河北省正定中学高三联考理科综合物理试卷

1.下列说法正确的是

A.氢原子的发射光谱是连续谱

B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C.黄U裂变：曾u+加一＞需Ba+器kr+3X,X是中子

D.燮U裂变产物粟Ba是中等质量的核，焚U的平均结合能大于境的平均结合能

【答案】C

【解析】

【详解】氢原子的发射光谱是线状光谱，选项A错误；发生光电效应的条件是入射光的频

率大于金属的极限频率，与光照的时间无关，选项B错误：根据质量数和电荷数守恒可知，

选项C正确；根据原子核的结合能与核子的平均结合能之间的关系可知，错。裂变产物喻

是中等质量的核，璃5〃的平均结合能小于塌pa的平均结合能，故D错误：故选C.

2.央视网2017年11月06日消息，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭

双星''方式成功发射第24颗、第25颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，

也是中国第一、二颗北斗三号组网卫星。其轨道可以近似看成圆形，轨道高度要低于地球同

步轨道。下列说法正确的是

A.这两颗卫星的周期要小于地球同步卫星的周期

B.这两颗卫星的运行速度要小于地球同步卫星的运行速度

C.如果知道该卫星的轨道半径与周期，可以计算地球的密度

D.如果两颗卫星在同一轨道上运动，则其向心力一定大小相等

【答案】A

【解析】

【详解】根据4//可得阿可知，因轨道高度要低于地球

F1r=G^mr^m-T=2n标v=J-

同步轨道，则这两颗卫星的周期要小于地球同步卫星的周期，两颗卫星的运行速度要大于地

球同步卫星的运行速度，选项A正确，B错误。根据4/可知，如果知道该卫星的轨道

“=彳

半径与周期，可以计算地球的质量，但是地球的半径未知，不能求解地球的密度，选项C

错误；因两颗卫星的质量关系未知，不能比较向心力的大小，选项D错误；故选A.

3.有一交流发电机模型，矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，发

电机负载为白炽小灯泡，若线圈匝数为100匝，回路总电阻为2。，线圈转动过程中穿过该

线圈的磁通量。随时间t的变化规律为0=O.O4sin7tt(Wb),设兀2=10,回路中电阻值恒定

不变，则

A.f=0时，回路瞬时电流为零

B.f=10s时，回路电流改变方向

C，=1.5s时，回路瞬时电流最大

D.从，=0到f=10s时间内，回路产生的焦耳热为400J

【答案】D

【解析】

【详解】t=0时，根据穿过线圈的磁通量随时间的变化规律中=0.04sin7tt(Wb),穿过回路的

磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，故A错误；t=10s时，根据穿过线圈的磁通

量随时间的变化规律①=0.04simrt(Wb),穿过回路的磁通量为零，回路中的电流方向不改

变，故B错误；时，根据穿过线圈的磁通量随时间的变化规律e=0.04sinm(Wb),穿过回

路的磁通量最大，磁通量的变化率为零，回路中的瞬时电流最小，故C错误；磁通量的变

化率费二。047r。”忒，故磁通量的变化率最大为，故产生的感应电动势的最大值

£„,=〃噂=4兀V,故产生的感应电动势的有效值芯=1=2亚W，回路中产生的焦耳热

Q=⑹t=400J,故D正确；故选D。

【点睛】本题主要考查了线圈在磁场中转动产生感应电动势，明确中性面的特点，知道求产

生的焦耳热用交流电的有效值.

4.超级高铁是--种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，因其胶囊形外表，被称为胶囊

高铁。2017年8月29日，中国航天科工公司在武汉宣布，己启动时速1000公里“高速飞

行列车”的研发项目。如果我国的“高速飞行列车”研制成功，最高时速1080km/h,其加速

与减速时加速度大小恒为2m/s2,据此可以推测

A.“高速飞行列车”加速时间为540s

B.“高速飞行列车”的加速位移为22.5km

C.“高速飞行列车”的速度很大，所以拐弯时半径可以很小

D.北京到上海的距离约为1080km,假设轨道为直线，“高速飞行列车”一个小时即可到达

【答案】B

【解析】

【详解】1080km/h=300m/s；则“高速飞行列车”加速时间为，加300,加速位移：

t=—=^rs=150s

碌30炉，选项A错误，B正确；列车转弯时，轨道的支持力和重力的合力

x=五==22.5km

提供向心力，当轨道倾角一定时，则向心力一定，根据,/可知，”高速飞行列车''的速

度很大，所以拐弯时半径比较大，选项C错误：高铁运行时需要先加速、再匀速、最后减

速，整个过程的平均速度小于1080km/h,则北京到上海的距离约为1080km,假设轨道为

直线，”高速飞行列车”要用大于一个小时的时间才能到达，选项D错误：故选B.

