2020届河北省衡水金卷新高考原创冲刺模拟试卷(四)物理

2020届河北省衡水金卷新高考原创冲刺模拟试卷（四）
物理
★祝考试顺利★
注意事项：
1、考试范围：高考范围。

2、试题卷启封下发后，如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况，应当立马报告监考老师，否则一切后果自负。

3、答题卡启封下发后，如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象，应当马上报告监考老师，否则一切后果自负。

4、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。

5、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

6、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。

如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

7、保持答题卡卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

8、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第l4～18题只有一项符合题目要求；第19～21题有多项符合要求。

全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.如图所示，用一把直尺可以测量反应速度。

现有甲、乙两同学，甲同学用手指拿着一把长50 cm的直尺，乙同学把手放在零刻度线位置做抓尺的准备，当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落时，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次。

得到数据中有以下三组(单位：cm)，则下列说法正确的是
A. 第一次测量的反应时间最长
B. 第一次测量的反应时间约为2 s
C. 第二次抓住之前的瞬间，直尺的速度约为3 m/s
D. 若某同学的反应时间为0.4 s ，则该直尺将可以测量该同学的反应时间 【答案】C 【解析】
【详解】A.直尺下降的高度h 。

根据212
h gt =
得，2h t g =，所以下落的高度最大的用的时间
最长，第一次下落的高度最小，则测量的反应时间最短，故A 不符合题意。

B.根据2
12
h gt =
得 20.2s h
t g
=
= 故B 不符合题意。

C.根据v 2=2gh 得，第二次抓住尺的瞬时速度
22100.45m /s 3m /s v gh ==⨯⨯=
故C 符合题意。

D.若反应时间为0.4s ，则直尺下降的高度2
0.8m 80c 12
m 50cm h gt ==>=，可知直尺无法测量该同学的反应时间，故D 不符合题意。

2.如图所示，一件重力为G 的衣服悬挂在等腰衣架上，已知衣架顶角θ=120°，底边水平，不计摩擦，则衣架一侧对衣服的作用力大小为
A.
3 B.
3 C.
12
G D. G
【答案】A 【解析】
【详解】分析衣服的受力情况：重力、两侧衣架的支持力，根据对称性知两侧衣架对衣服的
支持力大小相等，设为F。

根据几何关系得F与竖直方向的夹角为30°，由平衡条件得：
2F cos30°=G
解得
3
F G
A.3
G与计算结果相符，故A符合题意。

B.3
G与计算结果不符，故B不符合题意。

C.1
2
G与计算结果不符，故C不符合题意。

D. G与计算结果不符，故D不符合题意。

3.甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t的变化如图所示。

已知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。

下列判断正确的是
A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反
B. t =3s 时，乙的位置坐标为-11m
C. 图t =6s 时，两车相遇
D.
乙经过原点的速度大小为【答案】B 【解析】
【详解】A.位移时间图象的
斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运动方向相同，故A 不符合题意；
B.质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t =3s 时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t =3s 时乙的速度是6m/s ，乙的加速度
26
2m /s 3a =
= 0-3s ，乙的位移
06
39m 2
x +=
⨯= 所以t =3s 时，乙的位置坐标为
20911m -+=-
故B 符合题意。

C.设过t 两车相遇
21
40m 2
v t at +=甲
解得：
10s t =
故C 不符合题意。

D.根据v 2-0=2ax
，乙经过原点时的速度大小为/s ，故D 不符合题意。

4.甲、乙两球从同一高度同时由静止释放，下落时受到空气阻力F 与球的速率v 成正比，即F =-kv （k >0），且两球的比例常数k 相等，如图所示为下落时两球的v —t 图象。

若甲球与乙球的质量分别为m 1与m 2，则
A. m2<m1，且甲球先抵达地面
B. m2<m1，且乙球先抵达地面
C. m2>m1，且甲球先抵达地面
D. m2>m1，且乙球先抵达地面
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两球着地前均做匀速直线运动，则mg=kv，因为乙球做匀速运动的速度大，则乙球的质量更大，m2>m1，故AB不符合题意。

CD.甲乙两球下落的位移相等，即图线与时间轴围成的面积相等，则知甲球的运动时间长，乙球先抵达地面。

故C不符合题意D符合题意。

5.如图，两段等长轻质细线将质量分别为m、3m的小球a、b，悬挂于O点。

现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在a球上的力大小为F1、作用在b 球上的力大小为F2，则此装置平衡时,出现了如图右所示的状态，b球刚好位于O点的正下方。

