1、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 1418 题只有一项符合题目要求，1921 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 n2 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. n2 能级氢原子受到照射后跃迁到 n5 能级B. n2 能级氢原子吸收的能量为 2.55eVC. 频率最高的光子是氢原子从 n3 能级跃迁到 nl 能级放出的D. 波长最大的
2、光子是氢原子从 n4 能级跃迁到 n1 能级放出的【答案】B【解析】大量处于 n2 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 n2 能级氢原子受到照射后跃迁到 n4 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 n4 能级跃迁到 nl 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 n4 能级跃迁到 n3 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
3、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
4、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
5、，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
6、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. B B. B C. B D. 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
7、，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，CODDOE30，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，
8、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
9、. 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：n1B. 电压表 V1、V2 的示数之比均为 n1：n2C. 电压表 V1 示数不变，V
10、 2 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：n 1，选项 A 错误；电压表 V1、V 2 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、V 2 的示数之比均为 n1：n 2，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，V 2 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、
11、 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
12、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，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 Fx 图象。
13、（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 Fx 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。整个过程中弹簧弹性势能最大值为_；摩擦力对木块所做的功为_：木块与粗糙板间摩擦因数_【答案】 (1). (2). (3). 【解析】 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 ；缓慢拉动的过程中，弹力等于摩
14、擦力， 则摩擦力对木块所做的功等于弹力功 ，大小为 ；F 的最大值等于最大静摩擦力，等于滑动摩擦力，则 Fm=mg，则木块与粗糙板间摩擦因数 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（0200A，l00）B电阻箱（0999）C电阻箱（09999）D定值电阻 R2（lk）E变阻器（0300）F变阻器（0800）G干电池（1.5V，r0）H干电池（9V，r0）I导线若干；该多用电表需设置 0、1 为量程 0lmA 的电流档，0、3 为量程 03V 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 01mA 的
15、电流档中电阻箱 R1 应该选择_，将其调节为_；（2）量程 03V 的电压档中电阻箱 R4 应该选择_，将其调节为_；（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 _A，由此可求得未知电阻为_。【答案】 (1). B (2). 25 (3). C (4). 2980 (5). F (6). G (7). 120.0 (8). 1000【解析】 （1）量程 01mA 的电流档中电阻箱阻值为 ，则 R1 应该选择 B，将其调节为 25；此
16、时电流表的总电阻为 rg=20；（2）量程 03V 的电压档中电阻箱阻值 ，则 R4 应该选择 C，将其调节为2980；（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=480，则变阻器 R3 应该选择 F；（4）电流表示数为 120.0A，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
17、，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 v2x 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】8 m/ s【解析】设初速度为 v0，减速后速度为 v。 则 v015 m/ s, v 5 m/ s 由运动学公式 v02 v22ax 得减速运动 a15m/ s 2 同理加速运动 a22.5m/ s 2 由运动学公式 vv 0at 得减速运动 t12s 同理加速运动 t24s 由运动学公式 xvt 得 匀速运动 t34s 则 t 总 t 1 t2 t310s 则全程平均
18、速度 8 m/ s 12. 如图所示，两根平行光滑的金属导轨 M1N1P1M 2N2P2 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 r0.8m、导轨间距 Llm，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 mlkg、电阻均 R2。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 x10.5
19、m 的 A1A2 位置与金属棒 a 发生碰撞，碰后停在距绝缘柱 x20.2m 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：m
20、v=2mv 1 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
21、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：
