时速度大小相等 B. 两物体相遇时的位置坐标为 C. t0时刻甲的速度大小为乙的2倍 D. 两物体的平均速度相等 ‎【答案】C ‎【详解】A．图像的斜率表示物体运动的速度，则由图可知，两物体相遇时，甲的速度大小大于乙的速度大小，故A错误；‎ B．由图可知，两物体相遇时的位置坐标大于，故B错误；‎ C．甲的图像为一条抛物线，故甲做匀加速直线运动，从0-t0时间内，有 则 乙的图像为一条直线，则乙做匀速直线运动，则 解得 则t0时刻甲的速度大小为乙的2倍，故C正确；‎ D．两物体的平均速度大小均为 但两物体的平均速度方向相反，故两物体的平均速度不相等，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态，将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到AC边水平，则在转动过程中（　　）‎ A. 当BC边与AC边所受压力大小相等时，AB处于水平状态 B. 球对AC边的压力一直增大 C. 球对BC边压力一直减小 D. BC边所受压力不可能大于球的重力 ‎【答案】A ‎【详解】对正三角形内部的小球受力分析，如图所示 由几何关系可知，随着角度θ从0°到120°增大过程中，角α与角θ之和保持不变，且α + θ = 120°，所以角β也保持不变，β = 60°，由平衡条件和正弦定理得 所以球对AC边的压力 球对BC边的压力 A．当BC边与AC边所受压力大小相等时，即，则θ = 60°，此时AB处于水平状态，故A正确；‎ BC．角度θ从0°到120°增大过程中，和都是先增大后减小，所以球对AC边的压力和球对BC边的压力都是先增大后减小，BC错误；‎ D．当0 < θ < 60°时，，即BC边所受压力有可能大于球的重力，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎6.如图在x轴的坐标原点及x=d的位置分别固定一个点电荷，位于原点的点电荷带负电，电荷量为q，位于x=d处电荷的电荷量为Q，以无穷远为零电势点，两电荷在x轴上产生的电场中，x=-d处的S点场强为0。以下说法正确的是（　　）‎ A. Q带正电，两电荷量的大小满足Q=2q B. x轴上x=-d处的电势为0‎ C. x轴的负半轴上，x=-d处的电势最高 D. x轴上除x=-d处以外其他点场强不可能为零 ‎【答案】CD ‎【详解】AD．x=-d处的S点场强为0，位于原点的点电荷带负电，在S点产生的场强水平向右，则位于x=d处电荷Q应带正电荷，且满足 化简得 而在x轴上除x=-d处以外其他点场强无法满足上述关系，所以场强不可能为零。‎ 选项A错误，D正确；‎ BC．在x<-d处电荷Q产生的场强大，电场线水平向左，od之间的场强向右。沿着电场线方向电势降低，而无穷远为零电势点，所以x轴的负半轴上，x=-d处的电势最高，不为零，选项B错误，C正确。‎ 故选CD。‎ ‎7.交流电压表和交流电流表有一定的量度范围，它们的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压和过大的电流，但通过电压互感器或电流互感器就可以测量高压或测量很大的电流了。如图所示为接在某个高压线路上的电压互感器和电流互感器，图中P、Q为电压表或电流表，为了安全，互感器的铁壳和副线圈应该接地。假定用户的用电功率不变，互感器可视为理想变压器，以下对互感器的工作原理及使用的说法正确的是（　　）‎ A. P是电流表，Q是电压表 B. 若P对应互感器原线圈匝数增加，则表P示数增大 C. 若P对应互感器副线圈匝数增加，则表P示数增大 D. 若Q对应互感器原线圈匝数增加，则表Q示数减小 ‎【答案】ABD ‎【详解】A．电流互感器应串联在电路中使用，电压互感器接在两条输电线上，故A正确；‎ BCD．输送电功率一定时，线路上的电流和电压均不变，根据理想变压器工作原理 n1I1=n2I2‎ 可知C错误，BD正确。‎ 故选ABD。‎ ‎8.今年的新冠病毒疫情严重影响了全世界人民的正常生产和生活，防疫物资急需调往疫情严重的地区，为提高生产及转运效率，在工厂、车站、码头、机场中经常用传送带来对物资进行传远，可大幅提高工作效率。