2019届河南省高三2月份模拟考试物理试卷（解析版）

2019学年河南省高考物理模拟试卷（2月份）

一、单选题

1.一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点,现用一光滑的金属钩子勾住细绳,水平向右缓慢拉动绳子(钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上)，下列说法正确的是（   ）

A. 钩子对细绳的作用力始终水平向右

B. OA段绳子的力逐渐增大

C. 钩子对细绳的作用力先减小后增大

D. 钩子对细绳的作用力不可能等于

【答案】D

【解析】

A．OA段绳子的力始终等于物体的重力，大小不变。对钩子的作用力等于两段绳子拉力的合力，因为两段绳子之间的夹角逐渐减小，绳子对钩子的作用力逐渐增大，方向逐渐改变，钩子对细绳的作用力逐渐改变，故ABC错误；

D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于，钩子对细绳的作用力也不可能等于，故正确。

故选：D。

2.用一束红光和一束紫光分别照射金属甲和乙，它们逸出的光电子的最大初动能相等。则金属甲和金属乙比较（    ）

A. 甲的逸出功较大

B. 乙的逸出功较大

C. 相同时间内甲逸出的光电子数较多

D. 相同时间内乙逸出的光电子数较多

【答案】B

【解析】

紫光的频率比红光大，由EK=h?-W知，用紫光照射的乙金属的逸出功大，A错误，B正确；因紫光和红光的强度关系未知，无法比较两种色光在相同时间内逸出的光电子数的多少，选项CD错误；故选B.

3.如图所示，表面粗糙的U形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为R的金属棒ab，金属棒与线框接触良好，一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确的是　　

A. 当变阻器滑片P向上滑动时，螺线管内部的磁通量增大

B. 当变阻器滑片P向下滑动时，金属棒所受摩擦力方向向右

C. 当变阻器滑片P向上滑动时，流过金属棒的电流方向由a到b

D. 当变阻器滑片P向下滑动时，流过金属棒的电流方向由a到b

【答案】C

【解析】

试题分析：先根据右手螺旋定则以及螺线管磁场的特点判断穿过闭合回路的磁通量方向，然后根据滑动变阻器的变化判断回路中的磁通量变化，运用楞次定律判断感应电流方向，根据左手定则判断

根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N极，而穿过回路的磁通量分为两部分，一部分为螺线管内部磁场，方向竖直向下，一部分为螺线管外部磁场，方向竖直向上，而总的磁通量方向为竖直向下，当变阻器滑片P向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，螺线管中电流减小，产生的磁场变弱，即穿过回路的磁通量向下减小，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由a到b，A错误C正确；当变阻器滑片P向下滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，螺线管中电流变大，产生的磁场变强，即穿过回路的磁通量向下增大，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由b到a，而导体棒所处磁场方向为竖直向上的，金属棒所受安培力方向向右，故摩擦力方向向左，BD错误．

4.环境监测卫星是专门用于环境和灾害监测的对地观测卫星，利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统，它们的轨道与地球赤道在同一平面内，当卫星高度合适时，该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，关于该系统下列说法正确的是（）

A. 卫星的运行速度大于7.9km/s

B. 卫星的加速度为

C. 卫星的周期为

D. 这三颗卫星的质量必须相等

【答案】C

【解析】

根据题意可知三颗轨道相同的监测卫星关测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域，由几何知识可知轨道半径为2R。在地球表面有：，在地面根据万有引力提供向心力有：，解得：，对地观测卫星有：，解得：，故A错误；根据牛顿第二定律可得：，联立以上可得：，故B错误；根据万有引力提供向心力有：，联立以上可得：，故C正确；由上可知与卫星的质量无关，故D错误。所以C正确，ABD错误。

5.如图所示，ABCD为一个圆台，O点是其对称轴上某点，其中C、A、O以及D、B、O分别在一条直线上，现将正点电荷放在O点，BNC为某个试探电荷经受电场力做功的移动路线，不计重力，则下列说法正确的是　　

