2019届河北省武邑中学高三下学期第一次模拟考试物理试卷（解析版）

武邑中学高三下学期第一次模拟考试物理试题

一．选择题

1.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列叙述正确的是

A. X原子核中含有86个中子 B. X原子核中含有141个核子

C. 因为裂变时释放能量，根据，所以裂变后的总质量数增加 D. 因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少

【答案】A

【解析】

设X的原子核中含有x个质子，质量数为y，根据电荷数和质量数守恒有：92=x+38，235+1=y+94+2，解得x=54，y=140，所以X的中子数为：y-x=86，故A正确；根据A选项的论述可知X含义质量数为140，即核子数为140，故B错误；裂变反应过程中质量数守恒，质量数不会增加，裂变过程存在质量有亏损，质量不守恒，故CD错误。所以A正确，BCD错误。

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2.空间存在一静电场，x轴上各点电势随x变化的情况如图所示。若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，Ek-t图线，Ep-t图线正确的是（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】AB、由图可知，图像的斜率表示电场强度，从到的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B正确，A错误；

C、粒子在运动过程中，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大，在位置的斜率为零，故C错误；

D、由于粒子带负电，根据电势能可知，变化规律与变化规律相反，故D错误；

图线正确的是选B。

3.2018年5月和12月，我国分别成功地将探月工程的鹊桥号中继星和嫦娥四号登月探测器发射升空。鹊桥号中继星是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星，为在月球背面工作的 嫦娥四号登月探测器提供地月间的中继通信。该L2点位于地球和月亮连线的延长线上，如图所示，鹊桥号在该点消耗很少燃料就可较长期地与月球同步绕地球做圆周运动。嫦娥四号登月探测器软着陆月球背面，更深层次地探测月球地质、资源等方面的信息。请根据上述信息和你所掌握的物理知识，确定下列叙述中正确的是

A. 地球对鹊桥号万有引力作用可忽略不计

B. 以同样的速度爬上相同的坡道，探测器在月球上将比在地球上消耗更大的功率

C. 相对月面静止的探测器绕地球运行的向心加速度比鹊桥号的向心加速度小

D. 在降落到月面的过程中，探测器和月球系统的机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A、由于地月拉格朗日L2点与月球、地球总在同一直线上，“鹊桥”号中继星绕地球运行的角速度和周期与月球相等，地球对鹊桥号的万有引力与月球对鹊桥号的万有引力的合力提供“鹊桥”号中继星绕地球运行的向心力，故A错误；

B、由于在月球表面上的加速度比在地球表面上的加速度小，以同样的速度爬上相同的坡道，在地球表面上克服引力做功大于在月球表面上克服引力做功，所以探测器在地球上将比在月球上消耗更大的功率，故B错误；

C、因为“鹊桥”号中继星绕地球运行轨道半径比月球的轨道半径大，由可知相对月面静止的探测器绕地球运行的向心加速度比鹊桥号的向心加速度小，故C 正确；

D、在降落到月面的过程中，地球对探测器的引力做功，探测器和月球系统的机械能不守恒，故D错误；

叙述正确的是选C。

4.如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是

A. a、b、c小球带同种电荷

B. a、b小球带异种电荷

C. a、b小球电量之比为

D. a、b小球电量之比为

【答案】D

【解析】

【详解】AB、对c分析，受到重力、环的支持力以及a与b的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力，或都是排斥力，则a与b的电性必定是相同的；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力，对a分析，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向左的分力、b对a的库仑力向左的分力、c对a的库仑力的分力，若a要平衡，则c对a的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以c对a的作用力必须是吸引力，所以c与a的电性一定相反；即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故选项、B错误；

CD、设环的半径为R，三个小球的带电量分别为：、和，由几何关系可得， ，a与b对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则有，所以，故选项D正确，C错误；

故选选项D。

5.如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。有无数个带有相同电荷和相同质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的，则等于

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设圆的半径为，磁感应强度为时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，，如图所示，所以粒子做圆周运动的半径R，则有，解得；

