2014年河北省衡水中学高三内部测试物理试卷-掌门1对1

2014 年河北省衡水中学高三内部测试物理试卷年河北省衡水中学高三内部测试物理试卷 掌门掌门 1 对对 1 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一 选择题 一 选择题 1 3 分 物理关系式不仅反映了物理量之间的关系 也确定了单位间的关系 如关系式 U IR 既反映了电压 电流和电阻之间的关系 也确定了 V 伏 与 A 安 和 欧 的 乘积等效 现有物理量单位 m 米 s 秒 N 牛 J 焦 W 瓦 C 库 F 法 A 安 欧 和 T 特 由它们组合成的单位都与电压单位 V 伏 等效的 是 A 和B 和 T m2 s C 和 C T m sD 和 T A m 考点 电磁感应 答案 B 解析 由电场力做功的公式 W qU 知 U 所以单位 J C 与电压单位 V 等效 由 F qE 知 E 可知 N C 是与电场强度的单位等效的 由 U 可知 C F 是和电压单位 V 等效的 由 E 可知 T m2 s 是和电压单位 V 等效的 由 P UI 可的 U 所以 W A 是和电压单位 V 等效的 由 F qvB 知 C T m s 是力的单位 是与 N 等效的 由 P I2R 可得 I 所以是和电流的单位等效的 由 F BIL 可知 T A m 是 和力的单位牛顿等效的 根据以上分析可知 都与电压单位 V 伏 等效的是 B 故选 B 对于物理中的公式一定要 牢固的掌握住 根据公式就可以判断物理量的单位与哪些单位等效 2 3 分 如图是某缓冲装置 劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连 直杆可在固定的 槽内移动 与槽间的滑动摩擦力恒为 f 直杆质量不可忽略 一质量为 m 的小车以速度 0 撞击弹簧 最终以速度 弹回 直杆足够长 且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力 不计小车与地面的摩擦 则 A 小车被弹回时速度 一定小于 0 B 直杆在槽内移动的距离等于 C 直杆在槽内向右运动时 小车与直杆始终保持相对静止 D 弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力 考点 机械能 答案 BD 解析 A 小车在向右运动的过程中 弹簧的形变量若始终小于 x 时 直杆和槽间无 相对运动 小车被弹回时速度 一定等于 0 若形变量等于 x 时 杆和槽间出现相对运 动 克服摩擦力做功 小车的动能减小 所以小车被弹回时速度 一定小于 0 A 错误 B 整个过程应用动能定理 fs EK 直杆在槽内移动的距离 s B 正确 C 直杆在槽内向右运动时 开始小车速度比杆的大 所以不可能与直杆始终保持相对静止 C 错误 D 当弹力等于最大静摩擦力时杆即开始 运动 此时车的速度大于杆的速度 弹簧进一步被压缩 弹簧的弹力大于最大静摩擦力 D 正确 故选 BD 正缓冲装置是一种实用装置 在生产和生活中有着广泛的应用 本题 就是根据某种缓冲装置改编的一道物理试题 试题设计新颖 物理思想深刻 正确解答这 道试题 要求考生具有扎实的高中物理基础以及很强的分析和解决问题的能力 3 3 分 某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示 图中虚线表示电场线 实线 表示等势面 A B C 为电场中的三个点 下列说法错误的是 A A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B A 点的电势高于 B 点的电势 C 将负电荷从 A 点移到 B 点 电场力做正功 D 将正电荷从 A 点移到 C 点 电场力做功为零 考点 电场 答案 C 解析 A 由电场线越密的地方 电场强度越大 则有 EB EA 故 A 正确 B 沿着电 场线 电势逐渐降低 A 点处于电场线的靠前的位置故 故 B 正确 C 由于沿着电场线 电势逐渐降低 故 A B 因此将负电荷从 A 移动到 B 