河北省衡水中学高三下学期期中考试物理试题及答案

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1、20132014学年度第二学期高三年级期中考试 理科综合试卷（物理） 本试题卷共11页，40题（含选考题）。全卷满分300分。考试用时150分钟。注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。3非选择题的作答：用黑色字迹签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。4选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡指定的位置用2B铅笔涂黑。考生应根据自己选做的题目准确填涂题号，不得多选。答题答在答题卡对应的答题区域内，答在试题卷、草

2、稿纸上无效。5考生必须保持答题卡的整洁。考试结束，将试题卷和答题卡一并上交。可能用到的相对原子质量：H l C l2 N 14 O 16 Mg 24 Al 27 S 32 C1 35.5 Fe 56 Cu 64 I 127Ba 卷（126分）二：选择题。本题共8小题，每小题6分。14-18只有一个选项是符合题目要求的。19-21有多个选项符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14.以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有（）A牛顿发现的万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值。 B匀速圆周运动是速度大小不变的匀

3、变速曲线运动，速度方向始终为切线方向 C行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关 D奥斯特发现了电与磁间的关系，即电流的周围存在着磁场；同时他通过实验发现了磁也能产生电，即电磁感应磁现象15近来，我国大部分地区都出现了雾霾天气，给人们的正常生活造成了极大的影响。在一雾霾天，某人驾驶一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，但刹车过程中刹车失灵。如图a、b分别为小汽车和大卡车的vt图象，以下说法正确的是（ ）A因刹车失灵前小汽车已减速，

4、不会追尾 B在t=5s时追尾C在t=3s时追尾 D由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾16如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，R为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），RO为定值电阻。当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）A电压表V2的示数为VB原线圈两端电压的瞬时值表达式为（V）CR处温度降低时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变小DR处温度升高时，变压器原线圈的输入功率增大172013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图

5、所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力。则以下说法正确的是（） A若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度B嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速C嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小D嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度18在2014年索契冬奥会中国代表团收获3金4银2铜。在自由式滑雪比赛中，运动员在较高的雪坡上滑到某一弧形部位处，沿水平方向飞离斜坡，在空中划过一段抛物线后，再落到雪坡上，如图3所示，若雪坡的倾角为，飞出时的速度大小为v0则以下说法 错误 的是( )A运动员在

6、空中经历的时间是B运动员的落点与起飞点的距离是C运动员的落点与起飞点间竖直高度是D.运动员落回雪坡时的速度大小是19假设在某电场中沿x轴方向上，电势与x 的距离关系如图所示，其中x4x3=x6x5。现有一个电子在电场中仅受电场力作用移动，则下列关于电场和电子能量说法正确的是（ ）A区域x3x4内沿x轴方向的电场强度均匀减小Bx6x7内沿x轴方向场强为零C若电子从电势为2V的x1位置向右移动到电势为2V的x7位置，为了通过电势为3V的x2位置，电子至少应具有1eV的初动能D电子在区域x3x4内沿x轴方向所受电场力大于区域x5x6内沿x轴方向所受电场力20如图所示，倾角为的光滑斜面下端固定一绝缘轻

7、弹簧，M点固定一个质量为m、带电量为-q的小球Q。整个装置处在场强大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个带电量为+q的小球P从N点由静止释放，释放后P沿着斜面向下运动。N点与弹簧的上端和M的距离均为s0。P、Q以及弹簧的轴线ab与斜面平行。两小球均可视为质点和点电荷，弹簧的劲度系数为k0，静电力常量为k。则( )EA小球P返回时，不可能撞到小球Q B小球P在N点的加速度大小为 C小球P沿着斜面向下运动过程中，其电势能一定减少D当弹簧的压缩量为时，小球P的速度最大21如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成角。两导轨所

8、在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 ( )A回路中的电流强度为Bab杆所受摩擦力为mgsinCcd杆所受摩擦力为D与v1大小的关系为mgcos卷（共174分）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，每个小题考生都必须做答。第33题第40题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题（11题共129分

9、）22（6分）物理小组的同学用如图所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。（1）使用游标卡尺测量小球的直径如图所示，则小球直径为_cm。（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=_。（3）根据实验数据作出图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加

10、速度大小为_。23. （8分）硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路。图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果保留两位有效数字）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A1、A2的值I1、I2。为了作出此电池的UI曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U_（用题中所给字母表示）根据测量数据作出该硅光电池的UI图象如图乙所示，该电池的电动势E=_V，在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r_；若将该硅光电池两端接上阻值为6的电阻，此时对应的电池内阻r_。24（14分）如图所示，

11、从A点以V0=4m/s的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数。求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；（4分）（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；（保留两位有效数字）（5分）（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？（5分） 25（19分）如图所示，在坐标系坐标原点O处有一

