2020年河北省衡水中学高考物理模拟试卷（2月份）
一、单选题（本大题共4小题，共24.0分）
1.汽车在平直公路上行驶，发现险情紧急刹车，汽车立即作匀减速直线运动直到停车，已知汽车
刹车时第1秒内的位移为13m，在最后1秒内的位移为2m，则下列说法正确的是
A. 汽车在第1秒末的速度可能为
B. 汽车加速度大小可能为
C. 汽车在第1秒末的速度一定为
D. 汽车的加速度大小一定为
2.如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力
F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数
分别为、，且原长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为与
设A、B中的拉力分别为、小球直径相比弹簧长度可以忽略。则
A. B. C. D.
3.水平面上两物体A、B通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现物体A以的
速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是、时如图所示
，物体B的运动速度为绳始终有拉力
A. B. C. D.
4.如图所示，将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的
左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，
从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态
C. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒
D. 小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒
二、多选题（本大题共5小题，共29.0分）
5.如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为的点电荷固定在A点先
将一电荷量也为的点电荷从无穷远处电势为移到C点，
此过程中，电场力做功为，再将从C点沿CB移到B点并固
定最后将一电荷量为的点电荷从无穷远处移到C点下列
说法正确的有
A. 移入之前，C点的电势为
B. 从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0
C. 从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W
D. 在移到C点后的电势能为
6.如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地
相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P
点场强大小为E，电势为，负电荷的电势能为，现将A、B两板水
平错开一段距离两板间距不变，下列说法正确的是
A. U变小，变小
B. U变大，E变大
C. 变小，变大
D. 变大，变小
7.如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，
MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场
正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，
不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是
A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长
B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心O
C. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上
D. 只要速度满足，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上
8.如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的
匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入此区域，经一
段时间运动到N点，关于小球由M点到N点的运动过程，下列说
法正确的是
A. 小球可能做匀变速运动
B. 小球一定做变加速运动
C. 小球动能可能不变
D. 小球机械能守恒
9.下列说法正确的是
A. 晶体有固定的熔点
B. 液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
C. 物体吸收热量后，其温度一定升高
D. 给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的
E. 雨水没有透过布质雨伞是因为液体表面张力的存在
三、实验题（本大题共1小题，共5.0分）
10.如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显
示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．
在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足______ ；
要使小车所受合外力一定，操作中必须满足______ ．
实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线图是______ ．
四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）
11.如图所示，质量的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，
木楔与地面间的动摩擦系数在木楔的倾角为的斜
面上，有一质量的物块由静止开始从A点沿斜面下滑，
当它在斜面上滑行距离时，其速度在这过程中
木楔没有动．，重力加速度求：
物块与木楔间的动摩擦系数
地面对木楔的摩擦力的大小和方向．
在物块沿斜面下滑时，如果对物块施加一平行于斜面向下的推力，则地面对木楔的摩擦力如何变化？不要求写出分析、计算的过程
12.如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心
O等高处固定一光滑直杆。质量为的小球a套在半圆环上，质量为的滑块b套在直杆上，二者之间用长为的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处由静止释放，使a沿圆环自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度求：小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小；
小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功。