5.有一表面光滑的半球形瓷碗，碗内壁有一可以看作质点的金属小球，用柔软的细绳系住小

球，细绳跨过光滑的碗口，另一端用手拉住。设小球的重力为G,细绳的拉力为F”碗壁

对小球的支持力为F2,当手拉细绳使得小球沿着碗壁缓慢上升的过程中，下面说法正确的

是

A.R逐渐增大

B.F2逐渐增大

C.Fi先减小后增大

D.当绳与竖直方向的夹角为30。时，F,^^G

~3

【答案】AD

【解析】

【详解】对小球受力分析，建立力的三角形，延长细线交竖直半径的延长线于B点，根据

相似三角形可知：6F2%,当小球逐渐向上移动时，OB都变大，OA不变，则F2减小;

OB=OA=AB

Fl与竖直方向的夹角逐渐减小，F2与竖直方向的夹角逐渐变大，由平行四边形法则可知Fl

逐渐变大，F2逐渐减小；则A正确，BC错误；

当绳与竖直方向的夹角为30。时，此时B和F2与竖直方向的夹角均为30。，则F尸Fz,则

2Ficos300=G,解得尸_选项D正确；故选AD.

6.如图所示，在平面直角坐标系xOy所在空间有匀强电场，电场方向与坐标平面平行。第

一象限内有4、B两点，与O点形成等边三角形，C为OA中点。已知OB=8会cm,O

点电势为6v,8点电势为12v,C点电势为9v,则下列说法正确的是

A.A点电势为12V

B.场强方向沿着OB方向

C.场强大小为50N/C

D.一个电子从C点移动到B点电势能增加3eV

【答案】AC

【解析】

【详解】由于C是AO的中点，则UAO=2UCO=2X(96)V=6V,所以：＜PA=(PO+UAO=12V,故

A正确；由以上的分析可知，(PA=(PB,则AB是该匀强电场的一条等势线，所以场强的方向

沿垂直于AB的方向，不是沿0B的方向。故B错误；场强的方向沿垂直于AB的方向，根

据几何关系可知，O到直线AB的距离：d=CTB.sin60°=8iy3cwx^=12cm=：所以电场强度：

c〃。6uca故C正确；B点的电势高，所以一个电子从C点移到到B点的势能

芯=干=皿=507/£；

减小。故D错误。故选AC。

【点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差

的关系，H|JE=U/d求出电场强度的大小，注意d是沿电场线方向上的距离。

7.如图所示，虚线cd上、下方区域存在方向相同但强弱不同的匀强磁场，带电粒子从边界

ab上的0点垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界ab上的P点射出，现改变虚

线cd上方磁感应强度的大小，使之变为原来的2倍，让该粒子仍以速度出从。处沿原

方向射入磁场，经磁场偏转后从边界ab上的尸点射出，不计粒子的重力，下列关于粒子的

说法正确的是

A.改变磁场后，粒子离开直线ab时的位置不变

B.改变磁场后，粒子离开直线ab时的速度大小不变

C.改变磁场后，粒子离开直线ab时的速度方向不变

D.改变磁场后，粒子离开直线ab所用时间不变

【答案】BC

【解析】

【详解】虚线上方部分的磁场变大，则粒子在磁场中的运动半径变小，粒子返回到cd线上

的位置左移，则粒子离开直线ab时的位置向左移动，选项A错误；因洛伦兹力不做功，可

知粒子离开直线ab时的速度大小不变，选项B正确；因粒子射入cd虚线上方磁场的速度

方向不变，则离开磁场时的速度方向也不变，即粒子离开直线ah时的速度方向不变，选项

C正确；

由图可知，上方部分的磁场变大时，粒子在磁场中的半径变小，但是圆弧所对的圆心角不变,

根据且㈣可知，B变大，贝l」t减小，即粒子离开直线ab所用时间变小，选项D错误;

C—2K.qB

故选BC.