磁感应强度为时，从P点射入粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，，如图所示，所以粒子做圆周运动的半径，则有，由带电粒子做圆周运动的半径，由于相等，则得

，故选项A正确，B、C、D错误；

故选选项A。

6.t=0时刻一质点开始做平抛运动，用下列图象反映其水平分速度大小vx、竖直分速度大小vy、合速度大小v与时间t的关系，合理的是

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

试题分析：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，写出分速度与时间的关系式，由速度合成得到v与时间t的关系式，再选择图象．

平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，A正确；合速度大小为，t=0时，且随着t的增大，v增大，故BD错误；平抛运动在竖直方向做自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，故图象过原点倾斜的直线，C正确．

7.如图，在匀强电场中，质量为m、电荷量为+q的小球由静止释放沿斜向下做直线运动，轨迹与竖直方向的夹角为θ，则

A. 场强最小值为 B. 电场方向可能水平向左

C. 电场力对小球可能不做功 D. 小球的电势能可能增加

【答案】CD

【解析】

小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，当电场力的方向与轨迹垂直时，如图所示，电场力最小，即，故，该情况下电场力垂直于速度方向，不做功，A错误C正确；若电场方向水平向左，则电场力方向水平向左，合力不可能沿轨迹所在直线方向，B错误；当电场力方向与速度方向夹角为某一钝角时，如图所示，电场力做负功，电势能增加，为锐角时，电场力做正功，电势能减小，故D正确．

8.如图所示，宽为L竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的可视为质点的小球与障碍物相距x，在障碍物以v0=4m/s的速度匀速向左运动的同时，小球自由下落，忽略空气阻力，g=10m/s2，则下列说法正确的是

A. L=1m、x=1m时小球可以穿过矩形孔

B. L=0.8m、x=0.8m时小球可以穿过矩形孔

C. L=0.6m、x=1m时小球可以穿过矩形孔

D. L=0.6m、x=1.2m时小球可以穿过矩形孔

【答案】BC

【解析】

根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间，从而通过等时性求出L的最大值．结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间，结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值．

小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为：；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为，则小球通过矩形孔的时间为，根据等时性知L的最大值为，故A错误；若，x的最小值为，x的最大值为，x的取值范围是，B正确；若，x的最小值为，x的最大值为，所以，C正确D错误．

二、非选择题

9.在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=0.5 kg，金属板B的质量mB=1 kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A，B间的摩擦力Ff=______N，A，B间的动摩擦因数μ=____。（g取10 m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=________N

【答案】    (1). 2.50 ；    (2). 0.50 ；    (3). 4.50

【解析】

【详解】A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数，Ff=F=2.50N。根据Ff=μmAg，解得：μ=0.50。由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据△x=aT2，其中△x=2cm=0.02m，T=0.1s，所以解得：a=2.0m/s2。根据牛顿第二定律得：F-Ff=mBa，代入数据解得F=4.50N。

10.为了精确测量某待测电阻的阻值，某实验小组先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量，实验室提供的器材如下：

待测电阻：Rx

电压表：V1（量程3V，内阻约为3KΩ）

电压表：V2（量程15V，内阻约为15KΩ）

电流表：A（量程10mA，内阻为rA=30Ω）

滑动变阻器：R（最大阻值10Ω，额定电流1A）

定值电阻：R1（阻值30Ω）

定值电阻：R2（阻值2Ω）

直流电源：E（电动势为3V，内阻可忽略）

单刀单掷开关一个，导线若干

① 当用多用电表的欧姆×10挡粗测Rx的阻值时，发现指针偏转角度太大了，应使选择开关拨到________（填“×100或×1” ）倍率挡，重新欧姆调零后再测，此时多用电表指针位置如图（a）所示，其读数为_________Ω。

② 在用伏安法测量Rx时，为使测量尽量精确，要求电表指针均达到半偏以上，电压表应选________，定值电阻应选________。（均填器材符号）

③ 图b为该实验小组设计测量电阻电路图的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整，并标出器材符号________。

【答案】    (1). ×1    (2). 15.0Ω    (3). V1    (4). R2    (5).

