河北省2020届高三上学期第一次大联考物理试题

河北省2020届高三上学期第一次大联考物理试题

‎2019年河北省高三上学期第一次大联考理综物理试题 二、选择题 ‎1.已知核反应方程→＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成粒子), 的半衰期为T,下列有关说法正确的是(　　)‎ A. 核比核多一个中子 B. 的比结合能为 C. X粒子是电子,此核反应为衰变 D. 个经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为(数值很大)‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.核比核多一个质子,A错误;‎ B.比结合能是核子结合为原子核时释放的核能与核子数之比,而不是衰变释放的核能与核子数之比,B错误;‎ C.由电荷数守恒和质量数守恒可以判断X为电子,题述核反应为β衰变,C正确;‎ D.经过2T时间,N0个还剩 ‎2N0＝N0‎ 个没有衰变,则有 N0－N0＝N0‎ 个发生了衰变,故核反应释放的核能为N0ΔE,D错误.‎ ‎2.在均匀棒的两端各系一轻绳,棒的上端的轻绳的另一端固定在天花板上,再将系下端的绳用力F拉到水平方向,上端的绳与水平面成角,棒与水平面成角而静止.则(　　)‎ A. α＝2β B. sinα＝2sinβ C. cosα＝2cosβ D. tanα＝2tanβ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图知棒受重力G、上端绳拉力T、水平绳拉力F三力作用而平衡,知此三力为共点力,则将T和F反向延长与重力G交于O′点,因棒的重心在棒的中点,则由几何关系知 l1＝l2,tanα＝,tanβ＝‎ 联立解得:‎ tanα＝2tanβ A. α＝2β与分析不符，故A错误。‎ B. sinα＝2sinβ与分析不符，故B错误。‎ C. cosα＝2cosβ与分析不符，故C错误。‎ D. tanα＝2tanβ与分析相符，故D正确。‎ ‎3.如图所示，一位网球运动员在球网PQ前以拍击球，现分别使两只网球在网前O点先后沿水平方向击出，第一只球落在自己一方场地的B点，弹跳起来后，刚好擦网而过，落在对方场地的A点，该球初速度大小为v1，落至A点所用时间为t1；第二只球直接擦网而过，也落在A点，该球初速度大小为v2，落至A点所用时间为t2；设两球与球网的摩擦以及与地面的碰撞均没有能量损失，其运动过程中阻力不计，则（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】两球飞出时的高度相同,所以第一只球落到B点所用的时间等于第二只球落到A点所用时间,根据竖直上抛和自由落体运动的对称性可知,落到A点时,第一只球所用时间为 t1＝3t 第二只球所用时间为 t2＝t 由于两只球在水平方向的分运动均为匀速运动,水平位移大小相等,由x＝v0t得 v2＝3v1‎ 即 ‎＝‎ A. 与分析不符，故A错误。‎ B. 与分析不符，故B错误。‎ C. 与分析相符，故C正确。‎ D. 与分析不符，故D错误。‎ 故选C.‎ ‎4.如图所示,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电.一电荷量为q(q＞0)、质量为m的粒子在电容器中靠近下极板处,以初动能Ek0竖直向上射出.不计重力,极板尺寸足够大.若粒子能打到上极板,则粒子能在两极板间运动的最长时间和电场强度的最大值分别为(　　)‎ A. 、‎ B. 、‎ C. 、‎ D. 、‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当电场足够大时,粒子打到上极板的极限情况为:粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行,粒子的运动为类平抛运动的逆运动.将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx,根据运动的合成与分解,当vy＝0时,根据运动学公式有 ‎，vy＝v0cos45°，Ek0＝‎ 联立得 Emax＝‎ 再根据动量定理有 qEmax△t=△Py=mv0cos45°‎ 解得 ‎△t=2d A. 、与分析不符，故A错误。‎ B. 、与分析不符，故B错误。‎ C. 、与分析相符，故C正确。‎ D. 、与分析不符，故D错误。‎ ‎5.我国发射的“悟空”探测卫星,多年来积极开展了人类对暗物质的观测研究.现发现宇宙空间中两颗质量分别为m和‎3m的星球绕其连线某点转动时,理论计算的周期与实际观测周期不符,且;科学家认为,在两星球之间存在暗物质.假设以‎3m的星球其圆周转动为直径的球体空间中均匀分布着暗物质,那么该暗物质质量与另外的一星球(m)质量之比为(　　)‎ A. 2:3 B. 3:‎2 ‎C. 16:25 D. 25:16‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设两星球间距为L,则根据万有引力定律:‎ ‎＝‎3m·‎ 若有暗物质,因均匀分布,根据万有引力定律:‎ ‎＋＝‎3m·‎ 其中 联立解得:‎ ‎＝‎ A. 2:3与分析不符，故A错误。‎ B. 3:2与分析相符，故B正确。‎ C. 16:25与分析不符，故C错误。‎ D. 25:16与分析不符，故D错误。‎ ‎6.如图所示,在一竖直向下的匀强磁场中,将一根通电直导线abc从中点b折成夹角为的ab、bc两段,bc段水平,导线abc平面位于竖直平面内;‎ 为使两段通电导线所受磁场力大小相等,在导线abc平面所在区域再加一大小相等的匀强磁场,则原磁场与合磁场磁感应强度大小之比为( )‎ A. 1:1 B. 1: C. 1: D. :1‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】设原磁场磁感应强度为B0,所加磁场为B1=B0,当合磁场B合⊥ac时,ab、bc所受磁场力大小相等,由几何和三角知识有:‎ B合 当所加磁场B2=B0,合磁场B合⊥be时,ab、bc所受磁场力大小相等,由几何和三角知识有:‎ B合=B0‎ A. 1:1与分析相符，故A正确。