图甲所示是某机场在将防疫物资装上飞机时采用的传送带装置，可简化为如图乙所示模型，传送带在电动机的带动下以速度v0逆时针匀速转动，传送带与水平方向夹角为，物资箱由静止放上传送带A端后，被传送到最高点B时恰好与传送带共速，若箱子质量为m，AB两点高度差为h，忽略箱子的体积，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）‎ A. 传送过程中传送带对箱子做的功为 B. 由于传送箱子，电动机多消耗的电能为 C. 若只增大传送带的转速、传送过程中箱子最终获得的动能将增加 D. 若换一条动摩擦因数大一些的新传送带，传送的时间会减小 ‎【答案】BD ‎【详解】A．对箱子应用动能定理得 可知 故A错误；‎ B．由于传送过程中传送带对物块做功满足 摩擦力对传送带做的功为 所以 所以多消耗电能为，故B正确；‎ C．只增大传送带的转速，不影响箱子的受力，传送带对箱子做的功与原来相同，箱子增加的动能和原来也相同，故C错误；‎ D．若换动摩擦因数大的传送带，根据 v0=at 可知箱子加速时间变短，整个过程的平均速度增大，因此传送所需时间会减小，故D正确。‎ 故选BD。‎ 二、实验题 ‎9.某学习小组用如图所示装置来研究碰撞中的动量守恒，其实验步骤如下：‎ ‎①将斜槽固定在桌面上，调节轨道的末端水平；‎ ‎②在一个平木板表面上依次铺上白纸和复写纸，用图钉固定，然后将该木板竖直贴紧槽口放置，让小球a从斜槽轨道上某一位置由静止开始滚下，撞到木板，在白纸上留下砸痕O；‎ ‎③将木板向右平移适当距离，使小球a从同一位置由静止释放，撞到木板，在白纸上留下砸痕；‎ ‎④把另一个半径相同、质量较小的小球b放在斜槽轨道出口处，让小球a仍从原位置由静止开始滚下，与b球相碰后，两球撞在木板上，在白纸上留下两个砸痕；‎ 根据以上操作回答下列问题：‎ ‎（1）图中在木板白纸上留下的三个砸痕P、M、N中哪一个是被碰小球b撞击留下的：___________（填“P点”“M点”或“N点”）。‎ ‎（2）本实验除了测量三个砸痕与O的距离OP、OM、ON以外，还需测量的物理量（并写出相应的符号）是_________________________________________________________。‎ ‎（3）若用（2）中所测得的物理量来表示两球碰撞过程动量守恒，其表达式为_____________。‎ ‎【答案】 (1). P点 (2). 小球a质量ma、小球b的质量mb (3) ‎ ‎【详解】（1）[1]被碰小球b从槽口飞出的速度最大，则小球b从槽口飞出到撞击木板所用时间最短，由平抛运动规律可知，小球b竖直方向的位移最小，所以砸痕P是被碰小球b撞击留下的。‎ ‎（2）[2]设小球a单独滚下经过斜槽轨道末端的速度为va，两球碰撞后a、b的速度分别为vaʹ和vbʹ，若两球碰撞动量守恒，则 设槽口到木板的距离为x，根据平抛运动规律得 ‎，‎ 解得 则有 ‎，，‎ 联立可得，若两球碰撞动量守恒，应满足的表达式为 所以本实验还需测量的物理量是小球a的质量ma和小球b的质量mb。‎ ‎（3）[3]由（2）的分析可知，两球碰撞过程动量守恒的表达式为 ‎10.某同学欲将一量程为Ig ‎=0.5mA的电流表G改装成量程为3V的电压表，首先用图甲所示电路对其内阻进行测量。测量方法是：先断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使得G的示数为Ig；保证R1的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱R2，使得G的示数为，则此时电阻箱R2的示数便为电流表内阻的测量值。实验室备有以下器材：‎ 待测电流表G（量程0.5mA、内阻约几百欧）；‎ 滑动变阻器A（最大阻值6000Ω）；‎ 滑动变阻器B（最大阻值3000Ω）；‎ 电阻箱（最大阻值9999Ω）；‎ 电源E1（电动势为1.5V，内阻很小）；‎ 电源E2（电动势为3V，内阻很小）；‎ 开关、导线若干。‎ ‎(1)为了达到较好的测量效果，电源应选用_________（填“E‎1”‎或“E‎2”‎），滑动变阻器应选用________（填“A”或“B”）。‎ ‎(2)在测量时电阻箱的示数如图乙所示，则将电流表G改装成量程为3V的电压表需_________（填“串联”或“并联”）一个阻值为_____________Ω的电阻。‎ ‎(3)该同学通过认真分析发现该实验从理论上讲存在系统误差，故需要对改装后的电压表进行校准，校准过程中应将改装表的电阻调___________（填“大”或“小”）一些。