2019届河北省衡水中学高三物理高考模拟试题八（解析版）

2019届河北省衡水中学高三物理高考模拟试题八（解析版）

一、选择题：第14～17题只有一选项符合题目要求，第18～21 题有多项符合题目要求。

1.放在光滑水平面上的物块1、2用轻质弹簧秤相连，如图所示，现对物块1、2分别施加方向相反的水平力F1、F2，且F1>F2，则弹簧秤的示数（ ）

A. 一定等于F1+ F2

B. 一定等于F1—F2

C. 一定大于F2小于F1

D. 条件不足，无法确定

【答案】C

【解析】

两个物体一起向左做匀加速直线运动，对两个物体整体运用牛顿第二定律:F1-F2=（M+m）a 
再对物体1受力分析，运用牛顿第二定律，得到:F1-F=Ma       
由两式解得；由于F1大于F2，故F一定大于F2小于F1,故选C.

点睛：本题关键是首先要认识到该题中的两个物体受力后不能在光滑的水平面上静止，而是一起做匀加速直线运动．能否意识到这一点，与平时的对题目进行受力分析的习惯有关，要注意对大小的题目进行受力分析.

2.如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（   ）

A. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为ab>ac>aa

B. a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为ωa=ωc>ωb

C. a、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为va=vb>vc

D. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta>Tc>Tb

【答案】A

【解析】

地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度．根据 得b的向心加速度大于c的向心加速度．由可知 ωb>ωc, 故A正确，B错误．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，c的线速度大于a的线速度．根据 得b的线速度大于c的线速度，故C错误；卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据 得c的周期大于b的周期，故D错误；故选A．

点睛：地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=rω，a=rω2比较线速度的大小和向心加速度的大小，根据万有引力提供向心力比较b、c的线速度、角速度、周期和向心加速度大小．

3.用长度为L的铁丝绕成一个高度为H的等螺距螺旋线圈，将它竖直地固定于水平桌面．穿在铁丝上的一珠子可沿此螺旋线圈无摩擦地下滑．这个小珠子从螺旋线圈最高点无初速滑到桌面经历的时间为（  ）

A.     B.     C.     D. L

【答案】D

【解析】

【详解】将螺旋线圈分割成很多小段，每一段近似为一个斜面，由于螺旋线圈等螺距，每一小段的斜面倾角相同，设为，据几何关系，有。物体做加速度大小不变的加速运动，据牛顿第二定律，有，解得：。由于物体与初速度和加速度大小相同的匀加速直线运动的时间相同，则，解得：。故D项正确，ABC三项错误。

【点睛】本题关键是运用微元法将螺旋线圈分割成很多倾角相同的斜面，然后据牛顿第二定律和运动学公式等效求解。

4.在下列四个核反应方程中，x表示中子的是（     ）

A.     B.

C.     D.

【答案】D

【解析】

【详解】A：据电荷数和质量数守恒，可得，即A项中x表示。

B：据电荷数和质量数守恒，可得，即B项中x表示。

C：据电荷数和质量数守恒，可得，即C项中x表示。

D：据电荷数和质量数守恒，可得，即D项中x表示。

综上，四个核反应方程中，x表示中子的是D。

5.如图所示为两光滑金属导轨MNQ和GHP，其中MN和GH部分为竖直的半圆形导轨，NQ和HP部分为水平平行导轨，整个装置置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。有两个长均为、质量均为、电阻均为R的导体棒垂直导轨放置且始终与导轨接触良好，其中导体棒ab在半圆形导轨上，导体棒cd在水平导轨上，当恒力F作用在导体棒cd上使其做匀速运动时，导体棒ab恰好静止，且距离半圆形导轨底部的高度为半圆形导轨半径的一半，已知导轨间距离为，重力加速度为，导轨电阻不计，则（     ）