电场力做负功 故 C 错误 D 由于从 A 和 C 处于同一条等势线上 故从 A 到 C 过程的电场力不做功 故 D 正 确 该题是选择说法错误的 故选 C 本题关键是根据电场线及其与等势面的关系判断出 电势高低 电场力大小和电势差的大小关系 同时知道等差等势面越密的地方 电场线也 越密 当然也可以由电场力做功的正负来确定电势能的增减 4 3 分 如图所示 空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场 各处的磁感应强度大小均 为 B 圆台母线与竖直方向的夹角为 一个质量为 m 半径为 r 的匀质金属环位于圆台 底部 环中维持恒定的电流 I 不变 然后圆环由静止向上运动 经过时间 t 后撤去该恒定 电流并保持圆环闭合 圆环全程上升的最大高度为 H 已知重力加速度为 g 磁场的范围 足够大 在圆环向上运动的过程中 下列说法正确的是 A 在时间 t 内安培力对圆环做功为 mgH B 圆环先做匀加速运动后做匀减速运动 C 圆环运动的最大速度为 gt D 圆环先有扩张后有收缩的趋势 考点 电场 答案 C 解析 环中通以恒定电流 I 后 圆环所受安培力为 BI2 r 则在竖直方向的分力为 2 rBIcos A C 由牛顿第二定律 可得 BI2 rcos mg ma 则圆环向上的加速度为 a 则竖直方向上 在电流未撤去时 圆环将做匀加速直线运动 经过时间 t 速度会达到最大值 由 v at 得 故 C 项正确 在时间 t 内 上升的高度 则安培力对圆环做功为 W Fh 故 A 错误 B 电流撤 去后 由于惯性 圆环继续向上运动 在磁场中切割磁感线而做变减速运动 故 B 项错误 D 圆环通电流时 电流方向为顺时针 安培力分量指向圆心 有收缩的趋势 撤去电流 后 切割产生的感应电流为逆时针 则安培力分量背离圆心 则有扩张的趋势 故 D 项错 误 故选 C 该题考查磁场中力做功与牛顿第二定律 电磁感应等的综合问题 要理清其 中能量转化的方向 5 3 分 电动机的内电阻 r 2 与 R 8 的电阻串连接在线圈上 如图所示 已知线圈 面积为m2 共 100 匝 线圈的电阻为 2 线圈在 B T 的匀强磁场中绕 OO 以转速 n 600r min 匀速转动 在合上开关 S 后电动机正常工作时 电压表的示数为 100V 则下列 说法正确的是 A 电路中电流的最大值为 5A B 电路中电流的最大值为 10A C 电动机正常工作时的输出功率为 1000W D 电动机正常工作时的输出功率为 800W 考点 交变电流和变压器 传感器 答案 B 解析 A B 线圈转动时的角速度 2 n 2 10rad s 20 rad s 线圈转动时产生的 电动势的最大值为 Em NBS 100 20 200V 有效值为 E 200V 设线圈的电阻为 r 则 电路中的电流 I 为 I 10A 故最大电流为 10A 故 A 错误 B 正确 C D 电动机正 常工作时的输出功率为 P UI I2r 100 10W 102 2W 800W 故 C 错误 D 错误 故选 B 本题考查了交流发电机的 原理 关键是分清有效值 最大值 瞬时值等概念 同时要结合闭合电路欧姆定律列式求 解 不难 6 3 分 某研究性小组利用速度传感器研究质量为 5kg 的物体由静止开始做直线运动的 规律 并在计算机上得到了前 4s 内物体速度随时间变化的关系图象 如图所示 则下列说 法正确的是 A 物体在第 1s 末离出发点最远 B 物体先向正方向运动 后向负方向运动 C 物体所受外力前 1s 内做的功和后 3s 内做的功相同 D 第 1s 内物体所受外力做功的平均功率为 7 5W 考点 机械能 答案 BD 解析 A 由图象可知物体在前 3s 内图象都在时间轴上方 速度没有改变方向故物体在 第 3s 末离出发点最远 故 A 错误 B 物体在前 3s 内速度是正值 即物体沿正方向运动 3s 后速度是负值 物体沿负方向运动 故 B 正确 C 根据动能定理有 物体所受外力做 的功等于物体动能的变化 由图象知物体在前 1s 内动能的变化为 物体在后 3s 内动能的变化 根据图象给 出的速度大小知 