河南省洛阳市达标名校2018年高考二月仿真备考物理试题含解析

河南省洛阳市达标名校2018年高考二月仿真备考物理试题
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．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则() A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
2．如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是
A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级
B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
3．2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。

黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。

取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式
为
p GMm
E
r
=-，已知地球半径R=6400km，光速c=3x108m/s。

设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（）
A．7×109m/s2B．7×1010m/s2C．1.4×1010m/s2D．1.4×1011m/s2
4．如图甲所示MN是一条电场线上的两点，从M点由静止释放一个带正电的带电粒子，带电粒子仅在电场力作用下沿电场线M点运动到N点，其运动速度随时间t的变化规律如图乙所示下列叙述中不正确的是（）
A ．M 点场强比N 的场强小
B ．M 点的电势比N 点的电势高
C ．从M 点运动到N 点电势能增大
D ．从M 点运动到N 点粒子所受电场力逐渐地大
5．一质点沿x 轴做简谐运动，其振动图象如图所示．在1.5s ～2s 的时间内，质点的速度v 、加速度a 的大小的变化情况是（ ）
A ．v 变小，a 变大
B ．v 变小，a 变小
C ．v 变大，a 变小
D ．v 变大，a 变大
6．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，在原线圈电路的a 、b 端输入电压一定
的正弦交变电流，电阻R 1、R 2
消耗的功率相等，则1
2R R 为（ ）
A ．14
B ．4
C ．12
D ．2
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．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

两侧轻绳下端恰好触地，取g=10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是( )
A ．A 与细绳间为滑动摩擦力，
B 与细绳间为静摩擦力
B ．A 比B 先落地
C ．A,B 落地时的动能分别为400J 、850J
D ．两球损失的机械能总量250J
8．如图所示，劲度数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F 缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了0x ，此时物体静止．撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为40x ．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ．则（ ）
A ．撤去F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动
B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为0kx g m μ-
C ．物体做匀减速运动的时间为02x g
μ D ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为0()mg
mg x k μμ-
9．如图所示，长方体物块上固定一长为L 的竖直杆，物块及杆的总质量为如2m.质量为m 的小 环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F 作用下，从静止开始沿光滑 水平面向右匀加速运动，环落至杆底端时，物块移动的距离为2L,已知F=3mg,重力加速度为g.则小环从顶端下落到底端的运动过程
A 5L
B ．小环所受摩擦力为
2
mg C ．小环运动的加速度为2g D ．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8
10．如图所示，一细长玻璃管插入面积很大的水银槽中，玻璃管上方有一段被封闭的长为L 的理想气体，玻璃管内、外水银面的高度差为h ，玻璃管是导热的。

当环境温度升高，玻璃管固定不动，气体和外界达到新的热平衡时，下列说法正确的是 。

A ．L 增大，h 减小，气体压强增大
B ．理想气体每个分子的速率都增大
C ．封闭气体的内能一定增大
D ．外界对封闭气体做功
E.封闭气体一定从外界吸收热量
11．如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R 。

质量为m 的小球在容器内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心O 连线方向与竖直方向夹角为α。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球所受容器的作用力为sin mg α
B ．小球所受容器的作用力为cos mg α
C ．小球的角速度sin g R α
D ．小球的角速度
cos g R α 12．水面下深h 处有一点光源，发出两种不同颜色的光a 和b ，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a 光构成的圆环。

若b 光的折射率为n ，下列说法正确的是 (选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得 5 分；每选错1个扣3分，最低得分为 0分）。

A ．在水中，a 光的波长比 b 光小
B ．水对a 光的折射率比 b 光小
C ．在水中，a 光的传播速度比b 光大
D ．复色光圆形区域的面积为
E. 用同一装置做双缝干涉实验， a 光的干涉条纹比 b 光窄
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。

在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在B 处。

测得滑块（含遮光条）的质量为M ，钩码总质量为m ，遮光条宽度为d ，导轨上滑块的初始位置A 点到B 点的距离为L ，当地的重力加速度为g 。

将滑块在图示A 位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为t ∆。

滑块从A 点运动到B 点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_____________。

（均用题中所给字母表示）
14．一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。

使用的器材有：铁架台、光电门1和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A 和B （B 左侧安装挡光片）。

