届河北唐山市高三第二次模拟考试理科综合物理试题解析版.docx

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届河北唐山市高三第二次模拟考试理科综合物理试题解析版

2018届河北唐山市高三第二次模拟考试

理科综合物理试题（解析版）

二、选择题：

本题共8小题，每题6分。

在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，19～21题有多项符合题目要求。

全部选对的得3分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分。

1.图示为氢原子能级示意图，己知大量处于n＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，下面说法中正确的是

A.n＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n＝5能级

B.n＝2能级氢原子吸收的能量为2.55eV

C.频率最高的光子是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝l能级放出的

D.波长最大的光子是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级放出的

【答案】B

【解析】大量处于n＝2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子可知n＝2能级氢原子受到照射后跃迁到n＝4能级，吸收的能量为（-0.85）-（-3.4）=2.55eV，选项B正确；频率最高的光子对应的能级差最大，则是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝l能级放出的，选项C错误；波长最大的光子对应的能级差最小，则是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级放出的，选项D错误；故选B.

2.A、B两球质量相同，静止在倾角为30°的斜面上。

两球之间栓接有轻弹簧。

A球与挡板接触，B球通过细线与斜面顶端相连，细线绷紧，系统处于静止状态。

则撤去挡板瞬间

A.弹簧弹力一定变大

B.细线拉力一定变大

C.A球一定处于失重状态

D.B球一定处于平衡状态

【答案】D

【解析】开始时，弹簧可能处于压缩状态，则撤去挡板瞬间，小球A向下运动，弹簧伸长，弹力变小，，则绳的拉力减小，选项AB错误；若开始时弹簧处于伸长状态，且挡板的弹力为零，则撤去挡板瞬间，A球仍静止，不是处于失重状态，选项C错误；B球被细线拉住，一定处于平衡状态，选项D正确；故选D.

点睛：

此题关键是要讨论弹簧开始时所处的可能的状态，然后结合平衡知识及牛顿第二定律分析解答.

3.如图所示，做爬行实验的小机器人沿四分之一圆弧形曲面，从底部O向A爬行，受到水平向右恒定的风力，恰以某一大小不变的速度爬行，则小机器从O向A爬行的过程中

A.受到的合外力大小不变

B.摩擦力方向与运动方向始终相反

C.摩擦力先变大后变小

D.曲面对小机器人的作用力大小不变

【答案】A

【解析】小机器从O向A匀速爬行的过程中，做匀速圆周运动，根据

可知，受到的合外力大小不变，选项A正确；机器到达A点时，受向下的重力和向上的摩擦力，此时摩擦力方向与运动方向相同，选项B错误；开始在O点时，摩擦力等于风力；到达A点时，摩擦力等于重力；在中间某位置，重力、风力和圆弧的支持力的合力充当向心力，此时摩擦力为零，则整个过程中摩擦力先变小后变大，选项C错误；机器沿圆弧上行的过程中，受重力、风力、曲面的摩擦力和支持力作用，四个力的合力充当向心力，大小不变，方向不断变化；而重力和风力的合力是恒力，则根据平行四边形法则可知，曲面的摩擦力和支持力的合力（即曲面对小机器人的作用力）大小不断变化，选项D错误；故选A.

点睛：

此题关键先搞清机器沿圆弧面上行时做的是匀速圆周运动，然后要认真分析其受力情况，由牛顿第二定律和平衡知识讨论.

4.如图所示，在水平面内存在一半径为2R和半径为R两个同心圆，半径为R的小圆和半径为2R的大圆之间形成一环形区域。

小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场。

小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为B。

位于圆心处的粒子源S沿水平面向各个方向发射速率为

的正粒子，粒子的电荷量为q、质量为m，为了将所有粒子束缚在半径为2R的圆形内，环形区域磁感应强度大小至少为

A.BB.

BC.

BD.

B

【答案】C

【解析】粒子在小圆内做圆周运动的半径为

，由轨迹图可知，粒子从A点与OA成300角的方向射入环形区域，粒子恰好不射出磁场时，轨迹圆与大圆相切，设半径为r，由几何知识可知

由余弦定理可知：

解得r=

R，由

，则

，故选C.