8.如图所示，质量皆为m的物块A、B用轻弹簧相连置于固定的倾角为a的光滑斜面上，物

块B与垂直于斜面的挡板C接触，物块A系一轻质细绳，细绳绕过斜面顶端的定滑轮另

一端系一轻质挂钩，细绳与轻弹簧都与斜面平行，物块A、B保持静止。如果在挂钩上挂一

重物D,平衡时物块B恰不离开挡板。已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,如果

某一瞬间剪断细线，则

A.挂上重物D之前弹簧的压缩量为鳖吧

k

B.下滑过程中物块A机械能守恒

C.重物D的质量为3msina

D.物块A下滑过程中的最大速度为„.眄

2gsm哧

【答案】AD

【解析】

【详解】挂上重物。之前，对物体A：mgsina=kxi,则弹簧的压缩量为〃_随吧，选项A

X1—女

正确；下滑过程中物块A除重力做功外还有弹簧弹力做功，故物块A的机械能不守恒，选

项B错误；挂上D重新平衡时，对ABD系统满足：mDg=2mgsina,则重物D的质量为

2msina,选项C错误；当ABD系统处于平衡状态时，物块B恰不离开挡板，故物块B所受

弹簧拉力沿斜面向上与重力沿斜面向下的分力平衡，即kx2=mgsina,此时弹簧的伸长量为

_鳖吧一从第一次平衡到第二次平衡状态，ABD以及弹簧组成的系统的机械能增量

为：c..，（，ngsina）2剪断轻绳后，AB及弹簧组成的系统做简谐振动，

mog-2xi-mgsina-2%i=4—%—

系统机械能守恒。当到达平衡位置时，物块速度最大。则由机械能守恒定律可得：

2

（mgsina）12解得：o加，选项D上确：故选AD.

9.用如图所示实验装置验证机械能守恒定律.断开电磁铁的电源，电磁铁失去磁性，金属小

球从静止开始下落，经过光电门落入捕球网中。小铁球下落过程中经过光电门时，毫秒计时

器（图中未画出）记录下挡光时间Zo

（1）要应用本装置验证机械能守恒定律，测出小球开始下落的位置与光电门之间的距离h

以及小铁球的直径d。是否需要测量出小铁球的质量—？（请填“是”或“否”）

（2）实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光门中的激光束。

小铁球通过光电门时的瞬时速度v=,若下落过程中机械能守恒，则二与h的

关系式为:O

t2

【答案】（1）.否（2）.d（3）.迎

td2

【解析】

【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质

量；

（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=g,

根据机械能守恒的表达式有：mgh=imv2,即：迎；

2t2~d2

【点睛】无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键,

同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律.

10.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线''的实验，实验室提供的器材有：

A.小灯泡L（额定电压3.8V,额定电流0.32A）；

B.电压表V（量程3V,内阻3kC）；

C.电流表A（量程0.5A,内阻0.5C）；

D.定值电阻R。（阻值1000C）；

E.滑动变阻器R（阻值。〜9.0C）；

F.电源E（电动势5V,内阻不计）；

J.开关S;导线若干。

（1）实验要求能够实现在0〜3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，在下面虚线框中画

出实验电路原理图

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻（填“增大”“不变”或“减小”），

灯丝的电阻率（填“增大”“不变”或“减小。

—II—

E11pS

【解析】

【详解】(1)因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内

阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R。和电压

表串联，故原理图如图所示；

*

।_~~

(2)IU图象中图象的割线斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减

小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；

11.如图所示，水平面内有两条平行金属导轨，金属棒垂直放置在导轨上，竖直向下的匀强

磁场与导轨平面垂直。某时刻，使金属棒以vo=2m/s的初速度开始向右运动，与此同时金

属棒还受到一个外力产的作用，使得金属棒在磁场中先匀减速，再反向匀加速回到出发点。

已知外力F与金属棒垂直、与导轨在同一平面内。金属棒减速、加速运动的加速度均为2

m/s2,金属棒与导轨间的动摩擦因数为，金属棒质量0.1kg、电阻0.2C,磁感应强度为1.0

T,导轨间距为0.2m,与导轨相连的电阻阻值为0.3其余电阻均不计

(1)金属棒减速过程中运动的距离和时间。

(2)金属棒减速、加速过程中外力F的大小随时间变化的关系。

【答案】(Dim,1s(2)向右运动时：F=0.16(1Z)N,(0<f<ls)方向水平向右;返回

时：F=?+0.3)N(15<r<25),方向水平向左.