A. A、B两点的电场相同

B. 圆台底部平面CD为等势面

C. 负电荷沿BNC从B到C，动能变大

D. 正电荷沿着BNC从B到C电场力做功等于该电荷沿任意路径从A到D电场力做功

【答案】D

【解析】

【分析】

根据分析电场强度大小；根据点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，即距离点电荷相等的地方电势相等，且沿着电场线方向电势逐渐降低分析比较电势；根据比较电场力做功。

【详解】A、B两点到O点距离相同，故两点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B两点的电场强度不相同，故A错误；O到N点距离比CD两点到O点距离短，故电势比CD两点电势高，故底面CD不为等势面，故B错误；负电荷沿BNC从B到C，电场力做负功，电势能增加，故动能减小，故C错误；AB两点到O点距离相等，AB两点电势相等；CD两点到O点距离相等，CD两点电势相等；但CD两点比AB两点距离远，则，故，则正电荷沿着BNC从B到C电场力做功等于该电荷沿任意路径从A到D电场力做功，故D正确；故选D。

【点睛】本题考查点电荷的电场，根据分析电场强度大小，关键还要知道点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，即距离点电荷相等的地方电势相等。

6.如图所示，把一个多匝正方形线框悬挂在弹簧秤下，线框底边处在磁场中，当开关闭合时，线框中的电流如图所示，则　　

A. 开关闭合后，只有线框下边框受到安培力

B. 开关闭合后，向右移动滑动变阻器，弹簧称读数变大

C. 开关闭合后，增加线框的匝数，调节滑片保证线图电流不变，则弹簧秤读数变大

D. 调换电源正负极，开关闭合后，弹簧秤示数一定增加

【答案】C

【解析】

【分析】

根据左手定则分析安培力的方向，由电流变化确定安培力的大小和方向的变化；再根据平衡条件明确弹簧秤示数的变化。

【详解】虽然只有线框底边处在磁铁的磁场中，但周围仍然有较弱的磁场存在，所以则在开关闭合后，不仅仅是只有线框下边框受到安培力，其余的边也受到安培力，只是很小。故A错误；由图，外侧的电流向上，则底边的电流方向向外，根据左手定则可知，开关闭合时后线框底边受到的安培力方向向下，向右移动滑动变阻器滑动触头，接入电路中的电阻增大，则电流减小，安培力减小，所以弹簧秤的示数减小，故B错误；开关闭合后，增加线框的匝数，调节滑片保证线图电流不变，线框受到的安培力整体增大，所以弹簧秤读数变大，故C正确；调换电源正负极，开关闭合后，安培力向上，则弹簧秤示数一定减小，故D错误。故选C。

【点睛】本题考查左手定则以及平衡条件的应用，要注意明确线圈只有下边受安培力作用，根据左手定则以及进行分析即可求解。

二、多选题

7.如图所示，质量为m的物块下方有一竖直的轻弹簧，弹簧的下端距离水平地面为h，将物块和弹簧由静止自由释放，物块下降了H时，速度再次为零，重力加速度为g。下列说法正确的是　　

A. 物块从开始下落到速度再次为零，物块克弹簧弹力做功为mgH

B. 物块的速度再次为零时，弹簧的弹性势能为mgh

C. 弹簧下端刚接触地面时，物块的速度为

D. 物块的速度最大时，弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小

【答案】AD

【解析】

【分析】

对物块，根据动能定理求物块克弹簧弹力做功。对于物块组成的系统，由于只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒求弹簧的弹性势能。结合系统的机械能分析弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和何时最小。

【详解】设物块的速度再次为零时，弹簧的弹性势能为；对物块根据动能定理得：，则：，故A正确。对于物块和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒知：物块的速度再次为零时，物体的重力势能减小mgH，物体的动能不变，则知弹簧的弹性势能为mgH，故B错误。弹簧下端刚接触地面时，物块下落的高度为h，速度为，故C错误。物块与弹簧组成的系统机械能守恒，即弹簧的弹性势能、物块的重力势能和动能之和保持不变，可知当物体的速度最大时，物块的动能最大，弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小。故D正确。故选AD。

