河北省衡水中学2015届高三下学期期中考试理综物理试题解析

二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14—18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分．有选错的得0分。

14．下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是

A．电学中引入了点电荷的概念，突出了带电体的带电量，忽略了带电体的质量，这里运用了理想化模型的方法

B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了假设法

C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如电容，加速度都是采用比值法定义的

D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

【答案】D

【解析】

试题分析：点电荷的概念，突出了带电体的带电量，忽略了带电体的体积形状和大小，而不是忽略了带电体的质量，运用了理想化模型的方法，所以A项错误；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了微分法，而不是假设法，所以B项错误；电容的定义式是比值定义，加速度是牛顿第二定律的表达式，才是加速度的定义式也是比值定义，所以C项错误；根据速度定义式，当时间趋近于零时，表示瞬时速度，这里运用了极限思想，所以D项正确。

考点：本题考查了物理方法的理解

15．一质点位于x= -2 m处，t=0时刻沿x轴正方向做直线运动，其运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是

A．t=4 s时，质点在x=l m处

B．第3s内和第4s内，质点加速度的方向相反

C．第3s内和第4s内，合力对质点做的功相同

D．0～2 s内和0～4 s内，质点的平均速度相同

【答案】A

【解析】

试题分析：时间在0-3s内，质点的速度为正方向，表示沿x轴正方向做直线运动，根据面积代表位移m，3s末质点运动到了x=2 m处，时间在3-4s内，质点的速度为负方向，表示表示沿x轴负方向做直线运动，位移大小为m，当t=4 s时，质点运动到x=l m处，所以A项正确；

第3s内和第4s内v-t图象的斜率大小和方向都没有发生变化，所以质点的加速度不变，B项错误；第3s内速度在减小，合力对质点做负功，第4s内速度在反向增大，合力对质点做正功，所以C项错误；0～2 s内和0～4 s内，质点位移虽然相等但是所用时间不同，根据得出平均速度不同，所以D项错误。

考点：本题考查了v-t图象的理解

16．宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量  均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，下列说法正确的是

A．每颗星做圆周运动的角速度为

B．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关

C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，

则周期变为原来的2倍

D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍

【答案】C

【解析】

试题分析：三星中其中两颗对另外一颗卫星的万有引力的合力来提供向心力，由于是等边三角形，所以每个角都是，根据万有引力提供向心力，其中，得出，所以A项错误；根据，得出向心加速度的表达式，圆周运动的加速度与三星的质量有关，所以B项错误；根据，解出周期的表达式，距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，周期为，所以C项正确；根据得出，若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，线速度不变，所以D项错误。

考点：本题考查了天体的圆周运动中的三星问题

17．如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，一条细线一端与斜面上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O 点，细线与竖直方向成a角，A、B、C始终处于静止状态，下列说法正确的是

A．若仅增大A的质量，B对C的摩擦力一定减小

B．若仅增大A的质量，地面对C的摩擦力一定增大

C．若仅增大B的质量，悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力

D．若仅将C向左缓慢移动一点，角将增大

【答案】B

【解析】

试题分析：以物体B为研究对象，受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、细线的拉力和静摩擦力，由于物体A是静止的，细线的拉力大小等于物体A的重力大小，物体B重力沿斜面向下的分力与细线的拉力大小不确定，静摩擦力的方向和大小都不确定，当增大A的质量时，细线的拉力增大，物体B受到的静摩擦力大小和方向还是不确定，所以A项错误；以物体B和C整体为研究对象，整体受到斜向上的细线拉力、地面的支持力、两者物体的重力和地面对C水平向右的静摩擦力，细线拉力沿水平方向的分力大小等于地面对C静摩擦力的大小，若仅增大A的质量，则细线拉力增大，地面对C的摩擦力一定增大，所以B项正确；A、B、C始终处于静止状态，细线的拉力始终等于物体A的重力，增大物体B的质量不会影响细线的拉力，悬挂定滑轮的细线的拉力等于物体A细线拉力和物体B细线拉力的合力，它们之间的夹角不是，所以悬挂定滑轮的细线的拉力不可能等于A的重力，C项错误；若仅将C向左缓慢移动一点，以三个物体的系统为研究对象，天花板上的细线与竖直方向的夹角将会减小，所以D项错误。

考点：本题考查了物体的平衡问题

18．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机，电阻r=l 的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，滑动变阻器R的最大阻值为6，滑动片P位于滑动变阻器距下端处，定值电阻R1=2，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T=0.02s。闭合开关S，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转动过程中理想电压表示数是5V。下列说法正确的是