点睛：

此题是带电粒子在磁场中运动的临界圆问题；解题的关键是根据临界状态画出粒子在临界状态的轨迹，找出圆心和半径，然后求解磁感应强度的大小

5.如图位于竖直面内的光滑轨道AB，与半径为R的圆形轨道底部相通，圆形轨道上部有一缺口CDE，D点为圆形最高点，∠COD＝∠DOE＝30°，质量为m可视为质点的小球自光滑轨道AB上某点静止下滑，由底部进入圆形轨道，通过不断调整释放位置，直到小球从C飞出后能无碰撞的从E进入左侧轨道，重力加速度为g。

下列说法正确的是

A.小球通过最高点的速度大小为

B.小球通过C点时速度大小为

C.小球从C点运动到最高点的时间为

D.A点距地面的高度为

【答案】D

【解析】小球从C点做平抛运动，设速度为vc，速度方向与水平方向夹角为300，则vccos300t=EC=R；vcsin300=0.5gt，解得

到达最高点的速度

，选项AB错误；小球从C点运动到最高点的时间为

，选项C错误；

从A到C由机械能守恒：

，解得

，选项D正确；故选D.

点睛：

此题关键是搞清小球的运动特点，从C点做斜上抛运动到达E点，结合抛体运动的规律列方程；此题计算量较大，考查学生综合能力.

6.人类将在2023年登陆火星，己知人造卫星A绕火星做匀速圆周所能达到的最大速度为v，最小周期为T。

现有人造卫星B绕火星做匀速圆用运动，运行半径是火星半径的n倍。

引力常量为G，则

A.火星的半径为

B.火星的质量为

C.火星的密度为

D.卫星B的运行速度为

【答案】AC

【解析】由题意可知，卫星A绕火星表面做圆周运动，则火星的半径满足：

，选项A正确；根据

，解得

，选项B错误；火星的密度为

，选项C正确；根据

解得

，则卫星B的运行速度为

，选项D错误；故选AC.

7.如图甲所示的电路，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：

n2，电流表和电压表都是理想电表，当原线圈接图乙所示的交变电源时，电路正常工作。

现将电源换成图丙所示的交变电源，则更换电源前后

A.电流表A1、A2的示数之比均为n2：

n1

B.电压表V1、V2的示数之比均为n1：

n2

C.电压表V1示数不变，V2的示数变大

D.电流表A1、A2的示数均不变

【答案】BD

【解析】根据变压器原副线圈的电流比等于匝数的倒数比，则电流表A1的示数与次级电流之比为n2：

n1，选项A错误；电压表V1、V2分别测量原副线圈两端的电压，则根据电压与匝数比可知，电压表V1、V2的示数之比均为n1：

n2，选项B正确；更换电源后，交流电的最大值不变，则有效值不变，电压表V1示数不变，V2的示数也不变，选项C错误；次级电压有效值不变，则A2示数不变，则A1示数不变，选项D正确；故选BD.

8.如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，a、b、c、d为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，e、f为正方形外接圆与bd中垂线的两个交点。

取无限远处的电势为0，下列说法中正确的是

A.a、b、c、d电场强度和电势都相同

B.O点的电场强度和电势均为零

C.将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能不变

D.过e点垂直于纸面的直线上，各点的电场强度为零，电势为零

【答案】BC

【解析】由场强的叠加原理即对称性可知，a、b、c、d电场强度大小相同，方向不同；电势都相同，选项A错误；由场强的叠加原理即对称性可知，O点的电场强度和电势均为零，选项B正确；e、f两点连线上各点的电势均为零，则将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能不变，选项C正确；过e点垂直于纸面的直线上，各点的电势为零，电场强度不为零，选项D错误；故选BC.

三、非选择题：

包括必考题和选考题两部分，第22题〜第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题〜第38题为选考题，考生根据要求作答．

9.某实验小组研究木块与某粗糙木板间的摩擦因数μ，步骤如下：

（1）如图甲，在该木板上放置一木块，木块与一水平弹簧左端相连，弹簧右端连接在位置固定的传感器上．传感器与木板未接触．传感器可以测出弹簧拉力F和对应的木块位移大小x，数据（F，x）可以通过电脑实时同步保存并自动画出F－x图象。

（2）调节装置使F、x均为0．然后缓慢向左拉动木板．得到多组数据（F，x），木块与木板相对滑动后，控制木板立即静止，整个过程弹簧始终在弹性限度内．电脑中得到如图乙F－x图象。

其中Fm、xm为记录数据F、x中的最大值．己知木块质量为m，重力加速度取g，滑动摩擦力等于最大静摩捸力．用图象中获得的数据和己知量表示下列物理量。

①整个过程中弹簧弹性势能最大值为_____；

②摩擦力对木块所做的功为____：

③木块与粗糙板间摩擦因数μ＝______．

【答案】

（1）.

（2）.

（3）.

