精品解析：【全国百强校】河北省衡水中学2018届高三二十模考试(B)物理试题(解析版)
河北省衡水中学2018届高三二十模考试物理试题B
二.选择题
1. 下列说法正确的是（）
A. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
B. 铀核裂变的一种核反应方程
C. 设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是
D. 原子在a、b两个能量级的能量分别为、，且，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的波长（其中c为真空中的光速，h为普朗克常量）
【答案】D
【解析】A、动能相等的质子和电子，因质子质量比电子质量大得多，依据动能，则质子和电子动量不相等，再根据德布罗意波长公式，可知一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长不相等。故A 错误。B、铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中的一种核反应方程，故B错误。C、根据爱因斯坦质能方程可知，设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2．故C错误。D、原子在a、b两个能量级的能量为E a、E b，且E a＞E b，当原子从a能级跃迁到b能级时，放出光子的能量为：，所以光子的波长
．故D正确。故选D。
【点睛】本题考查了核反应方程、爱因斯坦质能方程、能级跃迁等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，知道各能级间能级差的关系，以及知道波长和频率的大小关系．
2. 如图，在绕地运行的天宮一号实验舱中，宇航员王亚平将支架固定在桌面上，摆轴末端用细绳连接一小球．拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度，它沿bdac做圆周运动．在a、b、c、d四点时（d、c两点与圆心等高），设在天宫一号实验舱中测量小球动能分别为、、、，细绳拉力大小分别为、、、，阻力不计，则（）
A.
B. 若在c点绳子突然断裂，王亚平看到小球做竖直上抛运动
C.
D. 若在b点绳子突然断裂，王亚平看到小球做平抛运动
【答案】C
【点睛】解答本题要抓住小球处于完全失重状态，由绳子的拉力提供向心力，再根据向心力公式分析即可．3. 未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段国柱形心旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是（）
A. 旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大
B. 旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小
C. 宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大
D. 宇航员质量越大，旋转的角速度就应越小
【答案】B
【解析】为了使宇航员在航天器上受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，即为使宇航员随旋转舱转动的向心加速度为定值，且有a=g，宇航员随旋转舱转动的加速度为：a=ω2R，由此式可知，旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小，此加速度与宇航员的质量没有关系，所以选项ACD错误，B正确．故选B. 点睛：该题的考察方法非常新颖，解题的关键是从相关描述中提起有用的东西，对于该题，就是得知在向心加速度不变的情况下，影响向心加速度大小的物理量之间的变化关系，该题还要熟练的掌握有关匀速圆周运动的各个物理量的关系式，并会应用其进行正确的计算和分析．
4. 在如图所示的变压器电路中，原线图电路输入正弦交流电压有效值为，原线电路中还接有阻值为的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R，变压器原副线圈的匝数比为1：2，若要使电阻箱消耗的功率最大，则电阻箱的阻值应调为（）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】理想变压器的原线圈接有电阻，可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上，，而等效的全电路要使外电阻的功率最大，需要，满足可变电阻的功率能取最大值，解得，故D正确。故选D。
【点睛】本题考查变压器原理，要注意明确变压器的其本规律，明确匝数之比和电流、电压之比的关系，并能正确分析电路结构，利用欧姆定律等进行分析求解；对于原线圈接有电阻的问题可采用等效电阻法:
,等效电阻为.
