河北省保定市2020届高三第一次模拟考试理综物理试题（有详解）

2020 年高三第一次模拟考试 理科综合能力测试 第 I 卷（选择题，共 126 分） 二、选择题：本大题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14～18 题只有一个选项符合题目要求，第 19～21 题有多个选项符合题目要求，全部选对 的得 6 分，选对但不全得得 3 分，有错选的得 0 分。 14.下列关于天然放射现象的叙述中正确的是 A.人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的 B．β衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子 C．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变 D．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强 15.关于静电场中的电场线，下列说法错误的是 A.电场线能够形象描述电场的强弱和方向 B．沿电场线的方向电势有可能升高 C．电场线总是垂直等势面指向电势降低的方向 D．沿电场线方向移动一正电荷，其电势能一定减小 16.起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的 v-t 图象 如图所示，g=10m/s2。以下说法中正确的是 A. 0-3s 内货物处于失重状态 B．3-5s 内货物的机械能守恒 C．5-7s 内货物受到向上的拉力为重力的 0.3 倍 D．货物上升的总高度为 27m 17. 一质量为 m 的物体在光滑水平面上以速度 v0 运动，t=0 时刻起对它施加一与速度 v0 垂 直、大小为 F 的水平恒力，则 t 时刻力 F 的功率为 A．0 B． C． D． 18.如图，a、b 两个物块用一根足够长的轻绳连接，跨放在光滑轻质定滑轮两侧，b 的质量 大于“的质量，用手竖直向上托住 b 使系统处于静止状态。轻质弹簧下端固定，竖直立在 b 物块的正下方，弹簧上端与 b 相隔一段距离，由静止释放 b，在 b 向下运动直至弹簧被压缩 到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）。下列说法中正确的是 A.在 b 接触弹簧之前，b 的机械能一直增加 B．b 接触弹簧后，a、b 均做减速运动 C．b 接触弹簧后，绳子的张力为零D．a、b 和绳子组成的系统机械能先不变，后减少 19. 一交流发电机组为某用户区供电的示意图如图所示，发电机组能输出稳定的电压。升压 变压器原、副线圈匝数之比为 n1：n2=1：10．线圈两端的电压分别为 Ul、U2。输电线的总 电阻为 r，降压变压器的原、副线圈匝数之比为 n3：n4=10：1，线圈两端电压分别为 U3、 U4。L 是用户区里一常亮的灯泡，三个回路的干路电流分别为 I1、I2、I3。随着用电高峰的 到来，用户区开启了大量的用电器，下列说法正确的是 A．电压 U4 不变，始终等于 Ul B．电流 Il 始终等于 I3 C．L 变暗 D．输电线的电阻消耗的功率减小 20.大小相同的三个小球（可视为质点）a、b、c 静止在光滑水平面上，依次相距 l 等距离排 列成一条直线，在 c 右侧距 c 为 l 处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球“的 质量为 2m，b、c 的质量均为 m。某时刻给 a 一沿连线向右的初动量 p，忽略空气阻力、碰 撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是 A. c 第一次被碰后瞬间的动能为 B．c 第一次被碰后瞬间的动能为 C．a 与 b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为 D．a 与 b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为 21.如图甲所示，等腰直角三角形金属框 abc 右侧有一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向 外，ab 边与磁场两边界平行，磁场宽度大于 bc 边的长度。现使框架沿 bc 边方向匀速穿过 磁场区域，t=0 时，c 点恰好达到磁场左边界。线框中产生的感应电动势大小为 E，感应电 流为 I（逆时针方向为电流正方向），bc 两点间的电势差为 Ubc，金属框的电功率为 P。图 乙中上述各量随时间变化的图象可能正确的是 第Ⅱ卷（非选择题共 174 分） 三、非选择题：共 174 分。第 22 题一第 32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33 题一第 38 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必做题：共 129 分 22．（5 分）某同学查资料得知：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且 与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结 论，他设计了如下实验： ①如图所示，一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上，管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。 ②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，记 录弹簧的压缩量 x。 ③突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上。记录小球的落地位置。 ④保持弹簧压缩量不变，重复 10 次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水 平射程 s。 ⑤多次改变弹簧的压缩量 x，分别记作 x1、x2、x3…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水 平射程 s1、s2、s3…。 请你回答下列问题： (l)在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复 10 次上述操作，从而确定小球的平均落点”的 目的是为了减小 （填“系统误差”或“偶然误差”）。 (2)若测得小钢球的质量 m、下落高度 h、水平射程 s，则小球弹射出去时动能表 达式为 (重 力加速度为 g) (3)根据机械能守恒定律，该同学要做有关弹簧形变量 x 与小钢球水平射程 s 的图象，若想 直观的检验出结论的正确性，应作的图像为 A.s-x B.s-x2 C.s2-x D. s-x-l 23.（10 分）某同学看到某种规格热敏电阻的说明书，知悉其阻值随温度变化的图线如 图甲所示。为验证这个图线的可信度，某同学设计了一个验证性实验，除热敏电阻 R 之外，实验室还提供如下器材：电源 E（电动势为 4.5 V，内阻约 1 Ω）、电流表 A（量程 1 mA，内阻约 200 Ω）、电压表 V（量程 3V，内阻约 10 kΩ）、滑动变阻 器 R（最大阻值为 20 Ω）、开关 S、导线若干、烧杯、温度计和水。 (l)从图甲可以看出该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是____。 (2)图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请用笔画线代替导线把电路连接完 整。 (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头 P 应置于 端（填“a”或“b”）。 (4)该小组的同学利用测量结果，采用描点作图的方式在说明书原图的基础上作出该热敏电 阻的 Rt-t 图象，如图丙所示，跟原图比对，发现有一定的差距，关于误差的说法和改进措施 中正确的是 A.在温度逐渐升高的过程中电阻测量的绝对误差越来越大 B．在温度逐渐升高的过程中电阻测量的相对误差越来越大 C．在温度比较高时，通过适当增大电阻两端的电压值可以减小两条曲线的差距 D．在温度比较高时，通过改变电流表的接法可以减小两条曲线的差距 24.（14 分）一固定的倾角为 37°的斜面，斜面长 9m，如图所示。斜面上一物体在大小为 11N 沿斜面向上的拉力 F 作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为 1m/s2；如果将沿斜 面向上的拉力改为 1N，物体加速向下运动，加速度大小仍为 1m/s2 。取重力加速度 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(l)物体质量 m 及物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)若将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面 底端的时间 t。 25.（18 分）在直角坐标系 xoy 平面内存在着电场与磁场，电场强度和磁感应强度随时间周 期性变化的图象如图甲所示。t=0 时刻匀强电场沿 x 轴负方向，质量为 m、电荷量大小为 e 的电子由（- L，0）位置以沿 y 轴负方向的初速度 v0 进入第Ⅲ象限。当电子运动到（0， -2L）位置时，电场消失，空间出现垂直纸面向外的匀强磁场，电子在磁场中运动半周后， 磁场消失，匀强电场再次出现，当匀强电场再次消失而匀强磁场再次出现时电子恰好经过 y 轴上的(0，L)点，此时电子的速度大小为 v0、方向为+y 方向。已知电场的电场强度、磁场 的磁感应强度以及每次存在的时间均不变，求： (l)电场强度 E 和磁感应强度 B 的大小； (2)电子从 t=0 时刻到第三次经过 y 轴所 用的时间； (3)通过分析说明电子在运动过程中是否会经过坐标原点。 （二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题 作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33.[物理一选修 3—3]（15 分） (l)以下说法正确的是 （填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个 得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性 B．液体表面张力与重力有关，在完全失重的情况下表面张力消失 C．对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能达到的高度 D．