【解析】①整个过程中弹簧弹性势能等于弹力F所做的功，其大小等于图像与坐标轴围成的面积，则弹性势能的最大值为

；

②缓慢拉动的过程中，弹力等于摩擦力，则摩擦力对木块所做的功等于弹力功，大小为

；

③F的最大值等于最大静摩擦力，等于滑动摩擦力，则Fm=μmg，则木块与粗糙板间摩擦因数μ＝

．

10.某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表，仪器不得重复使用，

A．电流表（0〜200μA，l00Ω）

B．电阻箱（0〜999Ω）

C．电阻箱（0〜9999Ω）

D．定值电阻R2（lkΩ）

E．变阻器（0〜300Ω）

F．变阻器（0〜800Ω）

G．干电池（1.5V，r＝0）

H．干电池（9V，r＝0）

I．导线若干；

该多用电表需设置0、1为量程0－lmA的电流档，0、3为量程0－3V的电压挡，0、2为欧姆档．该同学通过计算并选择器材（器材选择只填器材前的字母）。

（1）量程0－1mA的电流档中电阻箱R1应该选择_____，将其调节为______Ω；

（2）量程0~3V的电压档中电阻箱R4应该选择_____，将其调节为______Ω；

（3）0、2的欧姆档中变阻器R3应该选择_____，电源应该选择________；

（4）该同学用上述简易多用电表的欧姆档测量某—未知电阻，他首先进行了欧姆档调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流表指针偏转图乙所示，示数为______μA，由此可求得未知电阻为_____Ω。

【答案】

（1）.B

（2）.25（3）.C（4）.2980（5）.F（6）.G（7）.120.0（8）.1000

【解析】

（1）量程0－1mA的电流档中电阻箱阻值为

，则R1应该选择B，将其调节为25Ω；此时电流表的总电阻为rg′=20Ω；

（2）量程0~3V的电压档中电阻箱阻值

，则R4应该选择C，将其调节为2980Ω；

（3）0、2的欧姆档中电源应该选择一节干电池G；根据闭合电路欧姆定律，则

，则R3=480Ω，则变阻器R3应该选择F；

（4）电流表示数为120.0μA，此时电路中的电流为0.6mA，根据

由此可求得未知电阻为

。

点睛：

此题考查了多用电表的原理以及电表改装的问题；关键是知道改装的原理，根据电路的结构根据闭合电路欧姆定律进行相关的计算.

11.随着经济发展，乡村公路等级越来越高，但汽车超速问题也日益凸显，为此—些特殊路段都设立了各式减速带．现有—辆汽车发现前方有减速带，开始减速，减至某一速度，开始匀速运动，匀速通过减速带，然后再加速到原来速度，总位移为80m．汽车行驶80m位移的v2－x图象如图所示，其中v为汽车的行驶速度，x为汽车行驶的距离。

求汽车通过80m位移的平均速度。

【答案】8m/s

【解析】设初速度为v0，减速后速度为v。

则v0＝15m/s,v＝5m/s

由运动学公式v02－v2＝2ax

得减速运动a1＝5m/s2

同理加速运动a2＝2.5m/s2

由运动学公式v＝v0－at

得减速运动t1＝2s

同理加速运动t2＝4s

由运动学公式x＝vt得

匀速运动t3＝4s

则t总＝t1＋t2＋t3＝10s

则全程平均速度

＝8m/s

12.如图所示，两根平行光滑的金属导轨M1N1P1－M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成，导轨末端固定两根绝缘柱，弧形部分半径r＝0.8m、导轨间距L＝lm，导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小两根完全相同的金属棒a、b分别垂直导轨静罝于圆弧顶端M1、M2处和水平导轨中某位置，两金属棒质量均m＝lkg、电阻均R＝2Ω。

金属棒a由静止释放，沿圆弧导轨滑入水平部分，此后，金属棒b向右运动，在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失，金属棒b接触绝缘柱之前两棒己匀速运动且未发生碰撞。

金属棒b与绝缘柱发生碰撞后，在距绝缘柱x1＝0.5m的A1A2位置与金属棒a发生碰撞，碰后停在距绝缘柱x2＝0.2m的A3A4位置，整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，g取10m/s2．求：