【解析】

【详解】(1)根据运动公式v()2=2as

诏22

7n=1小

金属棒速度减为零所经历的时间.m2

G=G=0=1s

(2)金属棒做匀减速运动，则有v=voat

电流：，Bt(vo-at)1x0.2(2-2t)八，

/=~r+R-=0.2+0.34=0.8(1—1)4

安培力FA=BIL=0.16(1r)N

由题意知，开始时F方向向右，根据牛顿第二定

律有FA+\xmgF=ma

代入数据得尸=0.16(1r)N,(OVYls)方向水平向右

返回过程，安培力与前进过程的安培力方向相反

FA=FA=0A6(11)N

返回过程/FAlimg=ma

代入已知数据得尸=f+0.3)N(l.s<r<2.v),方向水平向左。

【点睛】此题关键是能找到安培力随时间变化的关系，然后根据牛顿第二定律分析外力F

随时间变化的关系，注意安培力的方向.

12.如图所示，光滑水平面上置有一个质量为2m,高度为人=1.25m的木板A,木板左侧相

距S=2m处固定一厚度不计高度与木板相同的挡板，挡板与木板A在同一条直线上。木板

右侧边缘正上方相距R的0点系一细线，细线另一端系质量为“=lkg可以视为质点的物

块8,细线长度为R=1.6m,物体B与木板A间的动摩擦因数为〃。现把细线水平向右拉

直，将物体B以竖直向下的速度vo=^R抛出，物体3运动到。点正下方时细线恰好

拉断，物体B滑上木板4。已知木板A与挡板相撞时，物体B恰好从木板A上水平抛出，

重力加速度取g=10m/s2。计算：

(1)细线能承受的最大拉力及计算木板A的长度；

(2)物体8从滑上木板A到落到水平面上所需的时间。

【答案】(D50N,10m(2)

【解析】

【详解】(1)物体B从释放到最低点，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

1->1

^mvo+mgR=7

由牛顿第二定律有：Tmg=m^

~R

解得也=2频=8m/sT=5mg=50N

设A与挡板碰撞前瞬间，A、B的速度分别为VA和VB,由动量守恒定律得：

mvi=mvB+2mvA

对A应用动能定理:12

(imgs=2-2mv^

联立解得：VB=4m/sVA=2m/s

设木板A的长度为L,对A、B系统根据能量守恒有:

fimgL=嬴资一嬴诏一；-2mv^

解得L=10m

(2)物体B在木板A上的加速度a=〃mg“f2m/s2

所以物体B在木板A上滑动的时间，%-丽=2s

tl=k

物体B做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，由h="行

2

解得(2

所以物体B从滑上木板4到落到水平面上所需的时间为t=h+t2=

【点睛】本题涉及到的过程较多，关键是分析物体的运动过程，对于系统运用动量守恒列方

程，对于单个物体运用动能定理列式求解位移，都是常用的思路，要加强这方面的练习，提

高解决综合问题的能力。

13.根据热学知识，下面说法正确的是o

A.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的

B.外界对气体做正功，气体内能一定增加

C.做功和热传递都能改变物体的内能

D.物体温度改变时，物体内分子的平均动能一定改变

E.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

【答案】CDE

【解析】

【详解】布朗运动反映的是液体分子的无规则运动，由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞

击作用不平衡引起悬浮粒子的运动，故A错误；外界对气体做正功，若气体放热，则气体

内能不一定增加，选项B错误；做功和热传递都能改变物体的内能，选项C正确：温度是

分子平均动能的标志，则物体温度改变时，物体内分子的平均动能一定改变，选项D正确;

在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体，选项E正确；故选CDE.

14.如图所示，一装有水银的U形管竖直放置，左侧管口封闭，右侧管口与大气相通，左侧

水银面比右侧水银面高2cm,左侧被封闭空气柱的长度为19cm,已知大气压强为po=76

cmHgo

(i)若要从右端缓慢加入水银，直到两侧水银面齐平，左端空气柱长变为多少？

(ii)要做到两侧水银面齐平，需从右端加入的水银有多少厘米的长度？

【答案】⑴18.5cm(2)3cm

【解析】

【详解】(i)由玻意耳定律0Vi=0V2

即：(popgh)LS=p()IS

(762)xl9xS=76x/xS

解得：/=18.5cm

(ii)封