河北省石家庄市达标名校2018年高考一月大联考物理试卷含解析

河北省石家庄市达标名校2018年高考一月大联考物理试卷
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的 ( )
A ．速度
B ．角速度
C ．加速度
D ．机械能
2．如图所示，A 、B 、C 是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h 1、h 2、h 3，将三个相同的小球分别从A 、B 、C 三点以相同的速度v 0水平抛出，最终都能到达A 的下一级台阶的端点P 处，不计空气阻力。

关于从A 、B 、C 三点抛出的小球，下列说法正确的是（ ）
A ．在空中运动时间之比为t A ∶t
B ∶t
C =1∶3∶5
B ．竖直高度之比为h 1∶h 2∶h 3=1∶2∶3
C ．在空中运动过程中，动量变化率之比为AC A B P P P t t t
：：=1∶1∶1 D ．到达P 点时，重力做功的功率之比P A ：P B ：P C =1：4：9
3．如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部是一个高度可以调节的竖直细管，上部是四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向。

竖直细管下端装有原长为L 0的轻质弹簧，弹簧下端与水面平齐，将弹簧压缩并锁定，把鱼饵放在弹簧上。

解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v 0。

不考虑一切摩擦，重力加速度取g ，调节竖直细管的高度，可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离，则该水平距离的最大值为
A ．＋L 0
B ．＋2L 0
C ．－L 0
D ．－2L 0
4．某时刻水平抛出的小球，在1s t =时的速度方向与水平方向的夹角130θ=，2s t =，其速度方向与水平方向的夹角260θ=。

忽略空气阻力，重力加速度210m/s g =，则小球初速度的大小为（ ） A ．103m/s B ．10m/s C ．53m/s D ．5m/s
5．如图所示，质量为m 、电阻为r 的“U”字形金属框abcd 置于竖直平面内，三边的长度ad=dc=bc=L ，两顶点a 、b 通过细导线与M 、N 两点间的电源相连，电源电动势为E 。

内阻也为r 。

匀强磁场方向垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。

不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力，重力加速度为g 。

下列说法正确的是（ ）
A ．M 点应接电源的正极
B ．电源的输出功率为22E r
C ．磁感应强度的大小为mgr
D ．ad 边受到的安培力大于bc 边受到的安培力
6．如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A 无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数tan μθ>，已知物体到达底端B 前已与传送带共速，下列法中正确的是（ ）
A ．物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功
B ．物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量
C ．物体与传送带共速前物体和传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量
D ．物体从A 到B 过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．沿x 轴正向传播的简谐横波在0t =时刻的波形如图所示，此时波传播到2m x =处的质点B ，质点A 恰好位于波谷位置。

C 、D 两个质点的平衡位置分别位于3m x =和5m x =处。

当0.2s t =时，质点A 恰好第一次（从计时后算起）处于波峰位置。

则下列表述正确的是________________。

A ．该波的波速为5m /s
B ． 1.0s t =时，质点
C 在平衡位置处且向下运动
C ．0.9s t =时，质点
D 的位移为2cm -
D ．D 点开始振动的时间为0.6s
E.质点D 第一次位于波谷位置时，质点B 恰好也位于波谷位置
8．如图所示，线圈ABCD 匝数n ＝10，面积S ＝0.4 m 2，边界MN(与线圈的AB 边重合)右侧存在磁感应强度B ＝2πT 的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB 边以ω＝10π rad/s 的角速度匀速转动.则以下说法正确的是( )
A ．线圈产生的是正弦交流电
B ．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V
C ．线圈转动160
s 时瞬时感应电动势为403 V D ．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
9．如图为一电源电动势为E ，内阻为r 的稳定电路。

电压表A 的内阻为5kΩ。

B 为静电计，C 1，C 2为两个理想的电容器且耐压值足够高。

在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是
A ．C 1上电荷量为0
B ．若将甲右滑，则
C 2上电荷量增大
C ．若C 1>C 2，则电压表两端大于静电计两端电压
D ．将S 断开，使C 2两极距离增大，B 张角变大
10．图甲为一列简谐横波在t=0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位罝为x=lm 处的质点，Q 是平衡位罝为x=4m 处的质点。

