河北衡水中學高三第十次模擬考試理科綜合物理試題（解析版）

河北省衡水中學高三第十次模擬考試理科綜合物理試題二、選擇題：1.11月17日，“中國核潛艇之父”----黃旭華獲評全國道德模范，頒獎典禮上，習總書記為他“讓座”的場景感人肺腑，下列有關核反應說法措施的是A.目前核潛艇是利用重核裂變提供動力B.重核裂變反應前后一定有質量虧損C.式中d=1D.鈾核裂變后的新核比鈾核的比結合能小【答案】D【解析】目前核潛艇是利用重核裂變提供動力，選項A正確；重核裂變要釋放核能，則反應前后一定有質量虧損，選項B正確；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，該核反應中的d=2，選項C錯誤；鈾核不如裂變后生成的新核穩(wěn)定，可知鈾核的比結合能比裂變后生成的新核的比結合能都小，選項D錯誤；此題選項錯誤的選項，故選CD．2.由于萬有引力定律和庫侖定律都滿足平方反比定律，因此引力場和電場之間有許多相似的性質，在處理問題時可以將它們進行類比，例如電場中反應各點電場強度的物理量是電場強度，其定義式為，在引力場中可以用一個類似的物理量來反應各點引力場的強弱，設地球質量為M，半徑為R，地球表面處重力加速度為g，引力常量為G，如果一個質量為m的物體位于距離地心2R處的某點，則下列表達式中能反應該點引力場強弱的是A.B.C.D.【答案】D【解析】類比電場強度定義式該點引力場強弱由萬有引力等于重力得在地球表面：位于距地心2R處的某點：由以上兩式可得：，故D正確。點晴：此題考查從題意中獲取信息的能力，知道引力場強的定義式，進而結合萬有引力定律進行求解。3.如圖所示，每級臺階的高和寬均相等，一小球向左拋出后從臺階上逐級彈下，在每級臺階上彈起的高度相同，落在每級臺階上的位置邊緣的距離也相同，不計空氣阻力，則小球A.與每級臺階都是彈性碰撞B.通過每級臺階的運動時間逐漸縮短C.除碰撞外，水平方向的速度保持不變D.只要速度合適，從下面的某級臺階上向右拋出，它一定能原路返回【答案】C【解析】A項：由圖可知，小球每次與臺階碰撞彈起的高度都比落下時的度度更低，所以每次碰撞都有能量損失，故A錯誤；B項：由小球每次反彈起的高度相同，每級臺階的高度相同，所以通過每級臺階的運動時間相同，故B錯誤；C項：除碰撞外，水平方向做勻速直線運動，故C正確；D項：從下面的某級臺階上向右拋出，在豎直方向小球勻減速直線運動，從上面某級臺階上向左拋出在豎直方向上做勻加速直線運動，所以小球不能原路返回，故D錯誤。4.如圖所示，一端固定在地面上的桿與水平方向夾角為θ，將一質量為M的滑塊套在桿上，滑塊通過輕繩懸掛一質量為m的小球，桿與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為μ，先給滑塊一個沿桿方向的初速度，穩(wěn)定后滑塊和小球一起以共同的加速度沿桿運動，此時繩子與豎直方向的夾角為β，且β>θ，不計空氣阻力，則滑塊的運動情況是A.沿著桿減速下滑B.沿著桿減速上滑C.沿著桿加速下滑D.沿著桿加速上滑【答案】B【解析】把環(huán)和球看做一個整體受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐標系得，若速度方向向下，則沿斜面方向：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a

垂直斜面方向：FN=（m1+m2）gcosθ摩擦力：f=μFN聯(lián)立可解得：a=gsinθ-μgcosθ，對小球有：a=gsinβ所以gsinθ-μgcosθ=gsinβgsinθ-gsinβ=μgcosθ因為θ＜β，所以gsinθ-gsinβ＜0，但μgcosθ＞0所以假設不成立，即速度的方向一定向上由于加速度方向向下，所以物體沿桿減速上滑，故B正確。點晴：環(huán)與小球保持相對靜止，并以相同的加速度a一起下滑，對整體進行受力分析求出加速度，采用隔離法，分析小球的受力，求出加速度，結合θ＜β分析即可判斷。5.將一個半球體置于水平地面上，半球的中央有一個光滑小孔，上端有一光滑的小滑輪，柔軟光滑的輕繩繞過滑輪，兩端分別系有質量為m1、m2的物體（兩物體均可看成質點，m2懸于空中）時，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如圖所示。已知此時m1與半球的球心O的連線與水平線成53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），m1與半球面的動摩擦因數(shù)為0.5，并假設m1所受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力，則在整個裝置處于靜止的前提下，下列說法正確的是A.無論的比值如何，地球對半球體的摩擦力都不為零B.當時，半球體對的摩擦力為零C.當時，半球體對的摩擦力的方向垂直于圖中的虛線向上D.當時，半球體對的摩擦力方向垂直于圖中的虛線向下【答案】B【解析】對半球體m1、m2整體受力分析，只受重力和支持力這一對平衡力，相對地面并無運動趨勢，故不受摩擦力，故A錯誤；若半球體對m1的摩擦力為零，對m1受力分析，如圖

將重力正交分解，根據(jù)共點力平衡條件得到：x方向：T-m1gcos53°=0；y方向：N-m1gsin53°=0