A．电阻R1消耗的功率为W

B．0．02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C．线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是(V)

D．线圈从开始计时到s的过程中，通过R1的电荷量为C

【答案】D

角速度为，图中线圈的位置是垂直中性面的位置，线圈产生电动势的瞬时表达式（V），所以C项错误；通过回路干路上的电量为，线圈从开始计时到s的过程中，线圈磁通量的变化量为Wb，C，通过R1的电荷量是干路电荷量的一半，C，所以D项正确。

考点：本题考查了交流电知识的理解

19．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，下列说法不正确的是

A．q1为正电荷，q2为负电荷

B．

C．C点的电场强度为零

D．将一带负电的检验电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功

【答案】BD

【解析】

试题分析：根据正电荷远离场源电荷电势降低，靠近负电荷电势逐渐降低，可以得出q1为正电荷，q2为负电荷，A项错误；图象切线斜率表示电场强度，C点切线的斜率为零，电场强度为零，所以C项错误；C点由两个电荷产生的电场强度叠加而成，两电荷产生的场强大小相等方向相反，，可以得出，所以B项正确；带负电的检验电荷从N点移到C点电势升高，电场力对电荷做正功，从C点移到D点电势降低，电场力对电荷做负功，电场力先做正功后做负功，所以D项正确。

考点：本题考查了电场的性质和电势图象

20．如图甲所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为0.1 kg的木块A相连，质量也为0.1 kg的木块B叠放在A上，A、B都静止。在B上作用一个竖直向下的力F使木块缓慢向下移动，力F大小与移动距离x的关系如图乙所示，整个过程弹簧都处于弹性限度内。下列说法正确的是

A．木块下移0.1m过程中，弹簧的弹性势能增加2.5 J

B．弹簧的劲度系数为500 N/m

C．木块下移0.1 m时，若撤去F，则此后B能达到的最大速度为5 m/s

D．木块下移0.1 m时，若撤去F，则A、B分离时的速度为5 m/s

【答案】BC

【解析】

试题分析：乙图图象的面积代表力F做的功为2.5J，木块下移0.1m过程中，弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量与外力做功之和，弹性势能的增量应该大于2.5J，所以A项错误；木块缓慢向下移动属于动态平衡状态，外力增大到50N时，弹力又增大50N，弹簧又压缩了0.1m，根据胡克定律，得到N/m，所以B项正确；B能达到的最大速度时加速度等于零，若撤去F后，两木块再次反弹会初始位置时，速度达到最大，初始位置为初状态，再次回到初始位置为末状态，初末状态的弹性势能和重力势能相等，外力做的功转化为两物体的动能，，代入数值计算m/s，所以C项正确；两物体的分离条件是两物体的速度加速度相等，两者间没有弹力，两者速度为5m/s时，物体回到了初始位置，两者之间的弹力为mg=1N不等于零，所以D项错误。

考点：本题考查了力和运动的应用[来源:ZXXK]

21．如图所示，倾角为的平行金属导轨宽度L，电阻不计，底端接有阻值为R的定值电阻，处在与导轨平面垂直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。有一质量m，长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为r，它与导轨之间的动摩擦因数为，现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v0向上滑行，上滑的最大距离为s，滑回底端的速度为v，下列说法正确的是

A．把运动导体棒视为电源，其最大输出功率为

B．导体棒从开始到滑到最大高度的过程所用时间为

C．导体棒从开始到回到底端产生的焦耳热为[来源:学#科#网Z#X#X#K]

D．导体棒上滑和下滑过程中，电阻R产生的焦耳热相等

【答案】AC

【解析】

试题分析：运动导体棒切割磁感线产生感应电动势相当于电源，初始时刻的速度最大，产生的电动势最大，感应电流就最大，电阻R相等于外电路，所以最大输出功率为，A项正确；导体棒上升过程中速度减小，安培力在变化，导体棒受到的合力是变力，并不是匀减速运动，平均速度不能用，所以时间不等于，因此B项错误；从底部开始到再次回到底部全过程应用动能定理，得出，所以C项正确；对上升过程应用动能定理，下降过程应用动能定理，电阻R产生的焦耳热不相等，所以D项错误。

考点：本题考查了电磁感应中运动和能量的综合应用

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分，第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题。第40题为选考题，考生根据要求作答．

22．（6分）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，小车牵引纸带打下一系列的点，如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H、I是计数点，每相邻两计数点间还有4个点没有标出，打点计时器使用频率f=50Hz的交流电源。

