【解析】河北省衡水中学2015届高三第四次联考物理试题

衡水中学2015届高三第四次联考物理试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）, 总分100分, 考试时间90分钟。

【试卷综析】本试卷是高三模拟试题，包含了高中物理的基本内容，主要包含受力分析、物体的平衡、匀变速直线运动规律、牛顿运动定律、运动的合成和分解、万有引力定律及其应用、动能定理、电场、磁场、交流的峰值、有效值以及它们的关系、动量守恒定律等内容，在考查问题上以基本定义、基本规律为主，重视生素养的考查，注重主干知识，兼顾覆盖面。

第Ⅰ卷（选择题,共4 8分）一、选择题（本大题共1 2个小题, 每小题4分, 共4 8分）【题文】1．三个原子核X、Y、Z, X 核放出一个正电子后变为Y 核, Y 核与质子发生核反应后生成Z 核）, 则下面说法正确的是（）A．X 核比Z 核多一个质子B．X 核比Z 核少一个中子C．X 核的质量数比Z 核质量量大2 D．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍【知识点】原子核的人工转变．O2【答案解析】D解析：A、设原子核X的质量数为x，电荷数为y，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y-1，原子核Z的质量数为x-3，电荷数为y-2．由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y-2）多2个，故A错误；B、由A可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1个，故B错误；C、X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，故C错误；D、X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，故D正确．故选：D【思路点拨】根据题意写出核反应方程，再由质量守恒定律和核电荷数守恒来判断各选项．【题文】2．如右图为一列沿x轴传播的简谐横波在t1=0（图中实线所示）以及在t2=0．02s（图中虚线所示）两个时刻的波形图象, 已知t 2-t 1<T / 2（T 为该波的周期）, 则以下说法正确的是（）A．波沿着x轴负方向传播B．波的传播速度是100m/ sC．在t3=0．0 4 s时刻, 质点a的速度为零D．在t=1．6 s时刻, x=6 4m 的质点在波谷位置【知识点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．G4根据波速，波长和周期的关系确定出这列波的周期的表达式，最后利用波速、波传播的距离求出所给时间代表的实际周期，根据波的传播方向求出在t时间内波传播的距离，从而得出质点在某一时刻的振动情况．【题文】3．朝南的钢窗原来关着, 今将它突然朝外推开, 转过一个小于9 0 °的角度, 考虑到地球磁场的影响, 则钢窗活动的一条边中（西边）（）A．有自下而上的微弱电流B．有自上而下的微弱电流C．有微弱电流, 方向是先自上而下, 后自下而上D．有微弱电流, 方向是先自下而上, 后自上而下【知识点】楞次定律；磁通量．L1【答案解析】A解析：当窗框转过90°时，平面与磁场平行时，没有磁感穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0．因钢窗朝南，根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，产生的感应电流的方向为逆时针，故A 正确．【思路点拨】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS．当线圈与磁场平行时，磁通量Φ=0．当窗框转过90°时，没有磁感穿过线框平面，穿过环面的磁通量为0．根据楞次定律，判断出产生的感应电流的方向为逆时针．【题文】4．一段长0．2m, 通过2．5 A 电流的直导线, 关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F 的情况, 正确的是（）A．如果B=2 T, F一定是1 N B．如果F=0, B也一定为零C．如果B=4 T, F有可能是1 N D．如果F有最大值时, 通电导线一定与B平行【知识点】安培力．K1【答案解析】C解析：长度为0.2m的通电直导线，若放置于匀强磁场的磁感应强度中，通入电流为2.5A，A、如果B=2T，当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×2.5×0.2N=1N．若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N，故A错误；B、如果F=0，直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；C、如果B=4 T，若垂直放置时，则安培力大小为F=BIL=4×2.5×0.2N=2N．因此F有可能是1N，故C正确；D、如果F有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误，故选C【思路点拨】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BILsinθ求出安培力大小，当夹角为零时没有安培力；当夹角为90°时，安培力最大；则安培力在最大值与零之间．【题文】5．2 0 1 3年6月1 1日, 我国航天员聂海胜、张晓光和王亚平在“ 天宫一号” 首次为青少年进行太空授课, 开辟了我国太空教育的新篇章。