饱和汽压随温度而变，温度越高饱和汽压越大 E．因为晶体熔化时吸收的热量只增加了分子势能，所以熔化过程中晶体温度不变 (2)可导热的汽缸竖直放置，活塞下方封有一定质量的理想气体，并可沿汽缸无摩擦的滑动。 活塞上方放一物块，缸内气体平衡后，活塞相对气缸底部的高度为 h，如图所示。再取一完 全相同的物块放在活塞上，气体重新平衡后，活塞下降了 。若把两物块同时取走，外界大 气压强和温度始终保持不变，求气体最终达到平衡后，活塞距汽缸底部的高度。不计活塞质 量，重力加速度为 g，活塞始终不脱离气缸。34.[物理——选修 3-4]（15 分） (l)某质点做简谐运动，从 A 点经历时间 1s 第一次运动到 B 点，路程为 8cm，A、B 两位置 质点的动能相同，再经相同的时间回到 A 点。该质点做简谐运动的周期 T=_ ___s，振幅 A= m，以第一次经过最大位移时开始计时，再次回到 A 点时速度方向为正方向，质点 位移 x 随时间 t 变化的函数关系为 。 (2)如图所示，一平行玻璃砖的截面是一个矩形，玻璃砖的厚度为 d，DC 面涂有反光材料。 一束极窄的光线从 A 点以θ=60°的入射角射入玻璃砖，AB 间的距离为 ，已知 A 点 的折射光线恰好射到 D 点，CD 间的距离为 ，已知光在真空中的传播速度为 c。求： ①玻璃砖的折射率； ②光线从 A 点进入玻璃到第一次射出玻璃砖 所经历的时间。 2020 年保定市第一次模拟考试物理参考答案 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 C B D B D BC AC BC 22.（5 分） （1）偶然误差（1 分） （2） （2 分） （3）A（2 分） 23.（10） （1）热敏电阻的阻值随温度的升高而减小（2 分） （2）如图中的三条红线（3 分） （3）a（2 分） （4）BD（3 分） 4h mgs224.（14 分） （1）当 F1=11N 时，物体加速向上运动 （2 分） 当 F2=1N 时，物体加速向下运动 （2 分） 在斜面上运动，垂直斜面方向 （1 分） 且 （1 分） 解得 ，m=1kg （2 分） （2）由静止释放物体，物体加速下滑，加速度为 a1 （2 分） （2 分） 解得 t=3s （2 分） 25.（18 分） （1）如图所示，电子由 A 点进入第Ⅲ象限，此时空间存在-x 方向的电场，设电子运动到 B 点用时为 t 在 x 方向上 （1 分） 在-y 方向上 （1 分） 设电场强度为 E （1 分） 解得 （1 分） 在 B 点，电子速度为 v，方向与 y 轴夹角为 α，则 （1 分） （1 分） 电子从 C 点到 D 点可以逆向看成从 D 点到 C 点的运动，此过程中只有电场，跟 A 到 B 的过程完全一样。由几何知识知道 EC=L，OE=L。 mafmgF =−− o 1 sin37 maf-Fmg =− 2 osin37 o N 37cosmgF = NFf µ= 0.5=µ 1 osin37 mafmg =− lta =2 12 1 Lat =2 2 1 Ltv 20 = maeE = eL mvE 2 2 0= 0 tan v at=α αcos 0vv =从 B 到 C，电子做圆周运动的半径为 R （1 分） 设磁感应强度为 B （1 分） 解得 （1 分） （2）到 D 点后，电子在磁场中运动的半径为 r，半周期后运动到 F 点。 （1 分） 电子在磁场中运动周期跟速度大小无关 （1 分） 到 F 点之后的运动，周期性重复从 A-B-C-D-F 的运动过程，第三次到 y 轴时位置是 E 点。 每次在电场中运动的时间为 t1 （1 分） 每次在磁场中运动的时间为 t2 （1 分） 所以，从开始运动到第三次经过 y 轴的时间 （1 分） （3）把从 B-C-D-F-E 看成一个运动周期，每周期沿+y 方向移动 L。所以可以判断电子 一定会经过坐标原点。（4 分） 33．（15 分） （1）CDE （5 分） （2）初始状态，小物块和活塞处于平衡状态 （1 分） 此时气缸中的气体 （1 分） 放上另一物块，两个小物块和活塞处于平衡状态时 mgSpSp += 01 hSV =1 LR 2 2= R mvevB 2 = eL mvB 02= r mvevB 2 0= eB mTv rTv RT πππ 2或者2或者2 0 === 0 1 2 v Lt = 22 Tt = 0 21 )6(23 v Lttt π+=+=（1 分） 此时气缸中的气体 （1 分） 取走两物块后，活塞平衡 （1 分） 此时气缸中的气体 （1 分） 对以上过程用玻意耳定律列方程得 （1 分） （1 分） 解得 （2 分） 34.（15 分） （1）2（2 分）；0.04（2 分）； （1 分）。 （2） ①如图所示光路图由几何关系有 (1 分) 由折射定律 （2 分） 解得 (1 分) ②设在玻璃砖中的全反射临界角为 C，由折射定律有 （1 分） 在 BC 面上的入射角为 β，由几何关系知道 β=60o>C（1 分） 所以在 BC 面上发生全反射，直到玻璃砖的上表面 F 点，才开始有光线从中射出。 由折射定律有 （1 分） 此过程经历的时间为 t mgSpSp 202 += hSV 5 4 2 = 03 pp = HSV =3 2211 VpVp = 3311 VpVp = hH 3 4= tAx πcos= d CDAB −=αtan αsin 60sin o n = 3=n Cn o sin 90sin= v cn =（1 分） （2 分） v EFDEADt ++= c dt 4=