分析纸带可知，小车在运动的过程中，先做匀加速直线运动，加速度大小a=_______后做匀速运动，速度大小v=_______m/s。（结果均保留两位有效数字）

【答案】3.0       1.4

【解析】

试题分析：从A点到E点为匀加速段，打点计时器的周期为0.02s，每相邻两计数点间还有4个点没有标出，每相邻两个计数点的周期s，根据逐差法求解加速度；小车从F点到I点为匀速段，根据平均速度公式，题中要求保留两位有效数字所以速度为。

考点：本题考查了匀变速直线运动的规律和数据处理能力[来源:]

23．（9分）如图甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻的原理图，R1是电阻箱（0—99.9），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势12V，内阻忽略不计）。

在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，具体实验步骤如下：

①闭合S，调节滑动变阻器R和电阻箱R1，使A2示数I2=0.20A，记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1；

②重复步骤①且使A2示数仍为I2=0.20A，测量多组R1和I1值；

③将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。

根据实验回答以下问题：

（1）现有四只供选用的电流表：

A．电流表（0—3 mA，内阻为2.0 ）    B．电流表（0—3 mA，内阻未知）

C．电流表（0—0.3 A，内阻为l0）      D．电流表（0—0.3 A，内阻未知）

请根据实验过程判断A1应选用_______，A2应选用_______（填写选项字母）。

（2）在图乙中的坐标纸上画出R1与的关系图。[来源:]

（3）根据以上实验数据得出=_______。

【答案】 （1）D  C  （2）

（3）  

【解析】

试题分析：（1）根据题意电流表A2的示数为0.2A，A、B的量程不够，所以选C或者选D，根据实验原理并联部分电压相等得出，可以看出是通过图象的斜率来求出未知电阻，所以电流表A2的内阻需要知道，A2应选用C，由于未知电阻约几十欧，电阻箱最大也是几十欧，两个电流表的电流大小差不多，所以A1应选用D；（2）在乙图中用直尺将坐标纸上的点连接成平滑的直线，远离直线的点舍去，如图所示

（3）通过所描绘的图象取出其中两点求出斜率，根据原理，代入数值得出。

考点：本题考查了电表的选择、作图能力和数据的处理能力

24．（13分）如图所示，一质量m=0.75kg的小球在距地面高h=10m处由静止释放，落到地面后反弹，碰撞时无能量损失。若小球运动过程中受到的空气阻力f大小恒为2.5N，g=l0。求：

（1）小球与地面第一次碰撞后向上运动的最大高度；

（2）小球从静止开始运动到与地面发生第五次碰撞时通过的总路程。

【答案】（1）5m  （2）28.75m

【解析】

试题分析：（1）设小球与地面第一次碰撞后向上运动的高度为h2，从开始静止释放到第一次碰撞后运动的高度h2的过程，由动能定理可得：

解得：

（2）设小球与地面第二次碰撞后向上运动的距离为h3，从第一次碰撞后运动的高度h2处静止下落到第二次碰撞后向上运动的距离h3的过程，由动能定理可得：

解得：

同理可得

物块从静止开始运动到与挡板发生第五次碰撞时走过的总路程

考点：本题考查了力与运动和动能定理

25．（19分）如图所示，在xoy平面内以O为圆心、R0为半径的圆形区域I内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0从A（R0，0）点沿x轴负方向射入区域I，经过P（0，R0）点，沿y轴正方向进入同心环形区域Ⅱ，为使粒子经过区域Ⅱ后能从Q点回到区域I，需在区域Ⅱ内加一垂直于纸面向里的匀强磁场。已知OQ与x轴负方向成30角，不计粒子重力。求：

（1）区域I中磁感应强度B0的大小；

（2）环形区域Ⅱ的外圆半径R至少为多大；

（3）粒子从A点出发到再次经过A点所用的最短时间。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：

（1）          设在区域I内轨迹圆半径为r1，由图中几何关系可得：r1=R0，

由洛伦兹力提供向心力可得

解得

（2）设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为r2，部分轨迹如图所示，由几何关系可知：

由几何关系得

即

（3）轨迹从A点到Q点对应圆心角，要仍从A点射入，需要满足，m、n属于自然数，即取最小整数m=4，n=9

由圆周运动规律可得：，

代入数据得

考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动

（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应题号右边框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每科按所做的第一题计分。

33．【物理——选修3-3】（15分）

（1）下列说法中正确的是________（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．甲图中，两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变小后变大

