2019届河北省衡水市武邑中学高三第三次模拟考试理科综合物理试卷（解析版）

河北武邑中学2018-2019学年高三年级第三次模拟考试

理科综合能力测试

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置，并贴好条形码。

3．全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：H-1  O-16   Na-23  S-32   Fe- 56   Cu-64   Ni-59

第Ⅰ卷（选择题共126分）

一、选择题：本题共13小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目

1.如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为0.8λ0的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。该金属的逸出功为(    )

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据光电效应方程：，电流刚好为零时：，联立解得：，设第一次电压表示数为U，根据题意得：，，联立解得：，ABC错误，D正确

2.平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间图象分别为图中直线a和曲线b，已知b车做匀变速直线运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是（     ）

A. b车的加速度大小为1 m/s2

B. a车的速度大小为3 m/s

C. b车做匀加速直线运动

D. t=2s时，a、b两车相遇，速度不相等

【答案】A

【解析】

【详解】AB.位移时间图像中的斜率代表物体的速度，所以a物体做匀速运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，所以，对b车从0到2s，设初速度：，，联立解得：，，A正确B错误

C.因为斜率代表速度，而b车的斜率越来越小，所以b车做匀减速运动，C错误

D.因为t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，斜率相同，所以辆车在该时刻速度相等，D错误

3.由于“潮汐锁定”，月球的自转和公转的周期几乎相同，使月球永远以一面向着地球。2019年Ⅰ月3日，我国发射的嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面。若月球和地球的自转周期之比为q，则月球和地球同步卫星绕地球公转的轨道半径之比和加速度之比分别为

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】根据可得，由于月球和地球自转周期之比为q，所以月球和同步卫星的公转周期之比为q，则月球和地球同步卫星的轨道半径之比为；根据可得，月球和地球同步卫星的向心加速度之比为，故B正确，A、C、D错误；

故选B。

4.如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为D,在下极板上叠放一厚度为l的金属板A,（l<D）,其上部空间有一带负电的粒子P静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动,已知重力加速度为g。则下列判断正确的是(　　)。

A. 电容器的电容变大

B. 两板间的电场强度不变

C. 上极板所带电荷量变大

D. 粒子运动的加速度大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A.将金属板从电容器中快速抽出后，增大了极板间距，根据电容决定式，当板间距d变大，电容C变小，A错误

B.因为电源电压恒定，根据场强公式，间距变大，场强变小，B错误

C.根据，因为电压恒定，电容变小，所以带电量变小，C错误

D.初始时，粒子静止有：，解得：，撤去金属板后：，根据牛顿第二定律：，解得：，D正确

5.如图甲所示,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)。

A. 0-4 s时间内拉力的冲量为3.2 N·s

B. t=4 s时滑块的速度大小为17.5 m/s

C. 木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s

D. 木板的速度最大为2 m/s

【答案】C

【解析】

【详解】A.冲量的定义式:,所以F-t图像面积代表冲量，所以0-4 s时间内拉力的冲量为，A错误

B.木块相对木板滑动时：对木板：，对木块：，联立解得：，，所以0时刻，即相对滑动，对滑块：，解得4s时滑块速度大小：，B错误

CD.4s时，木板的速度，撤去外力后，木板加速，滑块减速，直到共速，根据动量守恒：，解得：，对木板根据动能定理可得：C正确，D错误

6.如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，RL为光敏电阻(光照减弱时阻值增大)，C为电容器。闭合开关S，电路稳定后，用光照射RL，下列说法正确的是 （  ）

A. 电压表示数增大

B. 电源的效率增大

C. 电容器所带电量增加

D. R2消耗的功率增大

【答案】CD

【解析】

【详解】A.当光照射RL，电阻变小，外电路总电阻变小，得：，总电流I变大，根据，当电流变大，路端电压变小，即电压表示数变小，A错误

B.电源效率，路端电压变小，效率变小，B错误

C.路端电压变小，两端电压变小，电流变小，而总电流变大，电流变大，所以两端电压，变大电容器两端电压与两端电压相等，变大，所以，电量变大，C正确

D.根据C选项分析，电流变大，消耗功率变大，D正确

7.如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝L，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子。已知粒子的比荷为，发射速度大小都为v0=。设粒子发射方向与OC边的夹角为θ，不计粒子间相互作用及重力。对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是 （  ）