5. 如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接有电阻R，水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有相同的方向垂直轨道平面向里的匀强磁场，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场。一电阻不计的导体
棒，两端与导轨保持良好接触。现将导体棒由区域Ⅰ上边界H处静止释放，并穿过两磁场区域，图中能定性描述该过程导体棒速度与时间关系的图像可能是（）
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】AD
【解析】导体棒由区域I上边界H处静止释放，先做自由落体运动，进入磁场区域I，可能重力与安培力大小相等，做匀速直线运动，离开磁场区域I，做匀加速直线运动，然后进入磁场区域Ⅱ，由于速度变大，安
培力一定大于重力，，做变减速运动，加速度逐渐减小，故A正确。导体棒由区域I上边界H 处静止释放，先做自由落体运动，进入磁场区域I，可能重力大于安培力，，做加速度减小的
变加速运动，离开磁场区域I，做匀加速直线运动，故B错误。导体棒由区域I上边界H处静止释放，先做自由落体运动，进入磁场区域I，可能重力小于安培力，做加速度减小的变减速运动，离开磁场区域I，做匀加速直线运动，再离开磁场区域Ⅱ，可能做加速度减小的变减速运动。故C错误，D正确。故选AD。6. 如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率（＞）滑上传送带,最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的有（）
A. 滑块返回传送带右端的速率为
B. 此过程中传送带对滑块做功为
C. 过过程中电动机对传送带做功为
D. 此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为
【答案】ACD
【点睛】本题关键是对于物体返回的过程分析，物体先做减速运动，之后反向加速，最后做匀速运动．但是计算滑块与传送带间摩擦产生的热量的过程太复杂．C项可作如下解：由W电-Q=△E k，则
。
7. 如图所示，一个竖直放置的平行板电容器，充电后，左板上电荷量为-Q，板间可看成匀强电场。一个带电荷量为-q的油滴，从O点以速度射入板间，v的方向与电场线成θ角，已知油滴的质量为m，测得油滴到达运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，并恰好垂直打到平行板上，则以下说法中正确的是（）
A. 油滴最后打在左板上
B. 最高点处（设为N）与O点的电势差为
C. 板间的电场强度
D. 如果两板间距离变小，O到右板的距离不变，则最高点处（设为N）的位置不变
【答案】BD
【解析】A、因油滴到达最高点N时速度大小为v，方向水平，对O→N过程用动能定理有W G+W电=0，所以电场力一定做正功，油滴带负电，则最高位置一定在O点的右上方，即垂直打到右板上，A错误。B、对油滴，在水平方向，由动能定理得：qU NO=mgh，在竖直方向上油滴做初速为v sinθ的竖直上抛运动，则有(v sinθ)2=2gh，即：，故B正确。C、油滴由的运动时间为，水平方向的位移
，电场强度大小，故C错误。D、因最高点N与出发点O的电势差与场强无关，故改变电场强度而O点到右板的距离不变，N点的位置不变，则D正确。
故选BD。
【点睛】本题考查了动能定理的应用，考查了求电场强度大小问题，运用运动的合成与分解观点分析清楚油滴的运动过程是解题的前提与关键，应用动能定理、运动学公式与匀强电场场强与电势差的关系可以解
题．
三.非选择题：
8. 现代飞机、导弹、火箭等在研制定型及生产中需通过风洞试验模拟空中各种复杂的飞行环境，获取实验数据。在一个风洞实验室中，一架飞机模型用弹性片固定在托盘测力计上（如图所示）。无风时，托盘测力计示数为30N；当有风吹过时，飞机仍静止不动，托盘测力计的示数减小。下面是某小组研究该力F的大小与风速关系的实验数据；
（1）根据上面的实验数框可知：飞机受到的风为方向___（填“竖直向上”、“竖直向下”“水平向左”或“水平向右”），风力大小随若风速的增大而____（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）根据以上数据、通过分析推理写出风力F与风速的关系式___________________。
【答案】(1). 竖直向上(2). 增大(3).
【解析】(1)飞机模型无风时受重力，当迎面有风吹过时，托盘测力计的示数减小，说明受的升力与重力方向相反，竖直向上；风速越大，托盘测力计的示数越小，说明风力大小随着风速的增大而增大；
(2)根据表格数据发现：风速为4m/s时，升力为30N-29.2N=0.8N；风速为8m/s时，升力为30N-26.8N=3.2N；风速为12m/s时，升力为30N-22.8N=7.2N；风速为16m/s时，升力为30N-17.2N=12.8N；风速为20m/s时，升力为30N-10.0N=20N；风速为24m/s时，升力为30N-0.02N=29.98N；故这个新的力与风速的关系式：
F=0.05v2。
【点睛】首先对飞机进行受力分析，无风时的受力情况和有风时的受力情况不一样，然后根据表格中的数据来判断风速和升力的关系。
9. (1)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所示，其中，虚线框内为用灵电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，是标称值为的定值电阻。
①已知灵敏电流计G的满偏电流、内阻，若要改装后的电流表满偏电流为，应并联一只___（保留2位有效数字）的定值电阻。
②某次实验的数据如表所示：该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法（逐差法）计算出电池组的内阻____（保留3位有效数字）
③该小组在前面实验的基础上，为探究电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大，若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_____（填选项前的字母）
A．电压表内阻的影响
B．滑动变阻器的最大阻值偏小
C．的实际阻值比计算值偏小
D．的实际阻值比标称值偏大
(2)某同学测量一个额定电压为3V，额定电流约为的小灯泡的伏安特性曲线，选用下列实验器材进行实验，电路图如下图所示：
A．电源E：电动势为，内阻不计；
B．电压表V：量程为，内阻约为
C．电流表A：量程为，内阻约为；
D．滑动变阻器器：最大阻值为，数额定电流为；
E．滑动变阻器器：最大阻值为，额定电流为：
F．开关S，导线若干；
若滑动变阻器a端与滑片P之间的电阻为，滑动变阻器的最大阻值为，若在该实验中分别接入滑动变阻器R1，R2调整小灯泡两端的电压U，则在额定电压范围内，U随变化的图像可能正确的是__________.