如右图是授课过程中让小球做圆周运动的情景, 长为L 的细线一端固定在支架上, 另一端系着小球, 拉直细线, 让小球在最低点（以图中支架为参考）以垂直于细线的速度v0抛出开始做圆周运动。

同时, 地面教室有一套完全相同的装置做同样的对比实验: 假设在最低点时, 两球的速度大小相等, 且两球均做完整的圆周运动, 空气阻力不计, 则关于地面教室和“ 天宫” 中的两小球的运动情况, 下列说法正确的是（）A．运动到最低点时, 地面教室中的小球对绳子的拉力与“ 天宫” 中的等大B．若相同的时间内, 地面教室中的小球运动n1 圈, “ 天宫” 中的小球运动n2圈,则n1>n2C．在“ 天宫” 中, 小球在最低点的速度须足够大才能做完整的圆周运动D．若小球运动到最低点时, 两组实验中的细绳均被拉断, 则地面教室中的小球做平抛运动, 而“ 天宫”里的小球做匀速直线运动【知识点】向心力．D4【答案解析】D解析：A、在“天宫一号”中小球处于完全失重状态，绳子的拉力提供向心力，而在地面小球做的是非匀速圆周运动，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，向心力一样大，所以绳子的拉力不一样大，故A错误；B、在“天宫一号”小球做匀速运动，而在地面小球做的是非匀速圆周运动，初速度相等，所以在“天宫一号”小球的平均速率大于在地面上的平均速率，所以相同时间内，n1＜n2，故B错误；C、在“天宫一号”中小球处于完全失重状态，只要给小球一个速度，小球就可以做匀速圆周运动，故C 错误；D、在“天宫一号”中小球处于完全失重状态，绳子断后，小球做匀速直线运动，而在地面上，绳断后，小球只受重力，做平抛运动，故D正确．故选：D【思路点拨】在“天宫一号”中小球处于完全失重状态，只要给小球一个速度，小球就可以做匀速圆周运动，此时只由绳子的拉力提供向心力．而在地面小球做的是非匀速圆周运动，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，在最低点需要足够大才能做完整的圆周运动．【题文】6．如右图所示, 真空中M、N 处放置两等量异号点电荷, a、b、c表示电场中的3条等势线, b 是M、N 连线的中垂线, 交M、N 于O 点, a、c关于b对称。