图乙为质点Q 的振动图象。

下列说法正确的是 。

A ．该波的周期是0.10s
B ．该波的传播速度为40m/s
C ．该波沿x 轴负方向传播
D ．t=0.10s 时，质点Q 的速度方向向下
E. 从t=0.10s 到t=0.25s ，质点P 通过的路程为30cm
11．如图2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器，它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压，转換规则:输入的交变电压绝对值低于
2m U ，输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于2m U ，输出电压恒为2
m U ．则
A ．输出电压的頻率为50Hz
B ．输出电压的颜率为100Hz
C ．输出电压的有效值为66m U
D ．输出电压的有效值为3
m U 12．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道abc 竖直放置，轨道的末端c 的切线水平，一倾角为30的斜面体的顶端紧挨着圆弧轨道的末端c 点放置，圆弧上的b 点与圆心O 的连线与水平方向的夹角为30。

一个小球从b 点由静止开始沿轨道下滑，经c 点水平飞出，恰好落到斜面上的d 点。

已知小球的质量1kg m =，圆弧轨道的半径0.9m R =，重力加速度210m/s g =。

下列说法正确的是（ ）
A．小球在c点时对轨道的压力大小为10N B．c、d两点的高度差为0.6m
C．c、d两点的水平距离为1.2m D．小球从c点运动到d点的时间为
3 s 5
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。

实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：
待测水果电池组（电动势约4V，内阻约50Ω）、双向电压表（量程为2V，内阻约为2kΩ）、电阻箱（09999Ω）、滑动变阻器（0200Ω），一个单刀双掷开关及若干导线。

（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。

请完善测量电压表内阻的实验步骤：
①将1R的滑动触头滑至最左端，将S拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；
②调节1R的滑动触头，使电压表示数达到满偏；
③保持______不变，调节2R，使电压表的示数达到______；
④读出电阻箱的阻值，记为2R，则电压表的内阻V R=______。

（2）若测得电压表内阻为2kΩ，可分析此测量值应______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：
①将开关S拨至______（选填“1”或“2”）位置，将1R的滑动触片移到最______端，不再移动；
②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；
③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。

（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出11
U R
-图象，则可消除系统误差，如图所示，其
中纵截距为b，斜率为k，则电动势的表达式为______，内阻的表达式为______。

14．某兴趣小组用如图所示的办法来测玻璃的折射率，找来一切面为半球的透明玻璃砖和激光发生器。

若激光垂直底面半径从O 点射向玻璃砖，则光线沿着___________射出；若将激光发生器向左移动，从M 点垂直底面射向玻璃砖，光线将沿着如图所示的方向从N 点射出，若想求此玻璃砖的折射率，需要进行以下操作：
（a ）测玻璃砖的半径：____________。

（b ）入射角1θ的测量：__________，折射角2θ的测量：_______。

（c ）玻璃砖的折射率计算表达式：_______________。

（d ）将激光束继续向左移动到A 点，刚好看不到出射光线，则临界角C 即等于图中_______。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，宽度1m L =的足够长的平行金属导轨MN 、PQ 的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量0.5kg m =、电阻2R =Ω的金属杆CD ，导轨上端跨接一个阻值2L R =Ω的灯泡，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角53θ=︒。

金属杆由静止开始下滑，始终与导轨垂直并保持良好接触，金属杆与导轨间的动摩擦因数0.5μ=。

下滑过程重力功率达到最大10W P =时，灯泡刚好正常发光。

（sin530.8︒=，cos530.6︒=，210m/s g =）求：
（1）磁感应强度B 的大小；
（2）当金属杆的速度达到最大速度的一半时，金属杆的加速度大小。

16．一光滑绝缘固定轨道MN 与水平面成37θ=︒角放置，其上端有一半径为l 的光滑圆弧轨道的一部分，两轨道相切于N 点，圆弧轨道末端Q 点切线水平；一轻质弹簧下端固定在直轨道末端，弹簧原长时，其上端位于O 点，3ON l =。