前者动能变化为正值外力对物体做正功 后者动能变化为负值 外力对 物体做负功 故 C 错误 D 由图象知物体在第 1s 内的加速度为 a 1m s2 根据牛顿第二 定律知物体所受合外力 F合 ma 5N 由图象知物体在第 1s 内的平均速度 所以所受外力的平均功率 故 D 正确 故选 BD 本题关键有两点 一要正确分析物体的运动情况 二抓住 v t 图象求出物 体的加速度和平均速度 7 3 分 如图所示 在火星与木星轨道之间有一小行星带 假设该带中的小行星只受到 太阳的引力 并绕太阳做匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 太阳对各小行星的引力相同 B 各小行星绕太阳运动的周期均大于一年 C 小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D 小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 考点 万有引力与航天 答案 BC 解析 小行星绕太阳做匀速圆周运动 万有引力提供圆周运动向心力 知 A 太阳对小行星的引力 F 由于各小行星轨道半 径质量均未知 故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论 故 A 错误 B 由周期 T 知 由于小行星轨道半径大于地球公转半径 故小行星的周期均大于地球公转 周期 即大于一年 故 B 正确 C 小行星的加速度 a 知 小行星内侧轨道半径小于外 侧轨道半径 故内侧向心加速度大于外侧的向心加速度 故 C 正确 D 线速度知 小行星的轨道半径大于地球半径 故小行星的公转速度小于地球公转的线速度 故 D 错 误 故选 BC 本题抓住万有引力提供圆周运动向心力 根据题意给出的半径关系展开分 析 掌握万有引力和向心力的表达式是解决本题的关键 8 3 分 如图所示 绝缘中空轨道竖直固定 圆弧段 COD 光滑 对应圆心角为 120 C D 两端等高 O 为最低点 圆弧圆心为 O 半径为 R 直线段 AC HD 粗糙 与圆弧 段分别在 C D 端相切 整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里 磁感应强度为 B 的 匀强磁场中 在竖直虚线 MC 左侧和 ND 右侧还分别存在着场强大小相等 方向水平向右 和向左的匀强电场 现有一质量为 m 电荷量恒为 q 直径略小于轨道内径 可视为质点 的带正电小球 从轨道内距 C 点足够远的 P 点由静止释放 若 L 小球所受电场力等 于其重力的倍 重力加速度为 g 则 A 小球第一次沿轨道 AC 下滑的过程中 先做加速度减小的加速运动 后做匀速运动 B 小球在轨道内受到的摩擦力可能大于mg C 经足够长时间 小球克服摩擦力做的总功是mgL D 小球经过 O 点时 对轨道的弹力可能为 2mg qB 考点 带电粒子在复合场中的运动 答案 A 解析 A 小球第一次沿轨道 AC 下滑的过程中 由题意可知 电场力与重力的合力方 向恰好沿着斜面 AC 则刚开始小球与管壁无作用力 当从静止运动后 由左手定则可知 洛伦兹力导致球对管壁有作用力 从而导致滑动摩擦力增大 而重力与电场力的合力大小 为 F 其不变 根据牛顿第二定律可知 做加速度减 小的加速运动 当摩擦力等于两个力的合力时 做匀速运动 故 A 正确 B 当小球的摩 擦力与重力及电场力的合力相等时 小球做匀速直线运动 小球在轨道内受到的摩擦力最 大 则为mg 不可能大于mg 故 B 错误 C 根据动能定理 可知 取从静止 开始到最终速度为零 则摩擦力做功与重力及电场力做功之和为零 则摩擦力总功为 mgL 故 C 错误 D 对小球在 O 点受力分析 且由 C 向 D 运动 由牛顿第二定律 则有 N mg Bqv m 由 C 到 O 点 机械能守恒定律 则有 mgRsin30 由 上综合而得 对轨道的弹力为 2mg qB当小球由 D 向 C 运动时 则对轨道的弹力为 2mg qB 故 D 错误 故选 A 考查力电综合应用 掌握牛顿第二定律 动能定理与 