【答案】(1). 1.0 (2). 1.66 (3). CD (4). B
【解析】(1)①根据电流表的改装原理，.
②借鉴“研究匀变速直线运行”实验中计算加速度的方法（逐差法），采用1与5；2与6；3与7；4与8；两两组合，由E=U+I（R0+r）得，△U=△I（R0+r），故，采用1与5时，；采用2与6时，；采用3与7时，；采用4与8时，；则
，代入数据解得：.
③A、如果考虑电压表的内阻，则虚线部分相当于电源，测得的电阻相当于电源E的内阻与R0串联后再与电压内阻并联的阻值，即测得的电阻值偏小，故A错误；B、滑动变阻器的阻值不会影响r的测量结果，故B错误；C、电表改装时，R1的实际阻值比计算值偏小，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大，故C正确；D、结合电路图，由闭合电路欧姆定律E=U+I(R0+r)知，R0的实际阻值比称标值偏大，可导致内阻测量值总量偏大，故D正确．故选CD．
(2)设变阻器的全电阻为R，变阻器左端电阻为R1，根据欧姆定律可求出变阻器的输出电压应为，设变阻器两接线柱距离为L，则单位长度的电阻为，所以：，由于R并＜R x，且R1越小时R并越接近R1，所即变阻器的输出电压，考虑电阻丝是圆形不是直线，所以U-x图象一定不能是线性关系，排除C、D选项，再根据上面分析可知，当变阻器的全电阻越小时线性越好，变阻器的输出电压越大，所以可能符合实际的图象应是B，故选B。
【点睛】电表改装为重点内容要切实弄明白，连接实物图为基本功，数据处理和误差分析的能力要平时加强训练，结合具体的实验情景具体分析。
10. 如图所示，一个物块以某一初速度沿倾角、高的固定光滑斜面的最下端向上远动，物块运动到斜面的顶端时的速率为，如果在斜面中间某一区域设置一段摩擦区，物块与摩擦区之间的动摩擦因数，物块以同样的初速度从斜面的底端向上运动，物块恰好运动到斜面的项端（，，，）。
(1)求初速度的大小；
(2)求摩擦区的长度；
(3)在设置摩擦区后，摩擦区的位置不同，物块以初速度从斜面底端运动到斜面顶端的时间不同，求物块从斜面底端运动到斜面顶端的最长时间（计算结果保留两位小数）。
【答案】（1）6m/s（2）1m（3）0.97s
【解析】(1)由动能定理得到：
代入已知数据可以得到：
(2)增设摩擦区后，因物块恰好运动到斜面的顶端，则摩擦力做功恰好等于没有摩擦区域时物块运动到斜面顶端的动能，则：，
代入数据可以得到：；
(3)如图所示，当摩擦区设置在斜面最小面时，让物块一开始运动就进入摩擦区，物块在斜面上运动的时间最长，设物块在摩擦区和光滑的斜面上的加速度分别是a1和a2，则：
，
代入数据可以得到：，
物块在摩擦区内运动的时间为t1，则：，
代入数据得到：
物块在斜面的光滑部分运动的初速度为，时间为，
则：，
物块运动到斜面顶端的最长时间为：。
【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理以及运动学公式，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练．
11. “801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体（由电量相同的正、负离子组成）经系统处理后，从下方以恒定速率向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内。当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统（关闭粒子进入通道、撤去磁场B）。区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆（圆与下板相切于极板中央A）。放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极
MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出。在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力（不计氙原子核、等离了体的重力。不计粒子之间相互作用与相对论效应）。知极板长RM＝2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：
（1）当栅极MN，PQ间形成稳定的电场时，其电场强度E多大？
（2）氙原子核从PQ喷出时的这度大小v2？
（3）因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q′，
则即
（2）氙原子核在磁场中做匀速圆周运动时,设速度为v3,则有：
根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即
则：
氙原子核经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为，根据动能定理可知：
其中电压
联立可得
（3）根据题意，当区域Ⅱ中的磁场变为之后，根据可知，r′=r=D
①根据示意图可知，沿着AF方向射入的氙原子核，恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I，而沿着AF左侧射入的粒子将被上极板RM挡住而无法进入区域I。
该轨迹的圆心O1，正好在N点，AO1=MO1=D，所以根据几何关系可知，此时∠FAN=900；