A. 每根导轨对导体棒ab的支持力大小为

B. 导体棒cd两端的电压大小为

C. 作用在导体棒cd上的恒力F的大小为

D. 恒力F的功率为

【答案】CD

【解析】

【详解】A：对导体棒ab受力分析如图，据平衡条件和几何知识，有、；由于导体棒ab处于两根导轨上，每根导轨对导体棒ab的支持力大小为。故A项错误。

B：据安培力公式，可得：；导体棒cd两端的电压。故B项错误。

C：导体棒cd做匀速运动，金属导轨光滑，所以；两导体棒中电流大小相等，导体棒长度相同，所在处磁场一样，则；作用在导体棒cd上的恒力。故C项正确。

D：据闭合电路欧姆定律可得，导体棒cd产生的感应电动势；据法拉第电磁感应定律，恒力F的功率；解得：。故D项正确。

【点睛】导体棒cd相当于电源，导体棒ab相当于电阻，导体棒cd两端的电压是电源的路端电压。

6.如图所示，匀强电场场强大小为E，方向与水平方向夹角为θ（θ≠45°），场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好水平．现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点，小球电荷量不变，则在此过程中

A. 外力所做的功为mgLcotθ

B. 带电小球的电势能增加qEL（sinθ+cosθ）

C. 带电小球的电势能增加2mgLcotθ

D. 外力所做的共为mgLtanθ

【答案】AB

【解析】

试题分析：小球在水平位置静止，由共点力的平衡可知，F电sinθ=mg，则； 小球从最初始位置移到最低点时，电场力所做的功W电=-EqL（cosθ+sinθ），因电场力做负功，故电势能增加，故B正确，C错误；由动能定理可知，W外+W电+WG=0； W外=-（W电+WG）=EqL（cosθ+sinθ）-mgL=mgLcotθ；故A正确，D错误；故选AB。

考点：动能定理；电场力的功

7.一辆汽车做直线运动，t1s末关闭发动机，t2s末静止，其v-t图如图。图中α<β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P，汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力作功分别为W1和W2、平均功率分别为P1、P2，则(    )

A. W= W1+ W2

B. W1> W2

C. P= P1

D. P1= P2

【答案】ABD

【解析】

【详解】由动能定理可知W-W1-W2=0，故W=W1+W2；故A正确；由图可知，加速过程的位移要大于减速过程的位移，因摩擦力不变，故加速时摩擦力所做的功大于减速时摩擦力所做的功，即W1＞W2，故B正确；由功能关系可知W=Pt1=P1t1+P2t2  而P1=P2；故P≠P1；故C错误；因加速和减速运动中，平均速度相等，故由P=FV可知，摩擦力的功率相等，故P1=P2；故D正确；故选ABD.

8.如图所示，在I、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，AD、AC边界的夹角∠DAC=30°，边界AC与边界MN平行，Ⅱ区域宽度为d。质量为m、电荷量为+q的粒子可在边界AD上的不同点射入,入射速度垂直AD且垂直磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，则（    ）

A. 粒子在磁场中的运动半径为

B. 粒子距A点0.5d处射入，不会进入Ⅱ区

C. 粒子距A点1.5d处射入，在I区内运动的时间为

D. 能够进入Ⅱ区域的粒子，在Ⅱ区域内运动的最短时间为

【答案】CD

【解析】

【详解】A：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有，其中；解得：。故A项错误。

B：画出恰好不进入Ⅱ区的临界轨迹如图：

由几何关系有：；则从距A点0.5d处射入，会进入Ⅱ区。故B项错误。

C：据B项分析知，粒子距A点1.5d处射入，在I区内运动的轨迹为半圆，则运动的时间。故C项正确。

D：从A点进入的粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹最短（弦长最短），时间最短，轨迹如图：

由几何关系得，轨迹对应的圆心角为60°，则时间。故D项正确。

【点睛】本题是常见的带电粒子在磁场中运动的问题，据临界情况画出轨迹，运用几何关系和牛顿第二定律等知识进行求解。

9.如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:

①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做____运动。

②连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量为0.2kg。请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格里_____________ 、_____________ (结果保留至小数点后第四位)。

分析上述数据可知:_______________________。

【答案】    (1). 匀速直线    (2). 0.1115    (3). 0.1105    (4). 在实验误差允许的范围内，物体合外力做功等于物体动能的变化。力做功和动能变化的关系

【解析】

【详解】①若平衡阻力的目的已达到，小车做匀速直线运动；根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动，从而确认阻力是否已被平衡。

②小车所受拉力为0.2N，O到F间距离为55.75cm，则：

O到F间小车所受合外力做的功

时间间隔为0.1s的相邻计数点，

打F点时小车的瞬时速度

打F点时小车的动能

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内，物体合外力做功等于物体动能的变化。

10.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等。

（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1” 欧姆档测量，示数如图（a）所示，读数______Ω，据此应选择图中的_______（选填“b”或“c”）电路进行实验。

（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐___填 “增大”“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。

（3）图（d）是根据实验数据做出的U—I图线，由图可判断元件_____（填“X”或“Y”）是非线性元件。

（4）该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图（e）所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00V，断开S2，电压表读数为1.00V，结合图（d）可算出E＝______V，r= _____Ω。（结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表）

【答案】    (1). （1）10    (2). b    (3). （2）增大    (4). （3）Y    (5). （4）3.2    (6). 0.50

【解析】

（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为10Ω．元件X的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择图b所示实验电路．
（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大；
（3）由图象可知，X电阻不变化；而Y所示电阻随电压的变化而变化，则可判断元件Y是非线性元件；
（4）根据U-I图线得出元件X的电阻 ；
闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V，
根据闭合电路欧姆定律列出等式

解得：E=3.2V．r=0.50Ω
点睛：解答本题应知道串联电路中电阻、电流和电压的关系，会正确使用滑动变阻器，会根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化．同时解题的关键在于能掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别，电流表内外接的区别，以及会通过图线求解电源的电动势和内阻.

11.如图所示，ABCD为边长为的正方形，O为正方形中心，正方形区域左、右两对称部分中分别存在方向垂直ABCD平面向里和向外的匀强磁场。一个质量为、电荷量为q的带正电粒子从B点处以速度v垂直磁场方向射入左侧磁场区域，速度方向与BC边夹角为，粒子恰好经过O点，已知，粒子重力不计。

（1）求左侧磁场的磁感应强度大小；

（2）若粒子从CD边射出，求右侧磁场的磁感应强度大小的取值范围。

【答案】（1）；（2）

【解析】

试题分析：（1）粒子从B点射入左侧磁场，运动轨迹如图1所示，为等边三角形，由几何关系可得轨迹半径，粒子在左侧磁场中运动，有，得。

（2）当右侧磁场磁感应强度大小时，粒子从D点射出，运动轨迹如图2所示，这是粒子从CD边射出的最小磁感应强度，当磁感应强度增大时，粒子在右侧磁场中运动的轨迹半径减小，当运动轨迹与CD边相切时，磁感应强度最大，轨迹如图3所示：

由几何关系可知：

得：

粒子在右侧磁场中运动，有：，得：

若粒子从CD边射出，右侧磁场感应强度大小的范围为：。

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动

【名师点睛】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚粒子运动过程，应用牛顿第二定律与几何知识即可正确解题，该题正确画出右边部分向右移动后，粒子运动的轨迹是解题的关键。

12.如图所示，水平地面上的一辆小车在水平向右的拉力作用下，以速率向右做匀速直线运动，车内底面上紧靠左端面处有一光滑的小球，车的质量是小球质量的2倍，小球到车右端面的距离为L，车所受路面的摩擦阻力大小等于车对水平面压力的0.3倍．某时刻撤去水平拉力，经一段时间小球与车的右端面相撞，小球与车碰撞时间极短且碰撞后不再分离，已知重力加速度．撤去拉力后，求：