则F1与F2的大小之比为
A. 4:3
B. 3:4
C. 7:3
D. 3:7
【答案】C
【解析】
【详解】a受到F1水平向右的力，b受到F2的水平向左的力，以整体为研究对象，分析受力如图：
设Oa 绳与竖直方向的夹角为α ，则由平衡条件得：
12
tan 3F F mg mg
α-=
+
以b 球为研究对象，受力如图。

设ab 绳与竖直方向的夹角为β ，则由平衡条件得：
2
tan 3F mg
β=
由几何关系得到：αβ= ，联立解得：F 1与F 2的大小之比为7：3。

A.4:3与计算结果不符，故A 不符合题意。

B.3:4与计算结果不符，故B 不符合题意。

C.7:3与计算结果相符，故C 符合题意。

D. 3:7与计算结果不符，故D 不符合题意。

6.一质量为0.8kg 的球固定在支杆AB 的上端，支杆AB 的下端固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示，已知绳的拉力为6N ，g 取10m/s 2，则以下说法正确的是
A. 若升降机是静止状态，则AB 杆对球的作用力大小为10N
B. 若升降机是减速上升，加速度大小5m/s 2，则AB 杆对球的作用力大小为5
C. 若升降机是静止状态，则AB 杆对球的作用力大小为8N
D. 若升降机是加速上升，加速度大小5m/s 2，则AB 杆对球的作用力大小为5
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.升降机是静止的，球静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，杆的作用力大小：
F===
10N
故A符合题意C不符合题意。

B.若升降机减速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：
mg-F y=ma
解得：
F y=4N
在水平方向，由平衡条件得：
F x=F绳=6N
杆对球的作用力大小：
F==
故B不符合题意。

D.若升降机加速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：
F y-mg=ma
解得：
F y=12N
在水平方向，由平衡条件得：
F x=F绳=6N
杆对球的作用力大小：
F==
故D符合题意。

7.一物体的运动图像如图所示，横纵截距分别为n和m，在图像所示的运动过程中，下列说法正确的是
A. 若该图为x -t 图像，则物体速度始终不变
B. 若该图为a -t 图像且物体的初速度为零，则物体的最大速度为
2mn
C. 若该图为a -x 图像且物体的初速度为零，则物体的最大速度为mn
D. 若该图为a -x 图像且物体的初速度为零，则物体最终静止 【答案】AB 【解析】
【详解】A.若该图为x -t 图象，其斜率表示速度，则物体速度保持不变，故A 符合题意。

B.若该图为a -t 图象且物体的初速度为零，则图象与时间轴所围的面积表示速度变化量，所以物体的最大速度为
2
mn
，故B 符合题意。

C.若该图为a -x 图象且物体的初速度为零，根据v 2=2ax 进行推广知，图象与x 轴所围的面积表示速度平方的一半，x =n 时速度最大，最大速度为mn ，故C 不符合题意。

D.若该图为a -x 图象且物体的初速度为零，物体加速度方向不变大小改变，最终加速度为0，物体做匀速直线运动，故D 不符合题意。

8.如图所示，完全相同的磁铁A 、B 分别位于铁质车厢的竖直面和水平面上，A 、B 与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A 恰好不下滑，现使小车变速运动，为保证A 、B 无滑动，则
A. 速度可能向左，加速度不能小于(1＋μ)g
B. 速度可能向右，加速度大小不能超过(1＋μ)g
C. 加速度一定向左，不能超过μg
D. 加速度一定向左，可小于μg 【答案】BD
【解析】
【详解】小车静止时，A 恰好不下滑，所以对A 有：mg F μ=引 ，当小车变速运动时，为了保证A 不下滑，则F N ≥F 引，则F N -F 引=ma ，加速度一定向左，对B ，由牛顿第二定律得：
m mg F ma μ+=引（）
解得：
m 1a g μ=+（）
A.速度可能向左，加速度不能小于(1＋μ)g ，与计算加速度范围不符，故A 不符合题意。

B.速度可能向右，加速度可能向左，加速度大小不能超过(1＋μ)g ，故B 符合题意。

C.加速度一定向左，大小可以超过μg ，故C 不符合题意。

D.加速度一定向左，可小于μg ，故D 符合题意。

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第22—32题为必考题，每个试题考生都做答；第33题—39题为选考题，考生根据要求作答.
9.某同学从实验室里借来两个弹簧秤,在课外做验证力的平行四边形定则实验,实验步骤如下:用完全相同的两个弹簧测力计进行操作,弹簧测力计A 挂于固定点C,下端用细线挂一重物G,弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点,手持另一端向左拉至水平,使结点O 静止在某位置,分别读出弹簧测力计A 和B 的示数并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向。