②根据示意图可知，沿着AG方向射入的氙原子核，恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I，而沿着AG 右侧射入的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I。
AO2=AN=NO2=D，所以此时入射角度∠GAN=300；
根据上述分析可知，只有∠FAG=600；这个范围内射入的粒子还能进入区域I。该区域的粒子占A处总粒子束的比例为
点睛：考查牛顿第二定律与运动学公式的应用，掌握由洛伦兹力提供向心力的求解方法，理解动能定理的内容，注意正确画出运动轨迹，及分清各段运动性质；第三问要注意临界条件，求出恰从上、下两边缘射出的粒子的入射角，从而求出射入Ⅰ区的粒子数点比。
12. 以下对固体和液体的认识，正确的有（_____）
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润
C．影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D．液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分了引力而做的功
E．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象
【答案】BCE
【解析】A、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故A 错误。B、液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，分子力为引力表现为不浸润，故B
正确。C、影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素空气的相对湿度，即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。故C正确；D、液体汽化时，液体分子离开液体表面成为气体分子，要克服其他液体分子的吸引而做功，因此要吸收能量。液体汽化过程中体积增大很多，体积膨胀时要克服外界气压做功，即液体的汽化热与外界气体的压强有关，且也要吸收能量，故D错误。E、车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象，选项E正确。故选BCE。
【点睛】本题研究固体、液体、气体的特点；固体的各向同性和各向异性，液体的表面张力、浸润和不浸润、毛细现象；气体的汽化热、相对湿度。
13. 如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底处。上述过程中缸内气体吸收的热量。已知活塞横截面积，大气压强。
（i）此过程中缸内气体增加的内能为多少？
（ii）此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终还要稳定在距气缸底高度处，需要在轻质活寒上一个质量为多大的重物？
【答案】（1）300J（2）30kg
【解析】试题分析：（1）活塞缓慢上升，视为等压过程，
则气体对活塞做功：（1分）
得：W = 150J （1分）
根据热力学定律ΔU = （－W ）+ Q （1分）
得：ΔU= 300J （1分）
（2）由玻意耳定律可知：
（2分）
（1分）
代入数据得：（1分）
考点：热力学第一定律、玻意耳定律。
14. 如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以的波速沿x轴正向传播，在时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，
时a第一次到达最高点。下列说法正确的是___
A．在时刻波恰好传到质点d处
B．在时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在的时间间隔内质点c向上运动
E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运运动
【答案】ACD
【解析】A. ad间距离为x=12m,波在同一介质中匀速传播,则波从a传到d的时间为t=x/v=12/2s=6s，即在t=6s 时刻波恰好传到质点d处。故A正确；
B. 设该波的周期为T,由题可得,3T/4=3s,得T=4s.波从a传到c的时间为t=x/v=，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上。故B错误；
C. 质点b的振动周期等于a的振动周期，即为4s.故C正确；
D. 在4s E. 波长为λ=vT=2×4m=8m,bd间距离为10m=λ，结合波形得知，当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动。故E错误。 故选：ACD. 15. 如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点．另一光线BN 恰好在N点发生全反射，已知，求： （i）玻璃的折射率； （ii）光由B传到M点与再由M传到Q点所需时间比： （iii）N点到直径AB的的距离。 【答案】（1）(2)6(3) 【解析】试题分析：（i）已知∠ABM=30°，由几何关系知入射角：α=30°折射角：β=60° 则玻璃的折射率为： （ii）光在玻璃中传播速度： 光由B传到M的时间：= 光由M传到Q的时间：= 则：∶=6 （iii）由题意知临界角C=∠ONB． 则：sinC=，cosC= ∴N点到直径AB的距离：d=2RcosC×sinC= 考点：光的折射定律；全反射