（1）小车运动时的加速度大小；

（2）再经多长时间小球与车右端面相撞；

（3）小车向右运动的总路程．

【答案】（1）球与车相撞前车的加速度为4．5m/s2球与车相撞后车的加速度为3m/s2

（2）小球与车相撞时车还未停下， 小球与车相撞时车已停下

（3）小球与车相撞时车还未停下，小车向右运动的总路程为

小球与车相撞时车已停下，小车向右运动的总路程为

【解析】

试题分析：（1）设小球的质量为，则车的质量为，车所受路面阻力．

车与球相撞前，车在水平方向只受地面的摩擦力， 根据牛顿第二定律：

则车的加速度大小。 车与球相撞后，

车与球作为一个整体， 由牛顿第二定律

则车的加速度大小（3分）（只求出一种情况给2分）

（2）分两种情况讨论：      （6分）（只求出一种情况给3分）

①若小球与车相撞时车还未停下，设相撞经历时间为，则车的位移：

小球的位移：车与球位移的关系：

由以上各式解得：

②若小球与车相撞时车已停下，设相撞经历时间为，则车的位移：

小球的位移：又车与球位移的关系：

由以上各式解得：

（3）分两种情况讨论：      （6分）（只求出一种情况给3分）

①若小球与车相撞时车还未停下，则相撞前车的位移为：

相撞时车的速度为：

相撞后共同速度为，根据动量守恒定律得：带入数据解得：

相撞后共同滑行位移：

小车向右运动的总路程：

②若小球与车相撞时车已停下，则相撞前车的位移为：

相撞后共同速度为，根据动量守恒定律得：带入数据解得：

车相撞后位移：

小车向右运动的总路程：

考点：牛顿第二定律、相对运动、动量守恒

【名师点睛】本题是相对运动问题中比较复杂的一个题，要充分考虑到球在与车碰前做匀速直线运动，那么要注意到：球与车碰时分为两种情况：小球与车相撞时车未停下，小球与车相撞时车已停下，再结合牛顿运动定律、运动学公式、位移间的关系，进而求出车的加速度、运动时间、运动的总路程。

13.下列说法正确是__________

A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果

B．物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大

C．一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量

D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

E．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

【答案】ACD

【解析】

【详解】A：气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果，故A项正确。

B：物体温度升高，组成物体的分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都变大，也有少量分子速率可能减小。故B项错误。

C：一定质量的理想气体等压膨胀过程中，体积增大，温度升高；体积增大，对外做功，；温度升高，内能增加，；据可得，，即气体一定从外界吸收热量。故C项正确。

D：自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D项正确。

E：饱和汽压与分子密度有关，与温度也有关。故E项错误。

14.有一个导热性能良好的圆柱形容器，顶部由一活塞密封，容器内盛有一定量的水，通过一根细管（体积可忽略）与外界相通，如图所示。当温度为t℃时，细管中水面与容器中水面相平，被封闭空气柱的高度为H，此时水面距细管顶端出口处高度差为h。已知大气压强为P0，水的密度为ρ，重力加速度为g。

（1）若用力压活塞，使它缓慢向下移动，整个过程中保持温度不变，要使水从细管顶端流出，活塞移动距离Δh至少多大？

（2）若保持活塞在初位置不动，让温度缓慢升高，要使水从细管顶端流出，则温度至少要升高到多少摄氏度？

【答案】（1）（2）（℃）

【解析】

试题分析：

解：（1）圆柱形容器内部横截面积为S，容器内被封闭气体

初态：；；

末态：；；

气体作等温变化，由玻意耳定律，有

即

得

（2）设温度至少升高到t’℃，气体作等容变化，由查理定律，得

得（℃）

考点：理想气体的状态方程．

点评：考察理想气体状态方程和热力学第一定律，分析好状态参量列式计算即可．