‎ ‎【答案】(1). E2 A (2). 串联 5522 (3). 小 ‎【详解】（1）[1] [2]采用半偏法测量电流表G，理想状态下实验中开关S2断开与闭合对电路的电流没有影响，为了实现这一目的，滑动变阻器的阻值越大越好，故滑动变阻器应选用A。在选用滑动变阻器A的前提下，电源电动势约为 故电源应该选E2。‎ ‎（2）[3] [4]‎ 根据 满偏电压很小，扩大量程必须串联电阻分压。根据改装后的量程可知 可知 故需串联阻值为5522的电阻。‎ ‎（3）[5] 开关 闭合后，电路总电阻减小，总电流大于，表头电流为 ，变阻箱的电流大于，故变阻箱的阻值小于表头的阻值，故校准过程中应将改装表的电阻调小。‎ 三、解答题 ‎11.如图所示，半径为R=‎2.5m的半圆形光滑轨道竖直固定在水平面上，底部与水平面相切于O点，质量为m的小滑块A静止在水平面上的M点，另一质量为‎3m的小滑块B在水平面上向左运动，以v0=‎10m/s的速度在M点与A发生弹性碰撞，碰撞后滑块A恰好经过半圆形轨道的最高点，飞出后又恰好击中停在水平面上的滑块B，已知滑块B与水平面间的动摩擦因数，重力加速度g取‎10m/s2，空气阻力不计，两滑块均可视为质点，求：‎ ‎(1)碰撞后两滑块的速度；‎ ‎(2)滑块A与水平面间的动摩擦因数（结果保留2位小数）。‎ ‎【答案】(1)，；(2)0.67‎ ‎【详解】(1)A与B碰撞过程中弹性碰撞，动量守恒，机械能守恒，则有 ‎，‎ 联立代入数据解得 ‎，‎ ‎(2)滑块A在最高点时，有 之后平抛运动，则 ‎，‎ 对于滑块B，碰后到停止，有 则滑块A在水平面上走过的位移为 对滑块A，从碰后到运动至最高点，有 联立以上式子解得 ‎12.如图所示，平面直角坐标系第二象限内有一直线边界OS，OS与y轴的夹角为30°，在OS与y轴之间存在垂直平面的匀强磁场，第一象限和第二象限的其他区域内有与OS平行，方向指向x轴的匀强电场，强场大小为E；一带负电的粒子，质量为m、电荷量为q，由x轴上的M点静止释放后通过y轴上的N点（图中未画出）进入磁场，OM间距离为L，之后垂直OS进入第二象限的电场，粒子重力忽略不计，求：（结果可保留根号）‎ ‎(1)磁场的方向和磁感应强度的大小；‎ ‎(2)若改变粒子的释放位置，使粒子仍从N点进入磁场，并能够穿过OS，则释放点满足什么条件；‎ ‎(3)由M点释放的粒子在第二象限能否通过x轴，若能，求通过x轴的位置，若不能，求与x轴的最近距离。‎ ‎【答案】(1)方向垂直纸面向外，；(2)位于MN连线上，；(3)不能，最近距离为 ‎【详解】(1)粒子带负电，从M点静止释放后沿电场线向上匀加速运动，进入磁场后又垂直OS进入第二象限的电场，可知粒子进入磁场后向下偏转，如图：‎ 则磁场方向应垂直纸面向外。‎ 由几何关系可知粒子在磁场中的偏转半径 粒子在电场中加速有 联立解得 ‎(2) 使粒子仍从N点进入磁场，并能够穿过OS，则应满足 粒子释放点应位于MN连线上，距离M点为d，则有 解得 ‎ (3)由M点释放粒子进入磁场又垂直OS进入第二象限的电场后向上做类平抛运动，因此不能通过x轴。将速度与力进行分解，如图 设竖直方向速度为0时的位移为y，则竖直方向上有 所以与x轴的最近距离为 联立解得最近距离为 四、选考题 ‎13.以下说法中正确的是（　　）‎ A. 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 B. 如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力表现为引力 C. 附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，液体与固体之间表现为浸润 D. 液晶具有液体的流动性，所有物质都具有液晶态 E. 空气中水蒸气的压强越大，相对湿度就越大 ‎【答案】ABC ‎【详解】A．晶体在一定条件下可转化为非晶体，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体，A正确；‎ B．液体表面层分子比内部稀疏，相互间表现为引力，B正确；‎ C．附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，分子间表现为斥力，使液体表面扩张，液体与固体之间表现为浸润，C正确；‎ D．