B．乙图中，在测量油酸分子直径时，可把油膜厚度视为分子直径

C．丙图中，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

D．丁图中，猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做功

E．戊图中，电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

（2）气缸高为h=lm（气缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有质量m=6kg、横截面积为S=10 cm的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知大气压强为p0=l×l0Pa，当温度为t=27℃时，气柱长为:L0=0．4 m。现用竖直向上的拉力F缓慢拉动活塞，求：[来源:学.科.网Z.X.X.K]

①若拉动活塞过程中温度保持为27℃，活塞到达缸口时拉力F的大小；

②若活塞到达缸口时拉力大小为80 N，此时缸内气体的温度。

【答案】（1）BCE（2）①96N ②375K

【解析】

试题分析：（1）甲图中，两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子力相互作用的合力先变大后变小再反向变大，所以A错误；在测量油酸分子直径时，当油膜不再扩大时，油膜厚度视为单分子球形薄膜，油膜厚度视为分子直径，所以B项正确；食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，所以C项正确；猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，体积减小分子密度增大，压强变大，所以D项错误；冰箱制冷的过程实质上是利用氟利昂在冰箱内汽化吸收大量的热量，然后在冰箱外液化放出大量的热量，使冰箱内温度降低，此过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，E项正确。（2）①初态静止时，对活塞受力分析可得：，活塞刚到缸口时，，由理想气体方程可得：得，对活塞受力分析，由平衡条件可得：；②温度升高活塞刚到缸口时，，对活塞受力分析，由平衡条件可得：，由理想气体方程可得：，计算得出。

考点：本题考查了热学基本知识和理想气体方程

34．【物理——选修3-4】（15分）

（1）如图甲所示为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=l m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，如图乙所示为质点Q的振动图象，下列说法正确的是____（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

 A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大

 B．t= 0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向

 C．t= 0.25s时，质点P的动能在减少

 D．从t=0.10 s到t= 0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m

 E．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为15 cm

（2）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成角射人，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R，高为2R的长方体，一束单色光从左侧A'点沿半径方向与长边成37角射入器具。已知光在真空中的传播速度为c，求：

 ①该透明材料的折射率；

 ②光线穿过器具的时间。

【答案】（1）BCE（2）①②

【解析】

试题分析：（1）从乙图中可以看出t=0.10s时，Q点将要向位移的正方向运动，可以判断出这列波向x轴的正方向传播，所以D项错误；t=0.15s时，Q点运动到了正向位移的最大值，加速度也达到了最大值，方向是沿y轴的负方向，所以A项错误；t= 0.15s时，P点运动到了平衡位置并且向y轴的负方向运动，所以B项正确；t= 0.25s时，P点从y轴的负方向正好经过平衡位置，将要向y轴的正方向运动，位移在增大，加速度在增大，速度在减小，动能减小，所以C项正确；从t=0.10s到t=0.25s，经过了，走过的路程为3个振幅，每个振幅5cm，质点P通过的路程为15 cm，所以E正确。（2）①由图乙可知，时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角，即，折射率；②因为临界角是，光线在玻璃砖中刚好发生3次全反射，光路图如图所示，

则光程，光在器具中的传播速度，光在器具中的传播时间。

考点：本题考查了振动图象、波动图象和折射率

35．【物理——选修3-5】（15分）

（1）下列说法正确的是____（填正确答案标号。+6选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，证明光具有粒子性。

B．如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率v的关系图象，当入射的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E

C．图丙中，用n,=2能级跃迁到n,=l能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，不能发生光电效应

D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E能结合成F，结合过程一定会释放能量

E．图戊是放射线在磁场中偏转示意图，射线c是粒子流，它是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

（2）如图所示，甲车质量为M，装满海绵的乙车总质量也为M，两车都静止在光滑的水平面上，甲乙两车高度差为h，甲车右侧到乙车上O点的水平距离为s。现甲车上质量也为M的运动员从甲车边缘水平向右跳出，刚好落到乙车的O点并相对乙车静止，重力加速度为g，求：

①甲车最终速度的大小；

②运动员与乙车相互作用过程中损失的机械能。

【答案】（1）ABD（2）①   ②

运动员跳离后做平抛运动，可得：，，联立可得：；②运动员与乙车相互作用过程中在水平方向上动量守恒，设最后二者共同的速度为，则，运动员与乙车相互作用过程中损失的机械能。

考点：本题考查了原子物理和动量守恒定律