據(jù)題意T=m2g；解得，故B正確；當時，有T=m2g＞mgsin53°，即拉力大于重力的下滑分量，m2有上滑趨勢，摩擦力沿切線向下，故C錯誤；當時，有T=m2g＜mgsin53°，即拉力小于重力的下滑分量，m2有下滑趨勢，摩擦力沿切線向上，故D錯誤；故選B.點睛：隔離法與整體法，不是相互對立的，一般問題的求解中，隨著研究對象的轉化，往往兩種方法交叉運用，相輔相成；所以，兩種方法的取舍，并無絕對的界限，必須具體分析，靈活運用；無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量．6.電荷量為Q1和Q2的兩點電荷分別固定在x軸上的O、C兩點，規(guī)定無窮遠處電勢為零，x軸上各點電勢隨x的變化關系如圖所示，則A.Q1的電荷量小于Q2的電荷量B.G點處電場強度的方向沿x軸負方向C.將一帶負電的試探電荷自G點靜止釋放，僅在電場力作用下一定能到達D點D.將一帶負電的試探電荷從D點移到J點，電場力先做正功后做負功【答案】BD學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...學|科|網(wǎng)...B項：由圖知B點的電勢為零，由于沿著電場線電勢降低，所以在B點邊場強方向沿x軸正方向，在B點右邊場強方向沿x軸負方向，故B正確；C項：由在G點場強方向沿x軸向左，負電荷所受電場力向右，所以負電荷沿x軸向右運，故C錯誤；D項：由圖像可知從D點到J點電勢先升高再降低，負電荷的電勢能先減小后增大，電場力先做正功后做負功，故D正確。7.如圖甲中理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比n1：n2=5：1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關，原線圈接正弦交變電流，輸入電壓U隨時間的變化關系如圖乙所示，現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光，下列說法正確的是A.輸入電壓U的表達式B.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W【答案】CD【解析】試題分析：由乙圖可知原線圈的輸入電壓的周期為T=0.02s，所以，可知其表達式為，故選項A錯誤；由題意可知變壓器原線圈的輸入電壓，由可得副線圈的輸出電壓，將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光，所以小燈泡的額定電壓為4V，只斷開S2時，兩個小燈泡串聯(lián)，所以不能正常發(fā)光，故選項B錯誤；只斷開S2時，副線圈電阻增大，其電流變小，由可知原線圈電流減小，所以輸入功率減小，故選項C正確；若S1換接到2后，電阻R的功率，故選項D正確．考點：交流電的表達式；理想變壓器的規(guī)律．8.如圖所示直角坐標系xoy，P（a，-b）為第四象限內(nèi)的一點，一質量為m、電量為q的負電荷（電荷重力不計）從原點O以初速度沿y軸正方向射入，第一次在整個坐標系內(nèi)如加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，該電荷恰好能通過P點；第二次保持y>0區(qū)域磁場不變，而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場，該電荷仍通過P點。A.勻強磁場的磁感應強度為B.勻強磁場的磁感應強度C.電荷從O運動到P，第二次所用時間一定短些D.電荷通過P點時的速度，第二次與x軸負方向的夾角一定小些【答案】AC【解析】AB、第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，該電荷恰好能通過P點；粒子做勻速圓周運動，由幾何作圖得，解得，由解得勻強磁場的磁感應強度，故A正確，B錯誤；C、第二次保持y>0區(qū)域磁場不變，而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場，該電荷仍通過P點，粒子先做勻速圓周運動，后做類平拋運動，運動時間；第一次粒子做勻速圓周運動，運動時間，弧長大于b，所以，即第二次所用時間一定短些，故C正確；D、電荷通過P點時的速度，第-次與x軸負方向的夾角為，則有；第二次與x軸負方向的夾角，則有，所以有，電荷通過P點時的速度，第二次與x軸負方向的夾角一定大些，故D錯誤；故選AC?！军c睛】第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，該電荷恰好能通過P點；粒子做勻速圓周運動，由幾何作圖求出半徑，由洛倫茲力提供向心力求解，第二次該電荷仍通過P點，粒子先做勻速圓周運動，后做類平拋運動，根據(jù)運動規(guī)律求解。三、非選擇題9.某興趣小組為研究一種蠟燭在水中的浮力，設置了如圖的實驗裝置，透明玻璃管中裝有水，蠟燭用針固定在管的底部。