【解析】

【详解】解：①选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，指针的偏转角度太大，说明所选档位太大，应换小挡，应将选择开关换成欧姆挡的“×1”档位，然后进行欧姆调零；由图甲可知，电阻丝的电阻为15.0×1Ω=15.0Ω；

②直流电源的电动势为3V，所以电压表应选V1；根据可知电流表需要改装，若选定值电阻R1（阻值30Ω），改装后的电流表的量程为，所以选定值电阻R2（阻值2Ω）进行改装，改装后的电流表的量程为，改装后的电流表的阻值为；

③由于改装后的电流表的阻值为已知的阻值，不是大约值，为了减小误差电表采用内接法；滑动变阻器R的最大阻值小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器采用分压式，所以电路图为：

11.如图所示，倾角为的直角斜面体固定在水平地面上，其顶端固定有一轻质定滑轮，轻质弹簧和轻质细绳相连，一端接质量为m2的物块B，物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直，一端连接质量为m1的物块A，物块A放在光滑斜面上的P点保持静止，弹簧和斜面平行，此时弹簧具有的弹性势能为EP。不计定滑轮，细绳，弹簧的质量，不计斜面，滑轮的摩擦，已知弹簧的劲度系数为k，P点到斜面底端的距离为L。现将物块A缓慢斜向上移动，直到弹簧刚恢复原长时由静止释放物块A，当物块B刚要离开地面时，物块A的速度即变为零，求：

(1)当物块B刚要离开地面时，物块A的加速度；

(2)在以后的运动过程中物块A的最大速度。

【答案】(1) A加速度大小为，方向沿斜面向上

(2)

【解析】

【详解】(1)B刚要离开地面时，A的速度恰好为零，即以后B不会离开地面．当B刚要离开地面时，地面对B的支持力为零，设绳上拉力为F．  B受力平衡，F=m2g

对A，由牛顿第二定律，设沿斜面向上为正方向，  m1gsinθ-F=m1a

联立解得

由最初A自由静止在斜面上时，地面对B支持力不为零，

推得m1gsinθ＜m2g，  即， 故A的加速度大小为，方向沿斜面向上

(2)由题意，物块A将以P为平衡位置振动，当物块回到位置P时有最大速度，设为vm．

从A由静止释放，到A刚好到达P点过程，由系统能量守恒得，

当A自由静止在P点时，A受力平衡，m1gsinθ=kx

联立解得，

12.如图所示，在竖直平面内的xoy直角坐标系中，x轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度E1，方向沿y轴向上，磁感应强度B，方向垂直纸面向里。x轴下方存在方向沿y轴向上的匀强电场（图中未画出），场强为E2。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从y轴上的A点以速度大小v0沿x轴正方向抛出，经x轴上的P点后与x轴正向成45°进入x轴上方恰能做匀速圆周运动。O、P两点间距离与O、A两点间距离满足以下关系， ，重力加速度为g，以上物理量中m、q、v0、g为已知量，其余量大小未知。