【点睛】本题的关键要明确能量是如何转化的，要知道物块与弹簧组成的系统机械能守恒，但物块的机械能并不守恒。

8.如图所示，弹性轻绳固定在天花板上的悬点O上，弹性轻绳自由伸长时另外一端位于P点，在P点固定一个光滑的小圆柱，弹性轻绳的下端连接一个重物，重物位于粗糙的水平桌面上的A点且对桌面有压力，A点位于P点正下方。现把重物拉到水平桌面上的B点静止释放，水平桌面各处租糙程度相同，弹性轻绳的形变始终在弹性限度内，且符合胡克定律。重物由B点向A点运动的过程中，下列说法正确的是

A. 桌面对重物的支持力逐渐增大

B. 桌面对重物的摩擦力保持不变

C. 重物的加速度将一直减小

D. 重物与弹性轻绳的机械能之和逐渐减小

【答案】BD

【解析】

【分析】

重物由B点向A点运动的过程中，竖直方向受力平衡，由平衡条件和胡克定律分析重物所受的支持力的变化情况，从而来分析滑动摩擦力变化情况，由牛顿第二定律分析加速度的变化情况。根据功能关系分析系统机械能的变化情况。

【详解】重物由B点向A点运动的过程中，设重物运动到AB间某点C时，轻绳与水平方向的夹角为，轻绳的伸长量为x，则轻绳的张力，地面对重物的支持力为，保持不变，由可知，桌面对重物的滑动摩擦力保持不变，故A错误，B正确。

根据牛顿第二定律得：，x减小，增大，减小，先大于f，后等于f，再小于f，则知加速度a先减小后反向增大，故C错误；在重物从B运动到A的过程中，物块要克服地面的摩擦力做功，物块和弹性轻绳组成的系统机械能逐渐减小，故D正确。故选BD。

【点睛】解答此题的关键是先对小物块在C点时受力分析，由竖直方向上合力为零，分析桌面对重物的支持力的变化情况。

9.下列说法正确的是_______

A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

B．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

【答案】ADE

【解析】

空中的小雨滴呈球形是表面张力形成的原因，液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，A正确；浮在水中的花粉的布朗运动反映了液体分子的热运动，它无法反映花粉分子的运动，B错误；高原地区水的沸点较低，这是高原地区压强较低的缘故，与温度无关，C错误；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，D正确；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果，故E正确．

10.原点O处有一简谐横波波源，时波源开始振动，形成沿x轴正向传播的机械波，当时的波形图如图所示，此时质点P刚好开始振动，ab两点相距，下面说法中正确的是　　

A. 处的质点起振方向向上

B. 经过，a处质点的瞬时速度最大

C. 这列波的传播速度为

D. 经过，b处质点的位移为

E. 在某时刻，两质点振动方向可能相同

【答案】ACD

【解析】

【分析】

简谐横波沿x轴正向传播时，介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同。根据波的传播方向判断图示时刻处质点的振动方向，即为波源的起振方向。由图读出波长，求出周期。根据振动方程确定位移。

【详解】简谐横波沿x轴正向传播时，P处的质点的振动方向向上，则波源开始振动的方向一定是向上。则处的质点起振方向向上，故A正确。由图读出波长为，机械波的波速，周期为；将质点振动规律与图象结合起来，a处质点的振动方程为，因此到波峰的时间等于，即到达最大位移处，瞬时速度为零，故B错误、C正确；b处的质点的振动方程为，因此经过，，故D正确；ab之间的距离超过了半波长，因此不可能振动方向一致，故E错误。故选ACD。

【点睛】本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要掌握振动的一般方程，知道方程中各字母表示的物理意义，能够根据图象直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系。

三、实验题探究题

11.为了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动，某同学设计了如图甲所示的实验，由静止释放小车，小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动。打点计时器打下的纸带如图乙所示，计数点0为打下的第一个点，该同学在测出计数点2、3、4到计数点0的距离x1、x2、x3后，将纸带由图示位置剪断，将毎段纸带的下端对齐，依次并排粘贴在直角坐标系中，连接各段纸带上端的中点画出平滑曲线如图所示，对该实验结果的研究可知：