现将一质量为m 的滑块A 拴接在弹簧上端，使之从O 点静止释放。

A 向下压缩弹簧达到的最低点为P 点，OP l =。

当A 到达最低点P 时，弹簧自动锁定，使A 静止于P 点。

使质量也为m 的滑块B ，从N 点由静止沿斜面下滑。

B 下滑至P 点后，与A 相碰，B 接触A 瞬间弹簧自动解锁，
A 、
B 碰撞时间极短内力远大于外力。

碰后A 、B 有共同速度，但并不粘连。

之后两滑块被弹回。

（已知重力加速度为g ，sin370.6︒=，cos370.8︒=）求：
(1)弹簧上端被压缩至P 点时所具有的弹性势能；
(2)第一次碰撞过程中B 对A 弹力的冲量的大小；
(3)若要B 最终恰能回到圆弧轨道最高点，需要在B 滑块由N 点出发时，给B 多大的初速度。

17．如图所示，一张纸上用笔点一个点A ，纸放在水平桌面上，用一高度为h 的平行玻璃砖放置在纸上且点A 在玻璃砖的下面，设光在玻璃砖内的折射率为n ，从正上方向下看点A ，看到点A 的深度为多少？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．C
【解析】
试题分析：根据动能定理得：mgL=12
mv 2，解得：2v gL L 不等．所以速度不等，故A 错误； B 、根据2
v a L
=解得：a=2g ，所以两球加速度相等，又a =Lω2，所以角速度不等，故B 错误C 正确；因为两球的质量关系未知，初始位置它们的重力势能不一定相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D 错误；故选C.
考点：动能定理；向心加速度．
【名师点睛】此题考查了动能定理的应用以及向心加速度及角速度的知识；解决本题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力，列的式子即可解答；此题是基础题，意在考查基础知识的应用.
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据0x v t =水平初速度相同，
A 、
B 、
C 水平位移之比为1:2:3， 所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3， A 错误。

B ．根据212
h gt =，竖直高度之比为123::1:3:5h h h =， B 错误。

C ．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C 正确。

D ．到达P 点时，由
y gt =v
知，竖直方向速度之比为1:2:3， 重力做功的功率
P mgv =
所以重力做功的功率之比为
::1:2:3A B C P P P =
故D 错误。

故选C 。

3．A
【解析】
【详解】
设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h ，根据动能定理有－mgh=，鱼饵离开管口后做平抛运动，竖直方向有h ＋L 0=gt 2，鱼饵被平抛的水平距离x=vt ，联立解得
，所以调节竖直细管的高度时，鱼饵被投放的最远
距离为＋L 0，选项A 正确。

4．C
【解析】
【详解】
将小球在1s t =时和2s t =时的速度分解，如图所示：
则有
110tan y v v θ=，220tan y v v θ=
又因为 ()212s 1s y y v v g =+-
解得
053m/s v =
选项C 项正确，ABD 错误。

故选C 。

5．C
【解析】
【详解】
A ．金属框恰好处于静止状态，说明线框受到的安培力向上，根据左手定则可知dc 边中的电流方向应由d 指向c ，结合电路知识得M 点应接电源的负极，故A 错误；
B ．由闭合电路欧姆定律得
2E I r
= 电源输出功率
2
2
4E P I r r == 故B 错误；
C ．根据平衡条件有
mg=BIL
解得
2mgr B EL
= 故C 正确；
D ．根据对称性可知ad 边受到的安培力等于bc 边受到的安培力，方向相反，故D 错误。

故选C 。

6．C
【解析】
【详解】
A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。

共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A 错误；
B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B 错误；
C.设传送带的速度为v ，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：
2
vt E mgcos x mgcos μθμθ∆=⋅=⋅
物 物体与传送带间的相对位移为： 22
v vt x vt t ∆=-= 物体与传送带间的摩擦生热为：
2
vt Q mgcos x mgcos μθμθ=⋅∆=⋅
所以有Q=△E ，选项C 正确； D.物体从A 到B 过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A 到B 过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D 错误。