(1)电场强度E1与E2的比值

(2)若小球可多次（大于两次）通过P点，则磁感应强度B为多大？

(3)若小球可恰好两次通过P点，则磁感应强度B为多大？小球两次通过P点时间间隔为多少？

【答案】（1）；（2） ；（3）  （n=1，2，3……..）；  （n=1，2，3……..）

【解析】

【详解】解：(1)小球在x轴上方匀速圆周，可得：

小球从A到P的过程做内平抛运动：  

结合：

可得：

由牛顿第三定律可得：

解得：

故：

(2) 小球第一次通过P点时与x轴正向成，可知小球在P点时则有：

故P点时的速度：

由类平抛的位移公式可得： 

小球多次经过P点，轨迹如图甲所示，小球在磁场中运动个周期后，到达x轴上的Q点，P、Q关于原点O对称，之后回到A并不断重复这一过程，从而多次经过P点

设小球在磁场中圆周运动的半径为R，由几何关系可得：

又由：

联立解得：

(3)小球恰能两次经过P点，轨迹如图乙所示

在x轴上方，小球在磁场中的运动周期：

在x轴下方，小球的运动时间：

由规律可知，小球恰能两次经过P点满足的几何关系为：  （n=1，2，3……..）

解得： （n=1，2，3……..）

两次通过P点的时间间隔为： （n=1，2，3……..）

解得： （n=1，2，3……..）

13.下列说法正确是______________

A. 神舟十号航天员王亚平在天宫一号授课，自由漂浮在水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果

B. 布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动

C. 对气体而言，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的

D. 一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，对外界做功，内能减少

E. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零

【答案】ACE

【解析】

【详解】自由漂浮的水滴呈球形，这是液体表面张力的作用收缩的结果，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故B错误；对气体而言，其规律符合统计规律；即大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的，故C正确；一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，温度不变时，则分子平均动能不变，故虽然对外做功，但内能不变，故D错误；气体压强由气体撞击器壁产生，故失重状态下，气体仍然有压强，故E正确。

14.如图所示，连通器中盛有密度为ρ的部分液体，两活塞与液面的距离均为l，其中密封了压强为p0的空气，现将右活塞固定，要使容器内的液面之差为l，求左活塞需要上升的距离x。

【答案】V=1.6 L

【解析】

【详解】右侧发生等温变化，

初态：压强P1＝P0，体积：V1＝lS

末态：压强P2，体积：

根据玻意耳定律可得：P1V1＝P2V2

即：P0lS＝P2

左侧发生等温变化，

初态：压强P3＝P0，体积：V3＝lS

末态：压强P4，体积：

根据玻意耳定律可得：P3V3＝P4V4

即：P0lS＝P4

活塞上升x后，根据平衡可得：P4+ρgl＝P2

联立可得左活塞需要上升的距离：

15.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，波源在d点，t时刻的部分波形图象如图所示，已知该波的周期为T，a、b、c、d为沿波传播方向上的四个质点，则下列说法中正确的是           。

A. 在t时刻，质点a沿y轴正方向运动

B. 在t时刻，质点c的速度达到最小值

C. 在t+2T时，质点d的加速度达到最大值

D. 从t到 时间内，质点d通过的路程为0.35m

E. t时刻后，质点a比质点b先回到平衡位置

【答案】BCE

【解析】

【详解】A、根据“上下坡法”知质点a沿y轴负方向运动，故A错误；

B、在t时刻，质点c运动到负向最大位移处，速度为零，故B正确；

C、在t+2T时，质点d的运动到正向最大位移处，加速度达到最大值，故C正确；

D、从t到 时间内，质点d通过的路程为等于，故D错误；

E、t时刻a质点向下振动，b质点向下振动，质点a比质点b先回到平衡位置，故E正确；

说法中正确的是选BCE。

16.由某种材料制成的直角三角形棱镜，折射率n1=2，AC边长为L，∠C=，∠B= ，AB面水平放置。另有一半径为，圆心角的扇形玻璃砖紧贴AC边放置，圆心O在AC中点处，折射率n2=，如图所示。有一束宽为d的平行光垂直AB面射入棱镜，并能全部从AC面垂直射出。求：

(Ⅰ)从AB面入射的平行光束宽度d的最大值；

(Ⅱ)光从OC面垂直射入扇形玻璃砖后，从圆弧面直接射出的区域所对应的圆心角。

【答案】(1)L  (2)45°

【解析】

【详解】解：(I)在三角形棱镜中，设全反射临界角为C1， 则有：

解得： C1=

如图，从D点射入的光线，在BC面反射到A点，则从B、D间垂直射入的光都能垂直射到AC面

由几何关系，有： ， 即宽度为

(II)设扇形玻璃砖全反射角为C2，且知：      

解得：C2=

如图，当α=时，从OC面垂直射入扇形玻璃砖的光线恰不能从圆弧面直接射出

故所求圆心角：