（1）在有橡皮条弹力作用时，小车做加速度______的直线运动．

A．不断减小            B．不断增大

C．先增大后减小        D．先减小后增大

（2）设打点周期为T，则由纸带测量数据可估算小车的最大速度vm＝______，该估算值______（选填“等于”、“大于”或“小于”）小车最大速度的实际值。

【答案】    (1). D    (2).     (3). 小于

【解析】

（1）根据牛顿第二定律可知：，当弹力大于摩擦力时，随着橡皮筋形变量的减小，加速度在减小，当弹力小于摩擦力时，随着橡皮筋形变量的减小，加速度在反向增大，所以小车做加速度先减小后增大的直线运动。

（2）由图可知最大速度出现在23段内，根据运动学公式可得最大速度为：，因为速度在加速度为零时的那一刻最大，所以该估算值小于小车最大速度的实际值。

12.小丁同学对实验室中的线圈如图甲所示产生了浓厚兴趣，决定利用伏安法测量线圈电阻，实验电路如图丙所示，回答下列问题：

（1）实验前，图丙中滑动变阻器滑片应置于______填“a”或“b”端：

（2）已知实验中电压表所接量为，某次实验中电压表示数如图乙所示，则电压为______V。

（3）改变滑动变阻器滑片，待电路稳定得到多组电流、电压值如下表所示，请在图丁中作出相应的图象_________。

（4）由图象可得该线圈电阻大小为______。

【答案】    (1). (1)a；    (2). (2)1.70；    (3). (3)     (4). (4)28.5

【解析】

【分析】

滑动变阻器分压接法时，实验前滑动变阻器并联部分电阻最小，以便保护电流表和电压表；
根据电压表的读数规则读数；
利用描点作图。
图象中斜率表示电阻求解电阻阻值。

【详解】根据图丙可知，滑动变阻器采用分压接法，实验前，应使滑动变阻器并联电阻最小，故应在a端；
电压表的最小刻度为，读数估读到，故电压表读数为；
根据表格数据描点作图如图所示：

在图象中斜率表示电阻可得：

【点睛】应明确遇到根据图象求解的问题，首先要根据物理规律整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解。

四、计算题

13.无人驾驶目前还有较多的技术障碍难以克服，其中汽车车载系统严重依赖无线通信传输速度是主要的技术障碍。最近世界通信巨头华为公司提出基于5G通信技术的解决方案，该5G通信技术的超低时延的优势将提升车联网数据采集的及时性，保障实时信息互通，消除无人驾驶安全风险。简化的工作模式是无人驾驶车载电脑发现问题，通过5G信号将问题传输给云端中央服务器，服务器将处理方案回传给车载电脑，然后车载电脑采取加速或减速等操作。在某次实验室测试中汽车以10m/s的速度匀速前进，车载传感器检测到正前方22m处有静止障碍物，车载电脑通过5G信号通知云端，随后车载系统获得指令立即采取制动措施（5G信号下，系统信号传输延迟忽略不计），使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向车上成员发出警告，2s之后系统采取紧急制动，使汽车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。，已知 求：

（1）驾驶员采取紧急制动之前，汽车行进距离的大小；

（2）假设驾驶员的质量为70kg，求紧急制动时座位对驾驶员的作用力大小；

（3）现有4G信号系统平均延迟时间为0.4s，在4G通信情况下，在22m距离内系统直接匀减速的加速度至少要多大才能避免相撞（保留2为有效数字）。

【答案】（1）18m （2）896N  （3）

【解析】

【详解】（1）根据匀变速运动的速度公式v=v0+at可知
2s时的瞬时速度为v1=10-1×2=8m/s
汽车通过的位移

（2）紧急制动时通过的位移为x2=s-x=4m，
根据v2-v12=2a2x2
解得：a2=-8m/s2
紧急制动时，水平方向的作用力F1=ma2=560N
竖直方向的作用力F2=mg=700N
所以紧急制动时座位对驾驶员的作用力F=≈896N
（3）根据题意，在4G信号延迟0.4s内，汽车在延迟0.4s内通过的位移x3=v0t=4m，
直接匀减速避免相撞，则根据v2-v02=2a3x3
解得：a≈2.8m/s2