机械能守恒定律的综合运用 理解左手定则的内容 注意重力与电场力的合力正好沿着斜 面是解题的关键 三 非选择题 包括必考题和选考题两部分 第三 非选择题 包括必考题和选考题两部分 第 22 题 第题 第 32 题为必考题 每个小题考生题为必考题 每个小题考生 都必须作答 第都必须作答 第 33 题 第题 第 40 题为选考题 考生根据要求作答 题为选考题 考生根据要求作答 一 必考题 一 必考题 11 题共题共 129 分 分 9 8 分 用如图 1 实验装置验证 m1 m2组成的系统机械能守恒 m2从高处由静止开始 下落 m1上拖着的纸带打出一系列的点 对纸带上的点迹进行测量 即可验证机械能守恒 定律 下图给出的是实验中获取的一条纸带 0 是打下的第一个点 每相邻两计数点间还 有 4 个打下的点 图中未标出 计数点间的距离如图 2 所示 已知 m1 50g m2 150g 则 计算结果保留两位有效数字 在纸带上打下记数点 5 时的速度 v m s 在记数点 0 5 过程中系统动能的增量 EK J 为了简化计算 设 g 10m s2 则系统势能的减少量 EP J 在本实验中 若某同学作出了 v2 h 图象 如图 3 h 为从起点量起的长度 则据此得到 当地的重力加速度 g m s2 考点 力学实验 答案 2 4 0 58 0 59 9 7 解析 利用匀变速直线运动的推论有 v5 2 4m s 系统动能的增量为 EK Ek5 0 m1 m2 v52 0 58 J 系统重力势能减小量为 Ep m2 m1 gh 0 1 9 8 0 6000m J 0 59 J 在误差允许的范围内 m1 m2组成的系统机械能守恒 由于 EK Ek5 0 m1 m2 v52 Ep m2 m1 gh 由于 m1 m2 2 m2 m1 所以得到 v2 h 所以 v2 h 图象的斜率 k 9 7m s2 该 题的研究对象是系统 要注意 m1和 m2的重力势能的变化情况 利用 v2 h 图线处理数据 m1 m2 2 m2 m1 那么 v2 h 图线的斜率就等于 直线图象中斜率和截距是我们能 够利用的信息 10 7 分 为确定某电子元件的电气特性 做如下测量 1 用多用表测量该元件的电阻 选用 100 倍率的电阻档测量 发现多用表指针偏转过 大 因此需选择 倍率的电阻档 填 10 或 1k 并 再进行测 量 之后多用表的示数如图 a 所示 测量结果为 2 某同学想精确测得上述待测电阻 Rx的阻值 实验室提供如下器材 A 电流表 A1 量程 50mA 内阻 r1 10 B 电流表 A2 量程 200mA 内阻 r2 约为 2 C 电流表 A3 量程 0 6A 内 阻 r3约为 O 2 D 定值电阻 R0 30 E 滑动变阻 器 R 最大阻值约为 10 F 电源 E 电动势为 4V G 开关 S 导线若干 回答 1 同学设计了测量电阻 Rx的一种实验电路原理如图 b 为保证测量时电流表读数 不小于其量程的 M N 两处的电流表应分别选用 M 为 N 为 填器材选 项前相应的英文字母 若 M N 电表的读数分别为 IM IN 则 Rx的计算式为 Rx 用题中字 母表示 考点 电学实验 答案 1 10 重新进行欧姆调零 70 2 A B r1 解析 1 用多用表测量该元件的电阻 选用 100 倍率的电阻档测量 发现多用表指 针偏转过大 说明所选倍率太大 应换用小倍率进行测量 因此需选择 10 倍率的电阻档 并重新进行欧姆调零再进行测量 由图 a 所示可知 测量结果为 7 10 70 2 通 过待测电阻的最大电流约为 IM 0 057A 57mA 因此 M 处的电流表可选 A 通 过 N 出的最大电流约为 IN IM 0 057A 0 190A 190mA 为保证测量时电流表读 数不小于其量程的三分之一 N 处的电流表应选 B 通过定值电阻 R0的电流 I IN IM 并联电路两端电压 U IR0 IN IM R0 RX r1 则待测电阻阻值 RX r1 1 要掌握欧姆表的使用及读数方法 使用欧姆表测电阻应选 择合适的倍率 使指针指针表盘中央刻度线附近 欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零 