实验步骤如下：
①如图1，将实验器材安装好，其中钩码A 的质量比B 大，实验开始前用一细绳将钩码B 与桌面相连接，细绳都处于竖直方向，使系统静止。

②用剪刀剪断钩码B 下方的细绳，使B 在A 带动下先后经过光电门1和2，测得挡光时间分别为1t 、2t 。

③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d ，如图2，则d =________mm 。

④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。

⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离()L L d ?。

⑥查表得到当地重力加速度大小为g 。

⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）__________，用以上物
理量写出验证方程_____________。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。

已知电子质量为m ，电荷量为e ，加速电场极板间电势差为U 0。

偏转电场极板间电势差为U ，极板长度为L ，板间距为d ，偏转电场可视为匀强电场，电子所受重力可忽略。

（1）求电子射入偏转电场时的初速度0v 和从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离∆y ；
（2）由问题（1）的结论可知，电子偏转距离∆y 与偏转电场极板间电势差U 有关。

已知111m L .-=⨯00，加速电场0500V U =。

当偏转极板间电压为随时间变化的交变电压222sin50V u t π=时，在计算其中任意一个电子通过极板的偏转距离∆y 时，仍可认为偏转极板间电势差是某一定值。

请利用下面所给数据，分析说明这样计算的合理性。

已知191.610C e -=⨯，319.110
kg m -=⨯。

16．如图所示，在磁感应强度为1013
B t B =+、方向竖直向下的磁场中有两个固定的半径分别为l 和2l 的水平放置的金属圆环形导线围成了如图回路，其总电阻为r ，开口很小，两开口端接有间距也为l 的且足够长的两个固定平行导轨AB CD 、，导轨与水平面夹角为θ，处于磁感应强度大小为2B 、方向垂直于导轨向下的匀强磁场中。

质量为m 、电阻为r 、长为l 的金属棒ab 与导轨良好接触。

滑动变阻器R 的最大电阻为3r ，其他电阻不计，一切摩擦和空气阻力不计，重力加速度为g 。

求：
(1)电磁感应中产生的电动势；
(2)若开关1K 闭合、2K 断开，求滑动变阻器的最大功率m P ；
(3)若开关1K 断开，2K 闭合，棒ab 由静止释放，棒能沿斜面下滑，求棒下滑过程中最大速度m v 以及某段时间t ∆内通过棒某一横截面的最大电荷量m q 。

17．如图所示，足够长的“U”形框架沿竖直方向固定，在框架的顶端固定一定值电阻R ，空间有范围足够大且垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，电阻值均为R 的金属棒甲、乙垂直地放在框架上，
已知两金属棒的质量分别为m=2.0×10-2kg 、m 乙=1.0×10-2kg 。

现将金属棒乙锁定在框架上，闭合电键，在金属棒甲上施加一竖直向上的恒力F ，经过一段时间金属棒甲以v=10m/s 的速度向上匀速运动，然后解除锁定，金属棒乙刚好处于静止状态，忽略一切摩擦和框架的电阻，重力加速度g=10m/s 2。

则
(1)恒力F 的大小应为多大？
(2)保持电键闭合，将金属棒甲锁定，使金属棒乙由静止释放，则金属棒乙匀速时的速度v 2应为多大？
(3)将两金属棒均锁定，断开电键，使磁感应强度均匀增加，经时间t=0.1s 磁感应强度大小变为2B 此时金属棒甲所受的安培力大小刚好等于金属棒甲的重力，则锁定时两金属棒之间的间距x 应为多大？
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．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据光电效应方程0km E h W γ=-得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A 正确，BCD 错误． 2．D
【解析】
【详解】
A ．处于基态的氢原子吸收10.2eV 的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV 的能量．故A 错误；
B ．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出24
C 6=种，故B 错误；
C ．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C 错误；
D ．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：
410.85(13.6)12.75eV E E E =-=---=，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为：12.75 6.34 6.41eV km E E W =-=-=，故D 正确；
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
在地球表面有
2
Mm G mg R = 解得
2GM gR =①
连光都无法逃脱它的引力束缚，故有
21''2c GMm m R
v = 解得
212c v GM R
=② 联立①②
16
92269107.010m /s 22 6.410
c g R v ⨯==≈⨯⨯⨯ A 正确BCD 错误。

故选A 。

4．C
【解析】
【分析】
【详解】
AD ．从v-t 图像可以看出，加速度越来越大，根据牛顿第二定律F ma =，则说明受到的电场力越来越大，根据公式F qE =，说明电场强度越来越大，所以M 点场强比N 的场强小，故AD 正确；
B ．因为带电粒子做加速运动，所以受到的电场力往右，又因为带电粒子带正电，所以电场线的方向往右，又因为顺着电场线的方向电势降低，所以M 点的电势比N 点的电势高，故B 正确；
C ．从M 点运动到N 点动能增加，电势能应该减小，故C 错误。