當拔出細針時，蠟燭能夠上浮，為研究蠟燭的運動情況，采用了智能手機的頻攝功能，拍攝頻率為10Hz，在實驗過程中拍攝了100多張照片，取開始不久某張照片編號為0，然后依次編號，并取出編號為10的倍數(shù)照片，使用照片編輯軟件將照片依次排列處理，以照片編號0的位置為起點，測量數(shù)據(jù)，最后建立坐標系描點作圖，縱坐標為位移，橫坐標為照片編號，如圖所示，（1）通過計算機擬合發(fā)現(xiàn)各點連線近似于拋物線，則蠟燭上升的加速度為_________m/s2（保留2位有效數(shù)字）；（2）已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，忽略蠟燭運動受到的粘滯力，若要求蠟燭受到的浮力，還需要測量___________?！敬鸢浮?1).或0.014(2).蠟燭的質量m【解析】(1)由圖可知，，，，，，根據(jù)逐差法可知：，其中，代入數(shù)可得，；(2)根據(jù)牛頓第二定律可知：，所以還要測蠟燭的質量m。10.圖甲所示是大型機械廠里用來稱重的電子吊秤，其中實驗稱重的關鍵元件是拉力傳感器，其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化；再經(jīng)過相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成將物體重量變換為電信號的過程。（1）簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_____________________________。（2）小明找到了一根拉力敏感電阻絲RL；其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”，電路中電源電動勢E約15V，內(nèi)阻約2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻約5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱之間，通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。a．滑環(huán)下不吊重物時，調節(jié)電阻箱，當電流表為某一合適示數(shù)I時，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；c．調節(jié)電阻箱，使__________，讀出此時電阻箱的讀數(shù)R2；設R-F圖像斜率為k，則待測重物的重力G的表達式為G=____________（用以上測得的物理量表示），測得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，則待測重物的重力G=__________N（結果保留三位有效數(shù)字）。（3）針對小明的設計方案，為了提高測量重量的精度，你認為下列措施可行的是____________。A．將毫安表換成量程不變，內(nèi)阻更小的毫安表B．將毫安表換成量程為10μA的微安表C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱D．適當增大A、B接線柱之間的距離【答案】(1).電阻絲受拉力時，長度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律可知其阻值增大(2).電流表的示數(shù)仍為I(3).(4).132(5).CD【解析】(1)電阻絲受拉力時，長度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律知其阻值增大；(2)根據(jù)等效替代法測電阻，調節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I；由其阻值隨拉力變化的圖像可得，由平衡條件得，由等效替代法測電阻得，聯(lián)立解得，可得待測重物的重力；(3)為了提高測量重量的精度，將電阻箱換成精度更高的電阻箱，適當增大A、B接線柱之間的距離，根據(jù)閉合電路歐姆定理得電流只有幾毫安，所以不能將毫安表換成量程為10μA的微安表，或不能將毫安表換成其他量程，故選CD。11.如圖所示，光滑細管ABC，AB內(nèi)有一壓縮的輕質彈簧，上方有一質量m1=0.01kg的小球1；BC是半徑R=1m的四分之一圓弧細管，管口C的切線水平，并與長度L=1m的粗糙直軌道CD平滑連接，小球與CD的滑動摩擦系數(shù)μ=0.3，，現(xiàn)將彈簧插銷K拔出，球1從管口C水平射出，通過軌道CD后與球2發(fā)生彈性正碰，碰后，球2立即水平飛出，落在E點。球1剛返回管口C時恰好對管道無作用力，若球1最后也落在E點，（球1和球2可視為質點，），求：（1）碰后球1的速度、球2的速度；（2）球2的質量；【答案】（1）（2）0.05kg【解析】（1）球1剛返回管口C時恰好對管道無作用力，則以重力作為向心力：球1在CD水平面上所受的摩擦力：球1從D→C過程，根據(jù)動能定理：由以上三式解得：，由于管道光滑，根據(jù)能量守恒，球1以速度v12從管口C出來球1從C→D過程，根據(jù)動能定理：解得：要使球1也落在E點，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知：(2)1、2兩球在D點發(fā)生彈性正碰，由題可知碰后球1的速度向左根據(jù)動量守恒：根據(jù)能量守恒：由以上兩式解得：12.