14.如图所示，坐标系xoy位于光滑绝缘水平面内，其中第二象限内存在一个与坐标平面平行方向如图的匀强电场。一质量为M，电量为的小球a从A点由静止释放。沿AO方向运动。到达O点时速度为v，AO长度为若小球a恰能与静止在O点质量为的不带电小球b发生弹性碰撞，相碰时电荷量平分，同时瞬间撤去电场并在整个空间加一垂直于坐标平面向下的匀强磁场。忽略两小球间的静电力及小球运动所产生磁场的影响。求：

(1)匀强电场的电场强度大小E；

(2)，b两球碰后的速度；

(3)若从a，b两球相碰到两球与O点第一次共线所用时间为t，则匀强磁场的磁感应强度的大小为多少？

【答案】(1)；(2)和； (3)。

【解析】

【分析】

小球a在电场中做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动学速度位移公式结合可求得匀强电场的电场强度大小E；
、b两球发生弹性碰撞，遵守动量守恒和机械能守恒，由动量守恒定律和机械能守恒定律求两球碰后的速度；
、b两球碰后在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律和运动学公式求得两球运动周期，画出轨迹，分析时间t与两球周期的关系，求解匀强磁场的磁感应强度的大小。

【详解】(1)设a球在电场中运动的加速度为a，由牛顿第二定律和运动学公式可得：

解得：
设a、b两球碰后的速度分别为和，取碰撞前a球的速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能能守恒定律得：
 。
 。
解得：，
由于碰后两球都带正电在磁场中向同一方向偏转做圆周运动，如图。

由，得：
则得：，
如图所示a、b两球与O点第一次共线时有：
解得：

【点睛】本题中带电小球先加速后做圆周运动类型，关键是画出轨迹图，结合几何关系分析时间与周期的关系。

15.如图所示，两个边长为10cm的正方体密闭导热容器A、B，用一很细的玻璃管连接，玻璃管的下端刚好与B容器的底部平齐，玻璃管竖直部分长为L=30cm，初始时刻阀门K1、K2均关闭，B容器中封闭气体的压强为15 cmHg。外界环境温度保持不变。

I.打开阀门K1，让水银缓慢流入B容器，求最终B容器中水银的高度；

II.再打开阀门K2，向B容器中充入p0=75cmHg的气体，使B容器中恰好没有水银，求充入气体的体积。

【答案】  3.3×10-4m3

【解析】

I.打开阀门，稳定后，设B容器中水银的高度为h，容器底面积为S

初始时，B中封闭气体体积，气体压强

稳定时，B中封闭气体体积，气体压强

根据玻意耳定律

解得h=6.25cm

II.打开阀门，向B容器中充入气体的体积为时，B容器中恰好没有水银

则B中封闭气体压强，由理想气体状态方程

解得：

16.如图，某同学想把剖面MON为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”送给妈妈。已知顶角∠MON = 2θ，该玻璃折射率n = 2。现有一光线垂直MN边入射。

（i）为了使该光线在OM边和ON边都能发生全反射，求θ的取值范围。

（ii）若θ = 42°，试通过计算说明该光线第一次返回MN边能否射出。

【答案】（1） （2）可以射出

【解析】

（i）根据题意画出光路图（如图）

当光线入射到玻璃砖的内表面（OM、ON）上恰好发生全反射时需满足

解得：临界角 C=30°

由几何关系可得光线入射到OM边、ON边的入射角分别为90°－θ、3θ－90°

要发生全反射应满足：90°－θ ≥C、3θ－90°≥C

综合两式得 40°≤θ≤60°。

（ii）画出该光线第一次返回MN边时的光路图

由几何关系可得在MN边入射角为180°－4θ

若θ = 42°，则180°－4θ＜C

所以该光线第一次返回MN边可以射出