故选C 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．ACD
【解析】
【详解】
A ．由图可知波长2m λ=，当0.2s t =时质点A 第一次在波峰，则周期为
20.2s 0.4s =⨯=T
则波速
5m/s v T λ
==
故A 正确；
B ．可知
1.0s 22
T t T ==+ 波传到C 所用时间为
3m 2m 0.2s 2
T v -== 之后C 点开始向上振动，做2次全振动后到平衡位置处且向上运动，故B 错误；
CD ．D 点开始振动的时间为
0.6s BD v
= 之后D 点开始向上振动，再经过
30.9s 0.6s 0.3s 4
T -== 到达波谷，位移为-2cm ，故CD 正确；
E ．B 、D 间相距1.5λ，其振动情况总是相反，则当质点D 第一次位于波谷位置时，质点B 恰好位于波峰位置，故E 错误。

故选ACD 。

8．BD
【解析】
【详解】
A ．线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流，故A 错误；
B ．电动势最大值E=nBSω=80V ，故B 正确；
C ．线圈转动160
s 、转过角度6π，瞬时感应电动势为e= nBSωsin 6π=40V ，C 项错误； D ．在一个周期时间内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有22?()
2T U R RT R =，可得电动势有效值U=
2
m U =40V ，故D 正确； 9．AD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．由于电容器和静电计均为断路，故开关闭合一段时间后，电路中电流为0，故电压表两端电压为0，因此C 1上电荷量为0，故A 正确；
B ．由于整个电路中没有电流，
C 2相当于直接接在电源两端，故滑动滑动变阻器对电路没有影响，C 2上电压不变，故电荷量不变，故B 错误；
C ．电压表两端电压为0，静电计两端电压不为0，故C 错误；
D ．S 断开后，C 2上电荷量保持不变，故当两极板距离增大时，电容减小，由Q U C
=
可知，电压增大，故静电计张角变大，故D 正确；
故选AD 。

10．BCD
【解析】
【详解】
由图乙知该波的周期是0.20s 。

故A 错误。

由甲图知波长λ=8m ，则波速为：8/40/0.2
v m s m s T λ
===，故B 正确。

在t=0.10s 时，由乙图知质点Q 正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x 轴负方向传播，故C 、D 正确。

该波沿x 轴负方向传播，此时P 点正向上运动。

从t=0.10s 到0.25s 经过的时间为△t=0.15s=
34T ，由于t=0.10s 时刻质点P 不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P 通过的路程不是3A=30cm ，故E 错误。

11．BC
【解析】
【详解】
AB.由图可知输出电压的周期T= 0.01s ，故频率为f=100Hz ， A 错误，B 正确；
CD.由：
2
21223m U U T T R R
⨯⨯=（） 解得：
U=6
m C 正确，D 错误．
12．BD
【解析】
【详解】
A ．小球从b 点运动到c 点根据动能定理有
()211sin 32
00c mgR mv ︒=
-- 在c 点时有 2c v F mg m R
-= 代入数据解得
3m/s c v =，20N F =
据牛顿第三定律，小球在c 点时对轨道的压力大小为20N ，故A 错误；
BCD ．小球从c 点运动到d 点做平抛运动有
212tan 30c gt v t
︒= 解得
5
t = 又由平抛运动规律可知水平位移
3m 55
c x v t ==⨯
= 竖直位移
221m 0.6m 251102y gt ⎛=⨯⨯ ⎝⎭
== 故B 正确，D 正确，C 错误。

故选BD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）③1R 半偏（或最大值的一半） ④2R （2）大于 （3）①2 左 （4）1E b = k r b
= 【解析】
【详解】
（1）由题图可知，当S 拨向1位置，滑动变阻器1R 在电路中为分压式接法，利用电压表的半偏法得：调节1R 使电压表满偏；
[1].保持1R 不变，2R 与电压表串联；
[2].调节2R 使电压表的示数达到半偏（或最大值的一半）；
[3].则电压表的内阻v R 与电阻箱示数2R 相同。