(1)弹簧测力计A 的指针如图所示,由图可知拉力的大小为_____N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)。

(2)由实验作出F A 和F B 的合力F 以及拉线的方向,甲乙同学分别作出如图所示,得到的结果符合事实的是______(填“甲”或“乙”);某次实验中,该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程,下列解决办法可行的是_______。

A.改变弹鳘测力计B 拉力的大小
B减小重物G的质量
C将A更换成量程较小的弹簧测力计
D改变弹簧测力计B拉力方向
【答案】(1). 5.8 (2). 甲(3). ABD
【解析】
（1）由题图知，弹簧测力计A的最小刻度值为0.2N，读数为5.8N。

（2）用平行四边形定则求出的合力可以与重力的方向有偏差，但悬挂重物的线应该竖直向下，故甲同学实验得到的结果符合实验事实。

当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大，又由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，或改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故ABD正确，C错误。

点睛：本题考查了弹簧测力计读数、减小实验误差的方法，对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直，同时值得注意其中有一力大小与方向均已一定，从而减少实验误差。

10.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。

其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑。

力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

（1）实验时，一定要进行的操作是________
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。

（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）。

（3）甲同学以力传感器的示数
F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的a －F 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为________
A ．1tan θ
B ．01tan m θ-
C ．02m k -
D ．2m
【答案】 (1). BC (2). 200m/s 2 (3). c
【解析】
【详解】（1）本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AD 错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B 正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，C 正确。

（2）相邻计数点间的时间间隔为T =5×
0.02s=0.1s ，根据△x =aT 2，运用逐差法得，则有：22360327.109.1311.09 5.12 3.09 1.1010m/s 990.01
x x a T --++---⨯⨯＝＝ 可得：a =2.00m/s 2。

（3）由牛顿第二定律得：2F =（M +m 0）a ，则有：
02a F M m =+，a-F 图象的斜率：02k M m =+，小车质量为：02M m k
=
-，则C 正确； 11.如图甲所示，光滑斜面，倾角为θ，用一水平外力F 推着物体，逐渐增大F ，物体沿斜面做变加速运动，其加速度a 随外力F 变化的图象如图乙所示，若重力加速度g 取10 m/s 2.根据图乙中所提供的信息，
求：(1) 物体的质量m ；
(2)若斜面足够长，且撤去推力时物体的速度是沿斜面向上12m/s ，求撤去推力后第3s 内物体
的位移；
(3)若要使物体在斜面上保持静止，所施加的最小推力是多大？方向如何？
【答案】（1）2kg （2）位移大小3m ，方向沿斜面向下（3）12N 沿斜面向上
【解析】
【详解】（1）当外力为零时，加速度为26m/s ，根据牛顿第二定律可得：
sin mg ma θ=
解得：sin 0.6θ=
当外力为20N 时，加速度为22m/s ，根据牛顿第二定律
cos sin 'F mg ma θθ-=
代入数据解得：
2kg m =
（2）根据匀变速方程可得：
22332211()3m 22
x vt at vt at =---=- 位移大小3m ，方向沿斜面向下
（3）要使物体能静止在斜面上，根据平衡条件知，当拉力垂直支持力时即沿斜面向上，拉力最小
sin 12N F mg θ==
答：（1）2kg （2）位移大小3m ，方向沿斜面向下（3）12N 沿斜面向上
12.随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常离不开手机。

然而开车使用手机是一种分心驾驶的行为，极易引发交通事故。

如图甲所示，一辆出租车在平直公路上以v 0=20 m/s 的速度匀速行驶，此时车的正前方x 0=63.5m 处有一电动三轮车，正以v 1=6m/s 速度匀速行驶，而出租车司机此时正低头看手机，3.5 s 后才发现危险，司机立刻采取紧急制动措施。

若从司机发现危险开始计时，出租车的速度–时间图象如图乙所示，g 取10 m/s 2。

（1）假若出租车前面没有任何物体，从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间
内，出租车前进的距离是多少？
（2）通过计算判断三轮车是否被撞。