13.如图所示，在坐标系xOy平面的区域内，存在电场强度大
小、方向垂直于x轴的匀强电场和磁感应强度大小、方向与xOy平面垂直向外的匀强磁场．在y轴上有一足够长的荧光屏PQ，在x轴上的点处有一粒子发射枪向x轴正方向连续不断地发射大量质量、电荷量的带正电粒子重力不计，粒子恰能沿x 轴做匀速直线运动．若撤去电场，并使粒子发射枪以M点为轴在xOy平面内以角速度顺时针匀速转动整个装置都处在真空中．
判断电场方向，求粒子离开发射枪时的速度；
带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
荧光屏上闪光点的范围；
荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间．
14.一定质量的理想气体，状态从的变化过
程可用如图所示的图线描述，其中为等温线，气体在状态A时温度为，试求：
气体在状态C时的温度，
若气体在AB过程中吸热1000J，则在AB过程中气体内能如何变化？变化了多少？
五、简答题（本大题共1小题，共8.0分）
15.如图所示，在双缝干涉实验中，和为双缝，P是光屏上的一点，已
知P点与和距离之差为，今分别用A、B两种单色光
在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
已知A光在折射率为的介质中波长为；
已知B光在某种介质中波长为，当B光从这种介质射向空气时，临界角为；
若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。
-------- 答案与解析 --------
1.答案：C
解析：解：汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，对于最后1s，有：
解得：。
设汽车在第1秒末的速度为v。对于第1s内，由代入数据得：
可得：。
故选：C。
汽车作匀减速直线运动，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，采用逆向思维分析．
本题采用逆向思维分析匀减速直线运动，比较简便，也可以画出图象帮助分析汽车的运动情况，采用运动学公式研究．
2.答案：A
解析：解：A、C、D、对下边的小球进行受力分析，其受力如图所示，
根据平衡条件由：，
将两小球看作一个整体，对整体受力分析，
可知整体受到重力2mg，弹簧A的拉力和F的作用，受力如下图所示，
根据共点力的平衡条件有：
，
联立可得，，；故A正确，CD错误；
B、根据胡克定律：，
由于弹簧的原长相等，变化后实际的长度也相等，所以它们的劲度系数一定不相等。故B错误。
故选：A。
将两球和弹簧B看成一个整体，分析受力情况，根据平衡条件求出弹簧A拉力，即可由胡克定律得到伸长量，再以球2为研究对象，求B弹簧的拉力，从而知道伸长量。
本题主要考查了共点力平衡条件、胡克定律的应用以及整体法和隔离法的灵活运用问题，属于中档题。
3.答案：D
解析：解：对A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为；对B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小
为，由于沿着绳子方向速度大小相等，所以则有，因此，故
ABC错误，D正确；
故选：D。
分别对A、B物体速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及沿着绳子方向速度大小相等，可知两物体的速度大小关系．
考查学会对物体进行运动的分解，涉及到平行四边形定则与三角函数知识，同时本题的突破口是沿着绳子的方向速度大小相等．
4.答案：C
解析：解：A、小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。故A错误；
B、小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，先失重后超重，故B错误；
C、小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。所以小球的机械能不守恒，但球对槽作用力做正功，两者之和正好为零。所以小球与槽组成的系统机械能守恒。故C正确，D错误；
故选：C。
一小球自左端槽口A点的正上方从静止开始下落于光滑的半圆柱槽，且槽置于光滑的水平面上。由于槽的左侧有一竖直墙壁，只有重力做功，小球的机械能守恒。当小球从最低点上升时，槽也会向右运动，槽对球作用力做负功。所以小球的机械能不守恒，但对系统而言，仍只有重力做功，小球与槽的机械能守恒。
考查机械能守恒定律的应用。当球下落到最低点过程，槽对球虽然有作用力，但是没有位移，所以小球机械能守恒。当球从最低点上升时，槽对球的作用力做功，小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒。
5.答案：ABD
解析：解：A、从无穷远处电势为移到C点的过程，根据动能定理得：，得：
又，可得移入之前，C点的电势为：，故A正确。
B 、移入之前，C点与B点的电势相等，两者间的电势差为0，根据知，从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0，故B正确。
C、从无穷远处移到C点的过程中，根据电场的叠加原理知，C点的电势为：，
从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为：，故C错误。
D、从无穷远处移到C点的过程中，电场力做的功为4W，其电势能减少了4W，而在无穷远处电势能为0，所以在移到C点后的电势能为，故D正确。
故选：ABD。
研究从无穷远处电势为移到C点的过程，利用公式求出无穷远处与C点间的电势差，从而求得C点的电势。从C点移到B点的过程中，根据C点与B点间的电势差求电场力做功。
从无穷远处移到C点的过程中，先根据电场的叠加原理求C点的电势，再由求电场力做的功。再求在移到C点后的电势能。
解决本题的关键要掌握电场力做功与电势差的关系、电势差与电势的关系、电势能的变化与电场力做功的关系。要注意运用公式时各个量均要代符号运算。
6.答案：BC
解析：解：将两板水平错开一段距离，两板正对面积减小，根据电容的决定式可知，电容
C减小，
而电容器的电量Q不变，则由得知，板间电压U增大，板间场强，可见E增大；
P点到下板距离不变，由公式得知，P点与下板电势差增大，故P点的电势变小；
由于电场线向上，P点的电势低于下极板的电势，则P点的电势降低，负电荷在P点的电势能
变大，故BC正确，AD错误；
故选：BC。
平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变。将两极板适当错开一段距离，两板正对面积减小，
根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析板间电压的变化，由分析场强的
变化。根据P点与下板电势差的变化判断P点的电势的变化，再分析正电荷在P点的电势能的变化。
本题是电容器动态变化分析问题，由电容的两个公式：和结合进行分析。
7.答案：BD
解析：解：A、周期是相同的，粒子在磁场中运动的时间与转过的角度有关，与弧长无关。故A错误。
B、带电粒子的运动轨迹是圆弧，根据几何知识可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心。故B正确。