（2）[4].由闭合电路欧姆定律可知，调节2R 变大使电压表达到半偏的过程中，总电阻变大。

干路总电流
变小，由·
E I r U =+外得U 外变大，由电路知U U U =+右外并，滑动变阻器的滑动触头右侧分得的电压·U I R =右右变小，则U 并变大，电压表半偏时，2R 上分得的电压就会大于电压表上分得的电压，那么2R 的阻值就会大于电压表的阻值。

（3）[5].[6].测水果电池组的电动势和内阻，利用伏阻法，S 拨到2位置，同时将1R 的滑动触头移到最左
端。

利用112U E U r R =+⋅，112U E U r R '''
=+⋅，联立求E 、r 。

（4）[7].[8].由闭合电路欧姆定律得：
U E U r R
=+
⋅， 变形得 111r U E R E
=⋅+， 则
r k E =，1b E
=， 解得：
1E b =，k r b
=。

14．OO '方向 在白纸上描出O N 、两点，并测出ON 长 连接ON ，入射光线与ON 的夹角为1θ ON 与出射光线的夹角为2θ 21
sin sin n θθ=
ABO ∠ 【解析】
【详解】 [1]．当光线垂直质界面射入时，传播方向不发生改变，故从O 点垂直底面射向玻璃砖的光线将沿OO '方向射出。

（a ）[2]．记录出射点N ，连接ON ，ON 长即为半径。

（b ）[3][4]．连接ON 即为法线，入射光线与ON 夹角为入射角1θ，出射光线与ON 夹角为折射角2θ。

（c ）[5]．由折射率公式知
21
sin sin n θθ= （d ）[6]．当光线从A 点入射时恰好发生全反射，即此时ABO ∠等于临界角。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）2T B =；（2）22.5m/s
【解析】
【详解】
（1）金属杆CD 由静止加速下滑时，其产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，金属杆CD 所受的沿导轨平面向上的安培力逐渐增大，当金属杆CD 所受的沿导轨平面向上的安培力和滑动摩擦力的合力与金属杆CD 的重力沿导轨平面向下的分力平衡时，金属杆CD 的速度达到最大为v ，此后以速度v 匀速运动，此时重力的功率也达到最大。

金属杆的电动势
E BLv =
感应电流
L
E I R R =+ 安培力
F BIL =
金属杆受力平衡，有
sin cos mg F mg θμθ=+
重力的最大功率
sin P mgv θ=
联立解得
2T B =， 2.5m/s v =，5A 4
I = （2）金属杆CD 达到最大速度的一半时，电流也是原来的一半，即
15A 28
I I '== 此时金属杆CD 所受安培力
5N 4
F I LB ''== 金属杆CD 的加速度
sin cos mg mg F a m
θμθ'--= 解得
22.5m/s a =
16． (1)35P E mgl =
(2)I =
(3)0v =【解析】
【详解】
(1)A 由O→P 的过程 sin P mgl E θ=
解得
35P E mgl = (2)B 由N→P 的过程
214sin 2
mg l mv θ⋅= A 、B 相碰的过程
12mv mv =
以沿斜面向下为正方向
1I mv mv =-
解得：
65
gl I m =- A 对B 的冲量大小为
65
gl I m = (3)第二次B 由N→P 的过程
2210114sin 22
mg l mv mv θ⋅=-
A 、
B 相碰的过程
122mv mv =
碰后，设A 、B 在弹簧压缩量为x 处分离，对A 、B
2sin 2mg kx ma θ-=
对B ：
sin mg ma θ=
解得
0x =
即A 、B 在O 点分离.
A 、
B 碰后到弹簧恢复原长的过程
222311222sin 22P mv E mv mgl θ+=+ A 、B 分离后，到达的最高点Q 点
22311(3sin cos )22Q mg l l l mv mv θθ-++=
- 2Q v mg m
l =
解得 01525v gl =
17．h n
【解析】
【详解】
取从A 点发出的射向界面的两条光线：一条是垂直射向界面；另一条是斜射到界面的光线，且入射角AON α∠=且很小；折射角为MOB β∠=，则由光的折射定律可得
sin sin n βα
=
由几何关系
'tan OQ OQ PQ h
β== tan OQ h
α= 由于αβ均较小，则
tan sin ββ≈
tan sin αα≈
联立解得：
'h h n
=。