若不会相撞，求二者间的最小距离。

若会相撞，求从出租车刹车开始，经过多长时间二者相撞。

【答案】（1）120m （2）会撞 0.6s
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，出租车先匀速1t = 3.5s ，然后在反应时间2t = 0.5s 内继续匀速，然后减速34s t = 到停止，总位移为
012031()120m 2
x v t t v t =++= （2）根据图像可知，减速的加速度为
23
5m/s v a t ∆=
= 当两车速度相等时，刹车时间t ∆ 有 01v a t v -∆=
解得：
2.8s t ∆=
此过程出租车位移
1012011()()116.4m 2
x v t t v v t =+++∆= 电车位移：
2112()40.8m x v t t t =++∆=
因为
1275.6m 63.5m x x -=>
会相撞，根据位移关系有：
2012001121()''(')2
v t t v t at x v t t t ++-=+++ 解得：
'0.6s t =
答：（1）120m （2）会撞 经过 0.6s 二者相撞
13.下列说法中正确的是（）
A. 不浸润液体在细管内液面会上升
B. 液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C. 气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积
D. 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
E. 功可以全部转化为热，热量也能全部转化为功
【答案】BCE
【解析】
【详解】A.毛细管插入跟它不浸润的液体中时，管内液面下降，故A不符合题意。

B.因为表面层分子间距比较稀疏，分子间作用力表现为引力，故B符合题意。

C.气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积，故C符合题意。

D.空气的相对湿度定义为水的实际汽压与同温度下饱和蒸汽压之比，故D不符合题意。

E.功可以全部转化为热，热量也能全部转化为功，但要引起其他变化，故E符合题意。

14.如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A 和B。

活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。

现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1。

已知大气压强为P0，重力加速度为g。

①加热过程中，若A气体内能增加了E
∆1，求B气体内能增加量E
∆2
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。

求此时添加砂粒的总质量m
∆。

【答案】①.()01
Q mg p s h E
-+-∆②. 0
2
1
2
1
Sp
T
m
T g
⎛⎫⎛⎫
-+
⎪ ⎪
⎝⎭
⎝⎭
【解析】
试题分析：①气体对外做功B气体对外做功。

（1）
由热力学第一定律得12
+
E E Q W
∆∆=-。

（2）
解得。

（3）
②B 气体的初状态 10mg p p S
=+12V hS =T 1。

（4） B 气体末状态 20(+)m m g p p S
∆=+1V hS =T 2 。

（5） 由气态方程。

（6） 解得2121T m T （）∆=-0Sp m g
+（）。

（7） 考点：本题考查理想气体状态方程。

15.下列说法中正确的是( )
A. 闪电过后，有时雷声轰鸣不绝和“闻其声而不见其人”的现象都是波的反射；
B. 医生利用超声波探测病人血管中血液的
流速是利用了多普勒效应
C. 可闻声波比超声波更容易发生明显的衍射，是因为可闻声波的波长比超声波的波长更长
D. 做简谐运动的质点在相隔半个周期的两个时刻，速度大小一定相等
E. 在纵波的传播过程中，质点的振动方向与波的传播方向总相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射，“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射，故A 不符合题意。

B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速是利用了多普勒效应，故B 符合题意。

C.可闻声波比超声波更容易发生明显的衍射，根据衍射的条件可知，是因为可闻声波的波长比超声波的波长更长，故C 符合题意。

D.做简谐运动的质点在相隔半个周期的两个时刻，速度大小一定相等，故D 符合题意。

E.在纵波的传播过程中，质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上，并不是总是相同，故E 不符合题意。

16.如图，一束水平光线透过容器射到液体内部的平面镜上的O 点，已知这种液体的折射率为
2。

①求这种液体的全反射临界角。

②当平面镜以过O 点垂直纸面的轴转动时，为使光线能够从液体表面射出，平面镜与入射光的夹角α的取值范围应为多少？
【答案】①C=30o ② 30o <α<60o
【解析】
【详解】①根据折射率与临界角关系可知
11sin 2
C n =
= 所以临界角 30C =︒
②光线从右上方射向液面时刚好发生全反射，光路如图，由图可知
290120C θ=︒+=︒，90αθ=︒-
解得
30α=︒
光线从液面射出，必须满足30α>︒，
光线从左上方射向液面时刚好发生全反射，光路如图，由图可知
29060C θ=︒-=︒ ，90αθ=︒-
解得
60α=︒
光线从液面射出，必须满足60α<︒，
则光线能从液体表面射出，α的取值范围应为30o <α<60o
答：①C=30o ② 30o<α<60o。