‎ B. 1:与分析不符，故B错误。‎ C. 1:与分析相符，故C正确。‎ D. :1与分析不符，故D错误。‎ ‎7.如图所示,能绕O点在水平面内转动的圆盘上,放置两个可视为质点且质量均为‎2kg的物块A、B,它们与圆盘间动摩擦因数均为,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现物块间连接一自然长度为‎5cm、劲度系数为100N/m的轻质弹性橡皮筋,橡皮筋的形变都在弹性限度内且遵从胡克定律;两物块A、B和O点恰好构成一边长为‎10cm的正三角形,‎ 现使圆盘带动两个物块以不同的角速度做匀速圆周运动,计算时g取‎10m/s2则( )‎ A. 当圆盘的角速度为rad/s时,圆盘对物块A的摩擦力最小 B. 当圆盘的角速度为rad/s时,圆盘对物块B的摩擦力的大小等于弹簧弹力的大小 C. 当圆盘的角速度为5rad/s时,物块B受到的合力大小为10N D. 物块A、B刚要滑动时,圆盘的角速度为rad/s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.如图所示,圆盘对物块A的摩擦力最小时,此时 F合=kxcos=k(‎2l0-l0)cos =mω‎22l0‎ 解得 ω=rad/s A选项正确;‎ B.圆盘对物块B的摩擦力的大小等于橡皮筋弹力的大小时,此时 F合=kx=k(‎2l0-l0)=mω‎22l0‎ 解得 ω=5rad/s B选项错误;‎ C.当圆盘的角速度为5rad/s时,此时 F合=kx=k(‎2l0-l0)=5N C选项错误;‎ D.根据 fmax=μmg=5N 此时 F合=k(‎2l0-l0)/cos=mω‎22l0‎ 解得 ω=rad/s D选项正确.‎ ‎.‎ ‎8.如图所示,在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在第二象限内有水平向右的匀强电场.有一重力不计的带电粒子(电荷量为q,质量为m)以垂直于x轴的速度v0从x轴上的S点(OS之间的距离为d)射入匀强电场,在y轴上的P点(未画出)与y轴正方向成45°角射出电场,然后在x轴上的Q点(未画出)垂直于x轴射出.则(　　)‎ A. 带电粒子通过P、Q两点的坐标值之比为－1‎ B. 带电粒子在电场和磁场中运动的时间之比为 C. 磁感应强度大小为 D. 电场强度大小为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场时速度方向与y轴正方向成45°角,所以沿x轴正方向的分速度vx＝v0,在x轴正方向做匀加速运动,有 d＝ t 沿y轴正方向做匀速运动,故y轴坐标值 y＝v0t＝2d 粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据粒子运动轨迹,由几何条件可得粒子在磁场中运动的半径 R＝2d x轴坐标值 x＝2(1+)d 带电粒子通过P、Q两点的坐标值之比为－1,故选项A正确.‎ B.带电粒子在电场中的运动时间为 t1＝‎ 带电粒子在磁场中运动的圆心角 θ＝135°＝π 所以在磁场中的运动时间为 t2＝＝ ‎ 带电粒子在电场和磁场中运动的时间之比为 ,故选项B错误.‎ C.由qvB＝ 可知,磁感应强度 B＝‎ 故选项C错误.‎ D.沿x轴正方向做匀加速运动,根据 vx＝v0＝‎ 解得 E＝‎ 故选项D正确。‎ 三、非选择题 ‎9.某实验小组用如图甲所示的装置来探究匀变速直线运动的速度与位移的关系.将倾角为θ的斜面体固定在实验台上,光电门固定在斜面体上.先用游标卡尺测出钢球直径D,然后将小球从斜面上的不同位置由静止释放,记录小球通过光电门的时间t,测出释放点到光电门的距离s.‎ ‎(1)若用20分度的游标卡尺测量小球的直径D,读数如图乙所示,则D＝________mm.‎ ‎(2)用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度,实验小组通过分析可知,小球通过光电门的平均速度________(选填“>”或“<”)小球球心通过光电门的瞬时速度,由此产生的误差________(选填“能”或“不能”)通过增加实验次数来减小.‎ ‎【答案】 (1). 9.55 (2). < (3). 不能 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]小球直径 D＝‎9mm＋11×‎0‎‎05mm＝‎9.55mm.‎ ‎(2)[2][3]小球通过光电门时做匀加速直线运动,运动的位移为小球的直径,设初速度为v1,末速度为v2,则小球球心通过光电门的瞬时速度等于该位移的中点的速度,即 v′＝‎ 而这一段的平均速度等于该段位移的中间时刻的瞬时速度,即v＝ ,因 ‎<‎ 故vL1‎ 说明此种情况下A、C整体与D不能共速.‎ Ⅱ.当v＝v2＝‎100m/s时,代入⑧式得:‎ x1＝‎0.375m＝L1‎ 说明此种情况下A、C整体刚好没有滑离D.设此过程中D相对桌面的位移是y1,由动能定理得:‎ μ(m1＋m2)gy1＝ m3v222………⑨‎ 联立④⑤⑥⑨式,并代入数据得:‎ v22＝‎0.25m/s,y1＝‎0.09375m<‎0.125m＝L2……………⑩‎ 则A、C整体刚好滑到D的右端时,还没有与E碰撞,说明此种情况下A、C整体能与D共速,当D与E碰撞并锁定后,A、C整体做平抛运动,设落到水平地面上的距离为s,由平抛运动知识得:‎ t＝＝1s，s＝v22t＝0.25×‎1m＝‎0.25m…………………………⑪‎ Ⅲ.当v＝v3＝‎60m/s时,代入⑧式得:‎ x1＝‎0.135m

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