A. 当θ=450时，粒子将从AC边射出

B. 所有从OA边射出的粒子在磁场中运动时间相等

C. 随着θ角的增大，粒子在磁场中运动的时间先变大后变小

D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出

【答案】AD

【解析】

试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，已知，解得粒子的运动半径，当入射时，粒子恰好从A点飞出，则当时，粒子将从AC边射出，故A正确；所有从OA边射出的粒子，不同，而轨迹圆心对应的圆心角等于，所用时间，T一定，则知粒子在磁场中运动时间不等，故B错误；所有从OA边射出的粒子，由知，随着角的增大，粒子在磁场中运动的时间不断变小，当飞入的粒子在磁场中运动时间恰好是，是在磁场中运动时间最长，故C错误；当飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，因此在AC 边界上只有一半区域有粒子射出，故D正确。

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动

【名师点睛】此题关键要根据磁场的界限来确定运动情况，并结合半径与周期公式来分析讨论．从到的过程中，粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆弧的弦长先减小后增大，所以粒子在磁场中运动时间先减小后增大是该题的关键。

8.如图甲所示，由一根导线绕成的矩形线圈的匝数n＝10匝，质量m＝0.04 kg、高h＝0.05 m、总电阻R＝0.5 Ω、竖直固定在质量为M＝0.06 kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同。线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v0＝2 m/s进入垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度B＝1.0 T，运动过程中线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车从刚进磁场位置1运动到刚出磁场位置2的过程中速度v随车的位移x变化的图象如图乙所示，则根据以上信息可知（  ）

A. 小车的水平长度l＝10cm

B. 小车位移x＝15cm时线圈中的电流I＝1.5A

C. 小车运动到位置3时速度为1.0m/s

D. 小车由位置2运动到位置3的过程中，线圈产生的热量Q＝0.0875J

【答案】AC

【解析】

【详解】A.从位置1到位置2，开始进入磁场，安培力向左，小车减速，全进入磁场后，回路磁通量不再变化，没有感应电流，不受安培力开始匀速，所以根据图像可以看出小车长10cm，A正确

B.小车的位移x＝15cm时，处于匀速阶段，磁通量不变，回路电流为零，B错误

C.小车进入磁场过程中：，出磁场过程中：，而进出磁场过程中电量：，进出磁场过程中磁通量变化相同，所以电量相同，所以，解得：，C正确

D.从位置2运动到位置3的过程中，根据能量守恒：，解得：，D错误

第II卷

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做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共129分）

9.如图所示的冲击摆装置，是高中物理专用实验仪器，主要用于研究物体的完全非弹性碰撞及测定钢球的速度等实验．其原理是利用弹簧枪发射钢球，将钢球水平打入静止摆块左侧的小洞并停在里面，时间极短，摆块(內含钢球)向右摆动，推动指针，指针摆过的最大角度即为摆块的最大摆角．已知摆块质量为M=80g，钢球质量为m=8.4g，直径d=12.7mm，弹簧枪水平发射钢球的速度有三档。

(1)某实验小组利用平抛规律测量弹簧枪全部三档的发射钢球速度，先将摆块移开，发射后钢球做平抛运动，测得三次实验中钢球的水平位移如下表所示，并通过相关数据计算出了1、3档钢球的发射速度，请你估算v2的大小___________。

(2)设钢球打进摆块的初速度为υ0，如果钢球和摆块系统的动量和能量守恒，则钢球打进摆块后系统的机械能与打进前瞬间的比值为___________ (设摆块初始位置的重力势能为0)