欧 姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数 2 选择实验器材时要注意安全性原则 准确 性原则 方便操作性原则 还要符合题目要求 本题关键是明确实验的原理 然后估算出 电路各个部分的电流 选择恰当量程的电表 最后根据并联电路的电流特点列式求解 11 14 分 如图所示 在距水平地面高为 0 4m 处 水平固定一根长直光滑杆 在杆上 P 点固定一定滑轮 滑轮可绕水平轴无摩擦转动 在 P 点的右边 杆上套有一质量 m 2kg 小 球 A 半径 R 0 3m 的光滑半圆形细轨道 竖直地固定在地面上 其圆心 O 在 P 点的正下 方 在轨道上套有一质量也为 m 2kg 的小球 B 用一条不可伸长的柔软细绳 通过定滑轮 将两小球连接起来 杆和半圆形轨道在同一竖直面内 两小球均可看作质点 且不计滑轮 大小的影响 g 取 10m s2 现给小球 A 一个水平向右的恒力 F 55N 求 1 把小球 B 从地面拉到 P 点正下方 C 点过程中 力 F 做的功 2 小球 B 运动到 C 处时的速度大小 3 小球 B 被拉到离地多高时与小球 A 速度大小相等 考点 机械能 答案 1 22J 2 4m s 3 0 225m 解析 1 小球 B 运动到 P 点正下方过程中的位移为 xA 0 1 0 4 m 拉力的功 WF FxA 22J 2 对小球 B 由动能定理得 WF mgR mv2 代入数据得 v 4m s 3 当两速度同向时 两球速度相等 故当绳与圆环相切时两球的速度相等 由几何关系可得 hB Rcos R 0 225m 本题要注意分析题意 找出题目中给出的几何关系 则运用动能 定理规律即可求解 12 17 分 如图 a 所示 间距为 L 电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面 上 在区域 I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场 磁感应强度为 B 在区域 内有垂直于斜 面向下的匀强磁场 其磁感应强度 Bt的大小随时间 t 变化的规律如图 b 所示 t 0 时刻 在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑 同时下端的另一金属细棒 cd 在位于区域 I 内的导轨上由静止释放 在 ab 棒运动到区域 的下边界 EF 处之前 cd 棒 始终静止不动 两棒均与导轨接触良好 已知 ab 棒和 cd 棒的质量均为 m 电阻均为 R 区域 沿斜面的长度为 2L 在 t tx时刻 tx未知 ab 棒恰进入区域 重力加速度为 g 求 1 通过 cd 棒电流的方向和区域 I 内磁场的方向 2 当 ab 棒在区域 内运动时 cd 棒消耗的电功率和热量 3 ab 棒开始下滑至 EF 的过程中流过导体棒 cd 的电量 考点 机械能 答案 方向为 d c 磁场方向为垂直于斜面向上 2 电功率为 热量 3 解析 1 根据楞次定律判断可知通过 cd 棒的电流方向 d c cd 棒所受的安培力应沿 斜面向上 由左手定则判断可知区域 I 内磁场方向为垂直于斜面向上 2 对 cd 棒 F安 BIL mgsin 所以通过 cd 棒的电流大小 I 当 ab 棒在区域 内运动时 cd 棒消耗的电功率 P I2R ab 棒在到达区域 前做匀加速直线运动 加速度为 a gsin cd 棒始终静止不动 ab 棒在到达区域 前 后 回路中产生的感应电动势不变 则 ab 棒在区域 中一定做匀速直线运动 设导体棒进 入 时速度大小为 vt 可得 Blvt 而 vt atx 联立得 BLgsin tx 所以 tx ab 棒在区域 中做匀速直线运动的速度 vt atx ab 棒在区域 中运动的时间 t 所以 ab 棒在区域 内运动时 cd 棒产生的热 量为 Q Pt 3 ab 棒从开始下滑至 EF 的总时间 t tx t2 2 流过导体棒 cd 的电量为 q It 2 解决 本题的关键是挖掘隐含的条件 抓住 ab 