12、点状的放射源，它向平面内的轴上方各个方向发射粒子，粒子的速度大小均为，在的区域内分布有指向轴正方向的匀强电场，场强大小为，其中与分别为粒子的电量和质量；在的区域内分布有垂直于平面向里的匀强磁场，为电场和磁场的边界为一块很大的平面感光板垂直于平面且平行于轴，放置于处，如图所示观察发现此时恰好无粒子打到板上（不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用），求：（1）粒子通过电场和磁场边界时的速度大小及距y轴的最大距离;（5分）（2）磁感应强度的大小；（5分）（3）将板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上？（5分）此时ab板上被粒子打中的区域的长度（4分）34【物理选修3-4】（15分）(1)（6

13、分）一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动。再过02s，质点Q第一次到达波峰，则正确的是 A波沿x轴正方向传播 B波的传播速度为30msC质P的振动位移随时间变化的关系式为D1s末质点P的位移为零E0至09s时间内P点通过的路程为0.9m（2）（9分）如图所示， MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离。位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与OA夹角=60的光线射向半球体，求光线从S传播到达光屏所用的时间。（已知光在真空中传播的速度为c。）35【物理选修3-5】

14、（15分）(1)（6分）下列说法中正确的是 。A.粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量C.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。D.正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术。一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的E的半衰期是5天，12g经过15天后还有1.5g未衰变(2)（9分）如图所示，在光滑水平地面上有一固定的挡板，挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg，长L=4m的小车AB（其中为小车的中点，

15、部分粗糙，部分光滑）一质量为m=1kg的小物块（可视为质点），放在车的最左端，车和小物块一起以4m/s的速度在水平面上向右匀速运动，车撞到挡板后瞬间速度变为零，但未与挡板粘连。已知车部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内，小物块与车部分之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度取10m/s2。求：（1）小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧具有的最大弹性势能；（2）小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧对小物块的冲量；（3）小物块最终停在小车上的位置距端多远。物理部分14. A 15. C 16：D 17：C 18：D 19： BD 20：AB 21： CD22.【答案】（1）1.170 （2

16、） （3）2k【解析】试题分析：（1）由游标卡尺的计数规则进行计数，小球的直径为；（2）不考虑空气阻力，将小球看做是从2到1的匀减速直线运动，故有；（3）将关系式改写为，所以可知在图像中，斜率的绝对值，故可求出重力加速度为2k；考点：研究匀变速直线运动23. （7分） I1R0 (1分) 2.9 （2分）； 4.0 （2分） 5.6 （2分）【解析】从该硅光电池的UI图象可知电动势为2.9V，由（0mA ,2.9V）与（200mA ,2.1V）两点的此电池的内阻为4.0。从该硅光电池的UI图象与电阻为6.0的导体的伏安特性曲线的交点可求出此时对应的电池内阻24.【答案】（1）5m/s，方向与水

17、平面的夹角为37（2）47N（3）2.8m【解析】物块做平抛运动：Hh =gt2 （1分）设到达C点时竖直分速度为vy：vygt（1分）=5m/s（1分）方向与水平面的夹角为：tan vy / v03/4，即 =37 （1分）从A至C点，由动能定理得mgH =（2分）设C点受到的支持力为FN，则有FNmg = （1分）由上式可得v2=m/s FN = 47 N （1分）根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N（1分）由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f = 1mg =5N （1分）长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f = 2(M+m)g=10N （1分）因f

18、 f ，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动（1分）小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0则长木板长度至少为l=2.8m （2分）25【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）根据动能定理： （1分）可得： （1分）初速度方向与轴平行的粒子通过边界时距轴最远，由类平抛知识： 解得： （3分）（2）根据上题结果可知：，对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方 向夹角： （1分）易知若此粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab 板，因此此粒子轨迹必与ab板相切，可得其圆周运动的半径： （2分）又根据洛伦兹力提供向心力： （1分）可得： （1分）（3）由分

19、析可知沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上，则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。 （2分）由分析可知此时磁场宽度为原来的， （2分）则：板至少向下移动 （1分）沿x轴正方向射出的粒子打在ab板的位置粒子打在ab板区域的右边界由几何知识可知：板上被粒子打中区域的长度： （4分）考点：考查带电粒子在复合场中的运动34(1)（9分）【答案】ABD(2）（9分）解：光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。光由空气射向半球体，由折射定律，有 1分解得 1分在中，由正弦定理得解得 1分光由半球体射向空气，由折射定律，有 1分解得，即出射光线与轴线OA平行 1分光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间 1分且 1分解得 2分35(1)【答案】ABE(2)【答案】（1）2J（2），方向水平向左（3）1.5m【解析】试题分析：（1）小物块运动的加速度 根据运动学公式 由能量关系 由式并代入数据得 （2）小物块离开弹簧时的速度 对小物块，根据动量定理 由式并代入数据得 弹簧对小物块的冲量大小为，方向水平向左。（3）小物块滑过点和小车相互作用，根据动量守恒 根据摩擦生热方程 小物块最终停在小车上距的距离 由式并代入数据得 考点：牛顿定律、动量定理、动量守恒及能量守恒定律。