点d、e、f、g是以O 为圆心的圆与a、c的交点。

已知一带正电的试控电荷从d点移动到e点时, 试控电荷的电势能增加, 则以下判断正确的是（）A．M 点处放置的是正电荷B．d点的电势低于f点的电势C．d点的场强与f点的场强相同D．将带正电的试控电荷沿直线由d点移动到f点, 电势能先增大后减小【知识点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势．I1I2【答案解析】C解析：A、因正电荷由d到e电势能增加，电场力做正功，则电势升高，故e点电势高于d 点电势．则M点为负电荷，故A错误．B、由上分析知，N点为正电荷，其电场线由正电荷到负电荷且与等势面垂直，所以有电场线判断d点的电势低于f点的电势，故B错误．C、由于场强是矢量，据等量异种电荷电场的对称性知，d点和f点的场强大小和方向都相同，即场强相同，故C正确．D、将带正电的试探电荷沿直线由d 点移动到f点，电场力的方向与运动方向大于900，电场力做负功，其电势能一直增大，故D错误．故选：C．【思路点拨】解本题的关键是据带正电的试探电荷从d点移动到e点时，试探电荷的电势能增加，判断场源电荷；再据等量异种电荷的电场特点求解．【题文】7．对下列相关物理现象的解释正确的是（）A．水和酒精混合后总体积减小, 说明分子间有空隙B．液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动, 而较小的颗粒做布朗运动, 说明分子的体积很小C．高压下的油会透过钢壁渗出, 说明分子是不停运动着的D．在一杯热水中放几粒盐, 整杯水很快会变咸, 这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果【知识点】分子的热运动；布朗运动．H1【答案解析】AD解析：A、水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，A正确；B、液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动的原因是大颗粒容易受力平衡，布朗运动不明显，B错误；C、高压下，油可以渗过钢管壁，这说明固体分子间也有间隙，C错误D、在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变成咸水，这是盐分子在高温下分子无规则运动加剧的结果，D 正确；；故选AD．【思路点拨】水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，大颗粒容易受力平衡，布朗运动不明显，分子都在做无规则的热运动．【题文】8．甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动, v-t图象如右图所示, 3秒末两质点在途中相遇, 由图像可知（）A．甲的加速度等于乙的加速度B．出发前甲在乙之前6m 处C．出发前乙在甲前6m 处D．相遇前甲、乙两质点的最远距离为6m【知识点】匀变速直线运动的图像．A5【答案解析】BD解析：A、由图看出，甲的斜率小于乙的斜率，则甲的加速度小于乙的加速度．故A错误．B、C，3s末甲、乙通过的位移分别为：x乙x甲3m，由题，3秒末两质点在途中相遇，则说明出发前甲在乙之前6m处．故B正确，C错误．D、由于出发前甲在乙之前6m处，出发后乙的速度一直大于甲的速度，则两质点间距离不断缩短，所以相遇前甲乙两质点的最远距离为6m．故D正确．故选BD【思路点拨】速度图象的斜率等于加速度，由数学知识比较甲乙的加速度大小．由“面积”等于位移，求出3s末两物体的位移，此时两者相遇，则出发前甲乙相距的距离等于3s末位移之差．根据两物体的关系，分析它们之间距离的变化，求解相遇前两质点的最远距离．【题文】9．如右图所示, 从离子源发射出的正离子, 经加速电压U 加速后进入相互垂直的电场（E 方向竖直向上）和磁场（B 方向垂直纸面向外）中, 发现离子向上偏转。

要使此离子沿直线通过电磁场, 需要（）A．增加E, 减小B B．增加E, 减小UC．适当增加U D．适当减小E【知识点】带电粒子在混合场中的运动．K3【答案解析】CD解析：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件：Eq=qvB．根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．A、增大电场强度E，即可以增大电场力，减小磁感强度B，即减小洛伦兹力，不满足要求．故A错误．B、减小加速电压U，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E，则电场力增大，不满足要求，故B错误．C、加速电场中，根据2可得U，从而增大洛伦兹力，故C正确．D、根据适当减小电场强度E，从而减小电场力，满足要求，故D正确．故选：CD.【思路点拨】加速电场中，根据2可得Eq=qvB．根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，为了粒子在复合场中做匀速直线运动，要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．【题文】10．如甲图所示为一发电机原理图, 产生的交变电流接理想变压器的原线圈, 原副线圈匝数比2 2︰1, 副线圈输出的电动势e随时间t变化的规律如乙图所示, 发电机线圈电阻忽略不计, 则（）A．在t=0．0 1 s时刻, 穿过发电机线圈的磁通量为最大B．发电机线圈中瞬时电动势的表达式为e ′C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍,则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍, 而电压最大值不变D．若仅使发电机线圈的转速增大一倍, 则变压器副线圈输出电压的频率和最大值都增大一倍【知识点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．M1【答案解析】AD解析：A、在t=0.01s时刻，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量变化率为零，磁通量最大，故A正确；B、由题图乙可知T=0.02s，ωπ rad/s，副线圈输出的电动势最大值是，原副线圈匝数之比为22：1，所以原线圈输出的电动势最大值是，所以变压器原线圈中瞬时电动势的表达式为πt V，故B错误；C、转速提高一倍即ω提高一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，根据交流发电机产生的感应电动势的最大值εm=NBSω，可知，感应电动势的最大值增大一倍，故C错误，D正确；故选：AD．【思路点拨】根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．【题文】11．如右图所示, 相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ, 上端接有定值电阻R, 匀强磁场垂直于导轨平面, 磁感应强度为B。