棒进入磁场前后感应电动势相等是关键 同时正确 分析电路中的电流以及安培力的变化情况 运用力学和电磁感应的规律结合求解 一 一 物理物理 选修选修 3 4 15 分 分 13 6 分 下列有关说法中正确的是 A 在 探究单摆的周期与摆长的关系 实验中 为减小偶然误差 应测出单摆作 n 次全 振动的时间 t 利用 求出单摆的周期 B 变化的磁场一定会产生变化的电场 C 只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象 D 只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象 E 在光的双缝十涉实验中 若仅将入射光由绿色光变为红光 则条纹间距变窄 考点 光学和相对论 答案 AD 解析 A 为减小偶然误差 应测出单摆作 n 次全振动的时间 t 利用 求出单摆的周期 故 A 正确 B 均匀变化的磁场则产生稳定的电场 而非均匀变化的磁场则产生非均匀变 化的电场 故 B 错误 C 只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的 衍射现象 故 C 错误 D 正确 E 光的双缝十涉实验中 波长越长 条纹间距越宽 若 仅将入射光由绿色光变为红光 则条纹间距变宽 故 E 错误 故选 AD 考查光的衍射与 明显衍射区别 掌握明显衍射的条件 理解变化中有均匀与非均匀性 注意干涉条纹间距 与波长成正比 14 9 分 机械横波某时刻的波形图如图所示 波沿 x 轴正方向传播 质点 p 的坐标 x 0 32m 从此时刻开始计时 1 若每间隔最小时间 0 4s 重复出现波形图 求波速 2 若 p 点经 0 4s 第一次达到正向最大位移 求波速 3 若 p 点经 0 4s 到达平衡位置 求波速 考点 机械振动和机械波 答案 1 2 m s 2 0 3 m s 3 0 8 n m s n 0 1 2 3 解析 1 依题意 周期 T 0 4 s 波速 v m s 2 m s 2 波沿 x 轴正方向传 播 当 x 0 32m 的振动传到 P 点 P 点恰好第一次达到正向最大位移 波传播的距离 x 0 32 m 0 2 m 0 12 m 波速 v m s 0 3 m s 3 波沿 x 轴正方向传播 若 p 点恰好第一次到达平衡位置则 x 0 32 m 由周期性 可知波传播的可能距离 x 0 32 n m n 0 1 2 3 可能波速 v m s 0 8 n m s n 0 1 2 3 本题考查对波动图象的理解能力 关键是根据波的周期性列出波传播距离的通项 一 一 物理物理 选修选修 3 5 15 分 分 15 6 分 以下说法正确的是 A 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He N O H B 铀核裂变的核反应是 U Ba Kr 2n C 质子 中子 粒子的质量分别为 m1 m2 m3 两个质子和两个中子结合成一个 粒子 释放的能量是 m1 m2 m3 c2 D 原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态时发射波长为 1的光子 原子从 b 能级状态跃 迁到 c 能级状态时吸收波长 2的光子 已知 1 2 那么原子从 a 能级状态跃迁到 c 能级 状态时将要吸收波长为的光子 E 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时 要释放一定频率的光子 同时氢 原子的电势能增大 电子的动能减小 考点 原子结构 原子核和波粒二象性 答案 AD 解析 A 卢瑟福通过 粒子轰击氮核得到质子 该核反应方程式电荷数 质量数都守 恒 故 A 正确 B 铀核裂变的核反应是 U n Ba Kr n 两边中子 不能销 故 B 错误 C 质子 中子 粒子的质量分别为 m1 m2 m3 两个质子和两个 中子结合成一个 粒子 质量亏损 m 2m1 2m2 m3 根据质能方程 释放的能量为 E mc2 2m1 2m2 m3 c2 故 C 错误 D 已知 1 2