故选C 。

5．A
【解析】
【分析】
【详解】
由振动图线可知，质点在1.5s ～2s 的时间内向下振动，故质点的速度越来越小，位移逐渐增大，回复力逐渐变大，加速度逐渐变大，故选项A 正确．
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
因为电阻R 1、R 2消耗的功率相等，所以有
2212I R I R =
又因为
1221
I n I n = 联立解得
121=4
R R 故BCD 错误，A 正确。

故选A 。

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 项：由于A 、
B 两球对细绳的摩擦力必须等大，且A 、B 的质量不相等，A 球由静止释放后与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，故A 正确；
B 项：对A ：m A g-f A =m A a A ，对B ：m B g-f B =m B a B ，f A =f B ，f A =0.5m A g ，联立解得：25A m a s =，27.5B m a s = 设A 球经ts 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ， 则有：212A A h a t =，212
B B h a t =，H=h A +h B ，V A =a A t ，V B =a B t 联立解得：t=2s ，h A =10m ，h B =15m ，V A =10m/s ，V B =15m/s ，
分离后，对A 经t 1落地，则有：211115102t gt =+
， 对B 经t 2落地，m 则有：222110152t gt =+
解得：11t s =，2t = ，所以b 先落地，故B 错误； C 项：A 、B 落地时的动能分别为E kA 、E kB ，由机械能守恒，有：21()2
kA A A A A E m v m g H h =+- 21()2
kB B B B B E m v m g H h =+- 代入数据得：E kA =400J 、E kB =850J ，故C 正确；
D 项：两球损失的机械能总量为△
E ，△E=（m A +m B ）gH-E kA -E kB ，代入数据得：△E=250J ，故D 正确。

故应选：ACD 。

【点睛】
解决本题的关键理清A 、B 两球在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。

要注意明确B 和绳之间的滑动摩擦力，而A 和绳之间的为静摩擦力，其大小等于B 受绳的摩擦力。

8．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．撤去F 后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A 错误；
B ．刚开始时，由牛顿第二定律有：
0kx mg ma μ-= 解得：0kx a g m
μ=
- B 正确；
C ．由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x 0，由牛顿第二定律得： 1a g μ＝
将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则：
20112
3x a t =
联立解得：t =C 错误；
D ．当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有
F mg kx μ== 解得mg
x k μ=，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：
()f 00(mg W mg x x mg x k μμμ=⎛⎫=- ⎪⎝
⎭- D 正确。

故选BD 。

9．ABD
【解析】
【详解】
ABC.水平方向上，据牛顿第二定律有：
33x F mg m a ==g
代入数据解得：
x a g =
小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，另据水平方向的位移公式有：
2122
x L a t = 解得运动时间为：
t =在竖直方向上有：
212
y L a t = 解得： 2
y g a = 即小球在竖直方向上做加速度为
2g 的匀加速直线运动，据牛顿第二定律有： y mg f ma -=
解得小球所受摩擦力为：
2
mg f = 故小球运动的加速度为：
2a g ==
小球的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移相等，即为：
S x ===
故AB 正确，C 错误；
D.小环落到底端时的速度为：
v 环2at g ==⨯= 其动能为：
k E 环52
mgL = 此时物块及杆的速度为：
v 杆x a t g ==⨯=其动能为： k E 杆4mgL =
故有小环与物块及杆的动能之比为5:8，故D 正确。

10．ACE
【解析】
【详解】
A ．当环境温度升高，假设内、外水银面的高度差不变，由于气体温度升高，气体压强增大，故内、外水银面的高度差不可能不变，高度差h 减小，气体长度L 增大，气体压强增大，故A 正确；
B ．气体温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的平均速率都增大，故B 错误；
C ．一定质量的理想气体，内能由温度决定，温度升高时，气体的内能一定增大，故C 正确；
D ．由于气体体积增大，故气体对外做功，故D 错误；
E ．根据热力学第一定律，气体一定从外界吸收热量，故E 正确。

故选ACE 。

11．BD
【解析】
【详解】
AB ．对小球受力分析，如图所示：
根据力的合成，可得小球所受容器的作用力为支持力： cos mg N α
= A 错误，B 正确；
CD ．根据力的合成，可得小球所受合外力
tan F mg α= 小球做圆周运动的轨道半径为： sin r R α=
根据向心力公式得：
2tan mg m r αω=
解得角速度cos g R ωα=
，C 错误，D 正确。