如圖所示，傾角為θ=37°的足夠長平行導軌頂端bc間、底端ad間分別連一電阻，其阻值為R1=R2=2r，兩導軌間距為L=1m，在導軌與兩個電阻構成的回路中有垂直于軌道平面向下的磁場，其磁感應強度為B1=1T，在導軌上橫放一質量m=1kg、電阻為r=1Ω、長度也為L的導體棒ef，導體棒與導軌始終良好接觸，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.在平行導軌的頂端通過導線連接一面積為S=0.5m2，總電阻為r、匝數(shù)N=100的線圈（線圈中軸線沿豎直方向），在線圈內(nèi)加上沿豎直方向，且均勻變化的磁場B2（圖中未畫出），連接線圈電路上的開關K處于斷開狀態(tài)，，不計導軌電阻。求：（1）從靜止釋放導體棒，導體棒能達到的最大速度是多少？（2）導體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運行之后的一段時間內(nèi)，電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.5J，那么導體下滑的距離是多少？（3）現(xiàn)閉合開關K，為使導體棒靜止于傾斜導軌上，那么在線圈中所加磁場的磁感應強度的方向及變化率大小的取值范圍？【答案】（1）（2）5m（3）【解析】⑴對導體棒,由牛頓第二定律有①其中②由①②知,隨著導體棒的速度增大,加速度減小,當加速度減至0時,導體棒的速度達最大，有③⑵導體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運行之后的一段時間內(nèi),由動能定理有④根據(jù)功能關系有⑤根據(jù)并聯(lián)電路特點得⑥由③④⑤⑥聯(lián)立得⑦⑶開關閉合后，導體棒ef受到的安培力⑧干路電流⑨電路的總電阻⑩根據(jù)電路規(guī)律及⑨⑩得?由⑧?聯(lián)立得?當安培力較大時?由??得?當安培力較小時?由??得?故為使導體棒靜止于傾斜導軌上，磁感應強度的變化的取值范圍為：?根據(jù)楞次定律和安培定則知閉合線圈中所加磁場：若方向豎直向上，則均勻減??；若方向豎直向下，則均勻增強。13.下列說法正確的是____________A．物體從外界吸收熱量的同時，物體的內(nèi)能可能在減小B．分子間的引力和斥力，當r<r0時（為引力與斥力大小相等時分子間距離），都隨分子間距離的增大而減小，但斥力比引力變化快C．水黽（min）（一種小型水生昆蟲）能夠停留在水面上而不淪陷水中是由于液體表面張力的緣故D．第二類永動機不可能制成，說明機械能可以全部轉化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉化為機械能E．氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而使氣體的壓強一定增大【答案】ABC【解析】A項：改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，由公式U=Q+W知，若物體對外界做功的同時還吸收了熱量，如果對外做功大于吸收的熱量，物體的內(nèi)能減小，故A正確；B項：當分子間的距離小于r0時，都隨分子間距離的增大而減小，但斥力比引力變化快，分子間相互作用力的合力表現(xiàn)為斥力，故B正確；C項：液體表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力．這個引力即為表面張力，正是因為這種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故C正確；D項：機械能可以全部轉化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化，故D錯誤；E項：一定質量的理想氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，由于不清楚體積的變化，根據(jù)氣體狀態(tài)方程知道氣體的壓強變化無法確定，故D錯誤。14.如圖所示，一大氣缸固定在水平面上，通過活塞封閉有一定質量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦壺忽略不計，活塞的截面積S=50cm2，活塞與水平平臺上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺上有另一物塊B，A的質量m=62.5kg，物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)為μ，兩物塊間距為d=10cm，開始時活塞距缸底L1=10cm，缸內(nèi)氣體壓強p1等于外界大氣壓強p0=1×105Pa，溫度t1=27℃，現(xiàn)對氣缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，氣缸內(nèi)的溫度升為177℃時，物塊A開始移動，并繼續(xù)加熱，保持A緩慢移動，（），求：①物塊A與平臺間的動摩擦因數(shù)μ；②A與B剛接觸時氣缸內(nèi)的溫度?！敬鸢浮竣佗凇窘馕觥?1)由查理定律有解得，解得(2)物塊A開始移動后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時P3=P2=1.5×105Pa;V3=(L1+d)S由蓋—