A．     B．     C．1     D．

【答案】    (1). 6.6m/s    (2). A

【解析】

【详解】（1）钢球1做平抛运动的时间为：

各钢球做平抛运动的时间是相等的，所以钢球2的初速度为：

（2）钢球射入摆块后共同速度为v，选v0的方向为正方向，根据动量守恒定律得：

mv0=（m+M）v

则钢球打进摆块后系统的机械能与打进前瞬间的比值为：

联立可得：

故A正确，BCD错误

10.某同学用图甲所示的电路研究某种型号电池的电动势及内阻图中R0为5Ω的定值电阻，两个电压表均为理想电压表。

(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的的实物图补充完整_______

(2)闭合开关，电压表V1 、V2的示数分别为U1、U2，调节滑动变阻器，得到多组U1、U2，作出电池的U1－U2曲线如图丙。由此可知电池的电动势为___________V，U2较大时电池的内阻将___________(选填“增大”、“不变”或“减小”)

(3)若将图甲所示的电路图中的滑动变阻器换成R=20Ω的定值电阻，闭合开关后电阻R消耗的电功率为___________W(计算结果保留两位有效数字)。

【答案】    (1).     (2). 2.90（或2.9,2.89,2.91,2.92）    (3). 增大    (4). 0.20（0.18—0.22）

【解析】

【详解】（1）电路如图；

（2）由闭合电路的欧姆定律：，即 ，由图像可知，电池的电动势为2.90V；因图像的斜率，则U2较大时，图像的斜率变大，则电池的内阻将增大；

（3）若将图甲所示的电路图中的滑动变阻器换成R=20Ω的定值电阻，闭合开关后电阻R两端的电压等于R0两端电压的4倍，则此时U1=5U2，由图像可知U1=2.5V，U2=0.5V，R两端的电压为2.0V，则R消耗的电功率为.

11.如图所示，足够长导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角θ＝370，导轨间距L＝0.4m，其下端连接一个R＝2Ω的定值电阻，其它电阻不计．两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T。一质量为m＝0.02kg的导体棒ab垂直于导轨放置，导体棒与导轨间的动摩擦因数，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g＝10m/s2，sin370＝0.6，cos 370＝0.8．

（1）求ab棒下滑过程中电阻R消耗的最大功率；

（2）若导体棒从静止加速到v＝1m/s过程中，通过R的电量q＝0.3C，求此过程中系统产生的总热量Q；

（3）若磁场方向变为竖直向下，大小不变，导轨光滑，求运动过程中的最大速度。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）当导体棒加速度为零时，即重力向下分力与安培力大小相等时，速度最大，感应电动势最大，电阻消耗功率最大，根据平衡条件得：，，联立解得：，根据功率方程：

（2）设该过程沿斜面下滑距离为x：，解得：，

根据能量守恒得：，代入数据解得：

（3）速度最大，加速度为零，根据平衡条件得：，，解得

12.如图所示，长为L1=2m的细线拴一质量为m=1kg的小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆),摆线与竖直方向的夹角为α=37°,不计空气阻力，当小球运动到P点时绳子断了，一段时间后小球恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧，进入圆弧时无机械能损失，已知圆弧的半径R=m，θ=53°，小球经圆弧运动到B点时与停在光滑地面的质量为M=2 kg的物块发生弹性正碰，物块运动到C后沿顺时针转动的倾斜的传送带CD运动，传送带CD与地面的倾角=37°，速度为v=2m/s，不计物块在C处的机械能损失。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5（g取10 m/s2，sin37°=0.60，cos 37°=0.80，g取 10 m/s2)求：

（1）小球到达圆弧B点时（碰撞前）的速度

（2）若物块M若能够到达D端，传送带CD部分L2最长是多少

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）设匀速圆周运动速度：，解得：，在A点，设速度为，根据运动合成与分解：，从A到B，设碰前速度，根据动能定理：，解得：

（2）两物体弹性相碰，设M碰后速度为，m碰后速度为： ，，解得：，开始滑上传送带，在传送带上，开始减速，到与传送带速度相同：，，因为，所以共速后，不能一起匀速，继续减速，减速到零：，所以传送带最长