液晶具有液体的流动性，但不是所有物质都具有液晶态，D错误；‎ E．空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压比值越大，相对湿度越大，但不一定是水蒸气的压强大，E错误。‎ 故选ABC。‎ ‎14.如图所示，两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置，质量分别为m和‎2m的两个活塞A、B由长度为‎2L的轻杆相连，两活塞的横截面积分别为S和2S，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞B距离较细汽缸底端为L，整个装置处于静止状态。此时大气压强为，汽缸周围温度为‎127℃‎。现在活塞A上部缓慢倒入细沙，直到活塞A恰好位于较细气缸底部。‎ ‎(1)求加入细沙的质量；‎ ‎(2)保持细沙质量不变，再缓慢降低气体温度，使活塞回到原来位置，内能减少了，求此时封闭气体的温度及此过程中气体放出的热量。‎ ‎【答案】(1)；(2)T2=‎27℃‎，‎ ‎【详解】(1)设初始状态封闭气体的压强为，由平衡条件可得 解得 设活塞A到达气缸底部时封闭气体的压强为p2、加入细沙的质量为m0，由平衡条件得 根据玻意耳定律得 联立解得 ‎(2)降低温度过程中气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得 解得 T2=‎‎27℃‎ 体积恢复过程中外界对气体做的功 由热力学第一定律得 可得 ‎15.如图所示的一束复色光斜射入平行玻璃砖，进入玻璃砖后分解成了两束单色光a、b，已知两束光的折射角均小于45°，以下对两束光的说法中正确的是（　　）‎ A. 增大光的入射角i，单色光b可能会在下界面发生全反射 B. 单色光a在玻璃砖中的传播速度较大 C. 单色光b通过玻璃砖的时间较长 D. 两束光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹更宽一些 E. 两束光从空气进入玻璃砖后频率均变小 ‎【答案】BCD ‎【详解】‎ A．因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，根据光路可逆性可知，增大光的入射角i，单色光b不会在下界面发生全反射，A错误；‎ B．单色光比单色光的偏折小，所以单色光b的折射率大于单色光的折射率，根据 单色光在玻璃砖中的传播速度较大，B正确；‎ C．设玻璃砖的厚度为，进入玻璃砖光线的折射角为，则在玻璃砖运行的路程 根据 因为，入射角相同，单色光比单色光的折射角大，所以，单色光通过玻璃砖的时间较长，C正确；‎ D．因为单色光比单色光的偏折小，所以单色光比单色光的频率小，单色光比单色光的波长大，根据 则两束光通过同一个双缝干涉装置，光的干涉条纹更宽一些，D正确；‎ E．因为频率和介质无关，单色光和单色光两束光从空气进入玻璃砖，频率都不变，E错误。‎ 故选BCD。‎ ‎16.某波源由平衡位置开始振动，引起的一列简谐波沿x轴传播，波源振动一段时间后开始计时，如图甲所示为t=5s时的波形图，已知沿波的传播方向上依次有两个质点P、Q，并且两质点平衡位置间的距离小于‎30m，图乙为两个质点的振动图像，其中质点P的平衡位置坐标为x=‎9m。求：‎ ‎(1)波的传播方向及波速的大小；‎ ‎(2)波由P传到Q的过程中质点P比质点Q多走路程的可能值（取）。‎ ‎【答案】(1)沿x轴正方向传播，‎1m/s；(2)‎6.5cm，‎26.5cm，‎46.5cm，‎‎66.5cm ‎【详解】(1)5s时质点P位于平衡位置，所以图乙中实线为P的振动图线，虚线为Q的振动图线，5s时质点P位于平衡位置向上振动，故波沿x轴正方向传播。由图像可知，振动周期为8s，波长为‎8m，则波速为 ‎(2)由题意可知，Q在P右侧，即波由P传到Q，由P、Q两质点的振动图像可知，P比Q多振动 Q到P的距离为 由于 则 k=0，1，2，3‎ 设振幅为A，四分之一周期P的路程为A，再八分之一周期P的路程为，所以P比Q多走的路程为 当k=0时 s=‎‎6.5cm 当k=1时 s=‎‎26.5cm 当k=2时 s=‎‎46.5cm 当k=3时s=‎‎66.5cm 所以波由P传到Q的过程中质点P比质点Q多走路程的可能值为：‎6.5cm，‎26.5cm，‎46.5cm，‎66.5cm。‎