2011年河北省衡水中学高考物理一模试卷（解析版）

选择题共 8 题

2011年北京时间3月11日13时46分，日本东北地区宫城县北部发生里氏9.0级强震，地震引发海啸及伤亡，损失惨重，福岛核电站反应堆泄漏大量放射性物质．T_h（钍）具有天然放射性，能放出一个β粒子而变为Pa（镤）．则下列说法中正确的是（）
A．T_h 核比Pa 核少1个质子
B．T_h 核与Pa 核的中子数相等
C．精确地讲，一个T_h核的质量比一个Pa核与一个β粒子的质量和大
D．精确地讲，一个T_h核的质量比一个Pa核的质量小
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，是一列简谐横波在某一时刻的波形图象．已知该波沿x轴正方向传播，波速为10m/s，则下列说法正确的是（）

A．从该时刻起经过0.2s，Q质点通过的路程是0.2m
B．P质点从该时刻起经过0.05s回到平衡位置
C．P质点从该时刻起第一次到达正的最大位移处所用的时间等于0.35s
D．从该时刻起经过0.2s，Q质点相对平衡位置的位移为0.2m
难度: 中等查看答案及解析
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈一海姆和康斯坦丁-诺沃消洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是碳的二维结构，如图所示．它是目前世界上已知的强度最高的材料，为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门，使人类通过“太空电梯”进入太空成为可能．假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”．关于“太空电梯”上各处，说法正确的是（）

A．重力加速度相同
B．线速度相同
C．角速度相同
D．各质点处于完全失重状态
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，a、b两束不同频率的单色光均以45°的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为A、B．直线OO΄垂直玻璃砖与玻璃砖上表面相交于E点．A、B到E的距离相等．a、b两束光与直线OO΄在同一平面内（图中纸面内）．经过玻璃砖后，a、b两束光相交于图中的P点．则下列判断中正确的是（）

A．．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D．．a光比b光更容易发生明显衍射现象
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（可视为理想气体），通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，则被封闭的空气（）

A．内能一定增大
B．分子的平均动能增大
C．体积变小
D．压强变大
难度: 中等查看答案及解析
边长为a的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则选项中图象规律与这一过程相符合的是（）

A．
B．
C．
D．
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，在水平面和竖直墙壁之间放置质量为m、高为h的木块A和质量为M、半径为R的球B，各接触面均光滑，木块A受到水平向右的外力F作用，系统处于静止状态．O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为θ=60．现撤去水平外力F，则（）

A．撤去F时，球B的加速度a_B=0
B．撤去F时，墙壁对球B的弹力F_B=0
C．撤去F时，木块A的加速度a_A=
D．若球B着地前瞬间速度为v，则此时木块速度为
难度: 中等查看答案及解析
空间仅存在一沿x轴方向的静电场，电场强度E随x变化的关系如图所示，图线关于坐标原点旋转对称，A、B是x轴上关于原点对称的两点，电子在该电场中仅受电场力作用，则（）

A．电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线
B．电子在A、B两点的电势能相等
C．电子在A、B两点的加速度相同
D．取无穷远处电势为零，则O点处电势亦为零
难度: 中等查看答案及解析

解答题共 5 题

某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t₁______△t₂（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=______mm．
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t₁、△t₂和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出______和______（写出物理量的名称及符号）．
（4）若上述物理量间满足关系式______，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
难度: 中等查看答案及解析
为验证小灯泡（点光源）光能的球面散射规律并测定其发光效率，有同学设计并进行了如图1所示的实验：将一个“6V 8.0W”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，其测得以下9组数据（下表）；并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d，I-d^-1和I-d^-2坐标平面内标得如下数据点，如图2所示．

d/×10^-2m 6.50 7.50 8.50 9.50 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5

I/W•m^-2 8.29 6.66 4.96 3.92 3.37 2.61 2.30 1.97 1.70

（1）根据图中三个数据点图，可看出I与哪个量存在线性关系，因此可将I与d之间的数学关系式表达为______，其中的常量为______W（保留两位有效数字）．
（2）在与光源等距的各点，认为光源向各方向发出的光强大小几乎相等，依点光源光能向周围空间360球面均匀散射的物理模型，写出光源的发光功率P，光强值I及相应的与光源距离d之间的关系式______．
（3）根据以上条件，算出小电珠的电-光转换效率η=______% （保留一位有效数字）．

难度: 中等查看答案及解析
引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动．如图所示，质量为m的某同学两手正握单杠，开始时，手臂完全伸直，身体呈自然悬垂状态，此时他的下颚距单杠面的高度为H，然后他用恒力F向上拉，下颚必须超过单杠面方可视为合格，已知H=0.6m，m=60kg，重力加速度g=10m/s²．不计空气阻力，不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化．
（1）第一次上拉时，该同学持续用力（可视为恒力），经过t=1s时间，下颚到达单杠面，求该恒力F的大小及此时他的速度大小；
（2）第二次上拉时，用恒力F′=720N拉至某位置时，他不再用力，而是依靠惯性继续向上运动，为保证此次引体向上合格，恒力F的作用时间至少为多少．

难度: 中等查看答案及解析
如图所示，空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，电场强度大小E=1.0×10⁴v/m，在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A．初始时，带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方，B的电荷量为q=9×10^-7C，且B电荷量始终保持不变．始终不带电的绝缘小球C从距离B为x=2.1m的正上方自由下落，它与B发生对心碰撞，碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动．它们到达最低点后（未接触绝缘地板及小圆环A）又向上运动，当C、B刚好分离时它们不再上升．巳知绝缘小球B、C均可以视为质点，质量均为m=7.2×10^-3kg，圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为q=9×10^-7C的点电荷，静电引力常量k=9×10⁹Nm²/C²，（g取10m/s²）．求：
（1）初始时，B离A圆心的高度；
（2）从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功；
（3）若C从B的正上方距离为2x处自由下落，则C、B刚好分离时还有向上的速度，求C向上运动到达的最高点与分离处的距离．

难度: 中等查看答案及解析
如图所示，在xOy坐标系中分布着四个有界场区，在第三象限的AC左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场B₁=0.5T，AC是直线y=-x-0.425（单位：m）在第三象限的部分，另一沿y轴负向的匀强电场左下边界也为线段AC的一部分，右边界为y轴，上边界是满足y=-10x²-x-0.025（单位：m）的抛物线的一部分，电场强度E=2.5N/C．在第二象限有一半径为r=0.1m的圆形磁场区域，磁感应强度B₂=1T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为D、F．在第一象限的整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B₃=1T．另有一厚度不计的挡板PQ垂直纸面放置，其下端坐标P（0.1m，0.1m），上端Q在y轴上，且∠PQF=30°．现有大量m=1×10^-6kg，q=-2×10^-4C的粒子（重力不计）同时从A点沿x轴负向以v射入，且v取0＜v＜20m/s之间的一系列连续值，并假设任一速度的粒子数占入射粒子总数的比例相同．
（1）求所有粒子从第三象限穿越x轴时的速度；
（2）设从A点发出的粒子总数为N，求最终打在挡板PQ右侧的粒子数N′．

难度: 中等查看答案及解析

d/×10^-2m	6.50	7.50	8.50	9.50	10.5	11.5	12.5	13.5	14.5
I/W•m^-2	8.29	6.66	4.96	3.92	3.37	2.61	2.30	1.97	1.70