故选BD 。

12．BCD
【解析】
【详解】
ABC 项：a 光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a 光的临界角较大，根据，知a 光的折射率较小，再由，可知，在水中，a 光的波长比b 光大，故A 错误BC 正确；
D 项：依据
，结合几何关系，可知，，而复色光圆形区域的面积为，
故D 正确； E 项：a 光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相同条件下，a 光干涉条纹比b 光宽，故E 错误。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．mgL 2
2()2()
M m d t +∆ 【解析】
【分析】
【详解】
[1] 滑块从A 点运动到B 点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为mgL 。

[2]通过光电门的速度d v t
=∆，所以系统动能增加量为 2
22
1()()022()M m d M m v t ++-=∆ 14．6.710 钩码A 、B 的质量m 1、m 2 221221211()2d d m m m gL m gL t t ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥+-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
【解析】
【分析】
【详解】
③[1]根据螺旋测微器测量原理得
6.5mm 21.00.01mm 6.710mm d =+⨯=
⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A 、B 的质量m 1、m 2。

对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减少量，则验证方程为
221221211()2d d m m m gL m gL t t ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥+-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1
）0v =
204UL y dU ∆=； （2）见解析 【解析】
【分析】
【详解】
（1）电子在加速电场中，由动能定理可得 20012
eU mv = 得电子射入偏转电场时的初速度
v 0
电子在偏转电场中做类平抛运动，在垂直电场方向，做匀速直线运动
L t v = 沿电场方向做匀加速直线运动，
U q ma d
= 电子沿垂直板面方向的偏转距离
2
20
124UL at dU y =∆= （2）因为粒子射出电场的时间
907.50s 1L v t -≈⨯== 而交变电压的周期
22=0.04s 50T π
πωπ
== 因为T t ?，所以在计算其中任意一个电子通过极板的偏转距离y ∆时，仍可认为偏转极板间电势差是某一定值。

16． (1)2E l π=；(2)24
4m l P r π=；(3)322222sin m mgr B l v B l θπ-=，2sin m mg q t B l θ=∆ 【解析】
【详解】
(1)处在均匀变化的磁场中的有效面积
222(2)3S l l l πππ=-=
根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为
213
BS E S l t t π∆Φ∆====∆∆ (2)根据闭合电路欧姆定律
E I R r
=+ 滑动变阻器的功率
2P I R =
得
222
2()2E R E P r R r R r R
==+++ 当R r =时，P 有最大值
所以
224
44m E l P r r
π== (3)棒切割磁感线产生的最大感应电动势
2m E B lv '=
通过分析知道沿整个回路的感应电动势都为逆时针方向，因此总电动势为 m E E E '=+
对于整个回路，根据闭合电路欧姆定律有
2m m E I r
= 当棒匀速下滑时速度达到最大，此时受力平衡
2sin m mg B I l θ=
解得
3
22222sin m mgr B l v B l
θπ-= 当物体下滑速度最大时，在t ∆时间内通过导体棒的电荷量也最大 m m q I t =∆
解得
2sin m mg q t B l
θ=∆ 17． (1) 0.4N ；(2) 5m/s ；(3) 2m 3x =
【解析】
【详解】
(1)金属棒甲匀速运动时，由力的平衡条件可知：
F=m 甲g+BI 甲L
由题图可知流过金属棒乙的电流大小应为：
2
I I =乙甲 金属棒乙刚好处于静止状态，由平衡条件可知：
2
BI L m g =甲乙 由以上整理得：
F=m 甲g+2m 乙g
代入数据解得：
F=0.4N ；
(2)金属棒乙锁定，闭合电键，金属棒甲向上匀速运动时，有 E 甲=BLv 1
由闭合电路的欧姆定律得：
23E I R
=甲甲 对金属棒乙，由平衡条件可知：
BI 甲L=2BI 乙L=2m 乙g
解得：
122
3m gR v B L =乙 将金属棒甲锁定，金属棒乙匀速时，有：
22223B L v m g BI L R
'==乙 解得：
222
32m gR v B L =乙 联立解得：
v 2=5m/s ；
(3)由法拉第电磁感应定律得：
BS BLx E t t t
∆Φ∆===∆∆ 由闭合电路的欧姆定律得： 2E I R =
由题意可知：
m 甲g=2BIL
联立以上可得：
21223m gR v B L
= 解得：
13v tm x m =甲乙
代入数据得：
2
x 。

m
3。