河北省2020届高三物理上学期第一次大联考试题（附解析Word版）

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(　　) 234 90Th 234 91Pa 234 90Th 234 91Pa 234 90Th 234 90Th 234 E∆ β 0N 234 90Th 0 1 4 N E∆ 0N 234 91Pa 234 90Th 234 90Th 1 2      1 4 1 4 3 4 3 4 α βA. 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（ ） 1 h l 1 2 h l l+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(　　) 1 2: 1:1t t = 1 2: 2:1t t = 1 2: 1:3v v = 1 2: 3:1v v = 1 2 v v 1 3 1 2: 1:1t t = 1 2: 2:1t t = 1 2: 1:3v v = 1 2: 3:1v v =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。 0 2 k md E 0 2 k qd E 0k md E 0 2 2 k qd E 0 2 k md E 0 2 k qd E 0 2 k md E 0 2 2 k qd E 2 max2y E qv dm = 2 0 1 2 mv 0 2 kE qd 0k m E 0 2 k md E 0 2 k qd EB. 、 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。 0k md E 0 2 2 k qd E 0 2 k md E 0 2 k qd E 0 2 k md E 0 2 2 k qd E =5T T 理论 观测 2 2 3G m L 2 2 4 T π 理 4 L 2 2 3G m L 2 3 4 GM m L    2 2 4 T π 观 4 L =5T T 理论 观测 M m 3 26.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 为 120° 2 3 3 0 02 cos30 3B B= ° = 2 3 3 3 4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 5 2 2 5 3 2 5 2 60° 60° 5 2 2fmax=μmg=5 N 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】 的 的 3 60° 5 2 2 3 4 π 02 4 mv qd 2 0 2 m qd v【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＝2 d 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 00 2 v+ 2 2 2 0 2d v 3 4 0 1352 360 2 R v π × 0 3 2 d v π 4 3π 2mv R 0 02 22 2 m v mv qdq d = ×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“