（二）选考题：共45分，请考生从给出的2道物理题，道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑，注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域规定位置答题，如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

13.下列说法正确的是(   )

A. 只要减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低

B. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也一定减小

C. 同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

D. 在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变

E. 温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同

【答案】ADE

【解析】

【详解】A.温度是分子热运动剧烈程度的标志，所以减弱气体分子热运动的剧烈程度就是降低了气体温度，A正确

B.根据分子间作用力关系，随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，但由于不知道分子力做功情况，无法判断分子势能变化，B错误

C.同一种物质在不同的温度时可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如天然的水晶和玻璃，C错误

D.在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和蒸气压强，液体的饱和汽压的大小与体积无关，在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强不变，D正确；

E.温度是分子平均动能的标志，所以温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同，E正确

14.如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口，卡口距缸底的高度h=20cm。汽缸活塞的面积S=100cm2，重量G=100N，其下方密封有一定质量的理想气体，活塞只能在卡口下方上下移动。活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，竖直轻弹簧下端与缸底固定连接，上端与活塞固定连接，原长l0=15cm，劲度系数k=2000N/m。开始时活塞处于静止状态，汽缸内气体温度T1=200K，弹簧的长度l1=10cm，现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体（大气压P0=1.0×105Pa）。求

（i）当弹簧恢复原长时时汽缸内气体温度T2；

（ⅱ）当汽缸中的气体温度T3=500K时汽缸内气体的压强P3。

【答案】（i）330K；（ⅱ）1.25×105Pa。

【解析】

【详解】（i）对活塞受力分析，开始时气体的压强为：

温度为：T1=200K

体积为：V1=lS=10S

弹簧恢复原长时，对活塞受力分析，根据平衡得封闭气体压强为：

Pa

体积为：V2=l0S=15S

由理想气体状态方程得：

代入数据解得：T2=330K

（ii）设温度为T时，活塞恰好上移至卡口，此时有：

==1.2×105Pa

V=hS=20S

由理想气体状态方程得：

代入数据解得：T=480K

由于T3=500K＞480K，活塞以上移至卡口，有：

V3=hS=20S

由理想气体状态方程得：

代入数据解得：

15.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图2所示，质点P的x坐标为3 m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s.下列说法正确的是(　　)

A. 波速为4 m/s

B. 波的频率为1.25 Hz

C. x坐标为15 m的质点在t＝0.6 s时恰好位于波谷

D. x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰

E. 当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷

【答案】BDE

【解析】

由题，任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则该波的周期为 T=2×0.4s=0.8s，则，由图可知，该波的波长是，所以波速：，故A错误，B正确；x坐标为15m的质点到x=3m质点的距离为：，所以x坐标为15m的质点与x=3m处质点的振动始终相同。t=0时刻x=3m的质点向上振动，经过时间恰好到达平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好平衡位置。故C错误；x的坐标为22m的质点到x=2m质点的距离为：，所以x坐标为22m的质点与x=2m处质点的振动始终相同。t=0时刻x=2m的质点向上振动，经过时间恰好到达波峰，所以x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，故D正确；x坐标为17m的质点到P点的距离为：，所以x坐标为17m的质点与P点的振动始终相反，当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷，故E正确；故选BDE。

【点睛】根据任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s即可求出周期。相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，由图读出波长。由求出波速。根据两个质点平衡位置间距离与波长的关系，分析它们状态关系。

16.图示为半径R＝6cm的某种半圆柱透明介质的截面图，MN为紧靠该介质右侧竖直放置的光屏，与介质相切于P点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O。当入射角i＝30°时，在光屏上出现三个亮斑，MP间两个亮斑到P点距离分别为8cm和6cm。则介质对红光和紫光的折射率分别为多少？

【答案】紫光折射率：，红光折射率：

【解析】

【详解】光路图如下：

根据几何关系得：，；，；根据折射定律得紫光折射率：，红光折射率：