（1）金属棒a刚滑入水平导轨时，受到的安培力大小；

（2）金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程，整个回路产生的焦耳热；

（3）证明金属棒a、b的碰撞是否是弹性碰撞。

【答案】

（1）

（2）

（3）不是弹性碰撞

【解析】

（1）金属棒a下滑过程：

mgr=

mv2

金属棒a刚滑入水平导轨时，感应电动势：

回路电流：

金属棒a受到的安培力：

（2）以金属棒a、b为系统，在碰到绝缘柱之前动量守恒：

mv=2mv1解得：

金属棒b与绝缘柱发生碰撞后等速率返回，以两金属棒为系统动量仍然守恒，但总动量为零，

0=mva+mvb即时刻有va=-vb，两金属棒相向运动到相碰，位移大小相等均为0.5m

对金属棒b由动量定理：

-BILt=mv2-mv1

由法拉第电磁感应定律：

电荷量

求得

由能量转化守恒定律：

（3）金属棒a、b碰后，金属棒b减速到零的过程，由动量定理：

由法拉第电磁感应定律：

电荷量

求得

由于

，所碰撞不是弹性碰撞。

13.下列说法正确的是______

A．扩散现象是由物质分子无规则运动引起的

B．只要知道某种物质的摩尔质量和密度，一走可以求出该物质的分子体积

C．布朗运动不是分子运动，但可以反映液体分子的无规则运动

D．水蒸汽凝结成水珠的过程中，分子间斥力减小，引力增大

E．—定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

【答案】ACE

【解析】扩散现象是由物质分子无规则运动引起的，选项A正确；如果是气体，知道摩尔质量和密度，结合阿伏伽德罗常数只能求出该气体的分子运动占据的空间的体积，不能求解分子体积，选项B错误；布朗运动不是分子运动，但可以反映液体分子的无规则运动，选项C正确；水蒸汽凝结成水珠的过程中，分子距离减小，分子间斥力和引力都增大，选项D错误；—定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，则内能一定增加，选项E正确；故选ACE.

14.如图所示，下端封闭上端开口的柱形绝热气缸，高为30cm、截面积为4cm2，—个质量不计、厚度忽略的绝热活塞位于距气缸底部10cm处静止不动，活塞上下均为一个大气压、27℃的理想气体，活塞与侧壁的摩擦不能忽略，下端气缸内有一段不计体积的电热丝。

由气缸上端开口缓慢注入水银，当注入20ml水银时，活塞恰好开始下降，停止注入水银．忽略外界温度变化，外界大气压始终为75cmHg．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（i）假设不注入水银，封闭气体的温度至少降到多少℃活塞才会下降？

（ii）现用电热丝缓慢加热封闭气体，使活塞缓慢上升，直到水银柱上端与气缸开口相齐，温度至少升髙到多少℃?

【答案】

（1）

（2）

【解析】（ⅰ）活塞恰好下滑时，由平衡条件有：

摩擦力产生的最大压强

降低封闭气体的温度，等容变化有

得

即7℃

（ⅱ）封闭气体缓慢加热，使活塞缓慢上升直到水银与上端开口相齐的过程：

V1=10S、V2=25S、P3=P0+P′=80cmHg

由

得

即527℃

点睛：

本题是力学与热学相结合的综合题，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用平衡条件可以求出气体的压强；求出气体的状态参量、应用气体的状态变化方程可以解题．

15.如图所示，是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，图中P质点从此时刻起的振动方程为y＝4sin（10π⋅t＋

π）cm，则下列叙述正确的

A．这列简谐横波沿x轴正方向传播

B．简谐横波的速度大小为40m/s

C．再过0.4s质点Q沿x轴移动16m

D．在t＝0.175s时，质点位于波峰

E．该简谐横波与另一列频率为5Hz的简谐横波相遇时，可以发生干涉现象

【答案】BDE

【解析】根据质点P的振动方程可知，当t从0开始增加的一小段时间内，P的位移逐渐减小，可知t=0时刻P向下振动，这列简谐横波沿x轴负方向传播，选项A错误；

，λ=8m，则

，选项B正确；质点只能在自己平衡位置附近上下振动，不随波迁移，选项C错误；在t＝0.175s时，质点Q的位移y＝4sin（10π×0.175＋

π）cm=4cm，则此时质点Q位于波峰，选项D正确；因波的频率为f=1/T=5Hz，则该简谐横波与另一列频率为5Hz的简谐横波相遇时，可以发生干涉现象，选项E正确；故选BDE.

16.某种透明材料做成的玻璃砖截面如图所示，左侧部分是半径为R的半圆，右侧为边长为2R的正方形ABCD，—束单色光从左侧沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与AB边成45°角，恰好不能从AB面射出，已知c为光在真空中传播的速度，求

（i）此种材料玻璃砖的折射率；

（ii）这束光从射入玻璃砖到开始射出玻璃砖的总时间。

【答案】

（1）

（2）

【解析】（i）恰好不能从AB面射出，则临界角C＝45°

（ii）玻璃砖内光路如图所示，

光束在玻璃砖内的光程为s＝4

R＋2R

此束光在玻璃砖内速度v＝

则光在玻璃砖内的时间为