CD、速度满足时，粒子的轨迹半径为，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心
构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行，粒子的速度一定垂直打在MN板上，故C错误，D正确。
故选：BD。
带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开圆心，根据洛伦兹力充当向
心力，求出时轨迹半径，确定出速度的偏向角。对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中
通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系。
本题要抓住粒子是圆弧，磁场的边界也是圆弧，利用几何知识分析出射速度与入射速度方向的关系，确定出轨迹的圆心角，分析运动时间的关系。
8.答案：BC
解析：【分析】
本题考查了带电粒子在复合场中的运动，意在考查考生的分析能力。解决本题时关键要抓住洛伦兹力与速度的关系，注意考虑电场力与重力的关系来分析小球可能的运动情况。
【解答】
A.小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不可能做匀变速运动，故A错误；
B.小球向下偏转，则初始时刻合力一定向下，又因为一定是曲线运动，因此洛伦兹力方向一定变化，所以小球合力一定变化，一定做变加速运动，故B正确；
C.若重力等于电场力，小球做匀速圆周运动，小球的动能不变，故C正确；
D.小球运动过程中电场力做负功，所以机械能减少，故D错误。
故选BC。
9.答案：ABE
解析：解：A、单晶体和多晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，故A正确；
B、液晶是一种特殊的物态，它既有液体的流动性，又有晶体的各向异性，故B正确；
C、物体的内能增加，，物体吸收热量，内能不一定增加，也有可能对外做了功，温度不变或降低，故C错误；
D、给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故D错误；
E、雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，故E正确。
故选：ABE。
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点；热力学第一定律判断能量的转化、转移；液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，表面张力的存在使液体表面想被拉伸的弹簧一样，总有收缩的趋势；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的。
加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好的基本方法。此处高考要求不高，不用做太难的题目。
10.答案：小车与滑轮间的细绳与长木板平行，；砂和砂桶的总质量远小于小车的质量；C
解析：解：小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力，要使小车所受合外力一定，操作中必须满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移改变小车质量m，测得多组m、t 的值，所以加速度，位移不变，所以a与成反比，合外力一定时，加速度与质量成反比
例”的图线是C．
故答案为：小车与滑轮间的细绳与长木板平行；沙和沙桶的总质量远小于小车的质量；
小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力
小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移位移一定，找出a与t的关系；即
可明确对应的图象
本题考查牛顿第二定律的实验问題；对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．
11.答案：解：对物块：初速度为，位移为末速度为，
由得：
对物块进行受力分析，则垂直斜面方向有：
沿斜面方向有：
解得：
以物块和木楔ABC整体为研究对象，作出力图如图．
根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：，方向向左
在物块沿斜面下滑时，如果对物块施加一平行于斜面向下的
推力时，物块与木楔之间的支持力不变，它们之间的
摩擦力也不变，即物块与木楔之间的作用力不变，所以地面对
木楔的摩擦力也不变
答：物块与斜面间动摩擦因数为；
地面对木楔的摩擦力的大小为，方向向左；
地面对木楔的摩擦力的大小、方向均不变．
解析：物块沿斜面向下做匀加速运动，初速度为0，位移等于末速度，根据运动学公式求出加速度．对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律列式即可求解物块与斜面间动摩擦因素；
以物块和木楔ABC整体为研究对象，分析受力，将加速度分解，根据牛顿第二定律运用正交分解法求解地面对木楔的摩擦力的大小．
通过分析物块与木楔之间的作用力，然后分析木楔与地面之间的摩擦力．
本题的解法是对加速度不同的两个物体用整体法，常用方法是隔离木楔ABC研究，分析受力，根据平衡求解地面对木楔的支持力、摩擦力的大小．
12.答案：解：当a滑到与O同高度P点时，a的速度v沿圆环切向向下，b的速度为零，
由机械能守恒定律可得：；
解得：
对小球a受力分析，由牛顿第二定律可得：
杆与圆相切时，如图所示，a的速度沿杆方向，设此时b的速度为，根据杆不可伸长和缩短，有：
由几何关系可得：
在图中，球a下降的高度
a、b系统机械能守恒，则有：；
对滑块b，由动能定理得：
答：
小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小是2N；
小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功是。
解析：不计一切摩擦，a沿圆环自由下滑的过程中，a、b及杆组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球a滑到与圆心O等高的P点时的速度，再由向心力公式求解。
小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，根据杆不可伸长和缩短，两球沿杆的速度相等列式，得到两球速度关系式，再结合机械能守恒定律求出b球此时的速度，即可由动能定理求得杆对b球做的功。
本题考查了机械能守恒和动能定理的综合运用，关键要知道a、b组成的系统机械能守恒，抓住a、b沿杆方向的分速度相等进行求解。
13.答案：解：由粒子在复合场中做匀速运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力的方向向下，所以电场力的方向以及电场的方向都向上，根据二力平衡有：；
所以：
撤去电场后，洛伦兹力提供向心力，有：；
故粒子在磁场中运动的轨迹半径：
；
粒子运动轨迹画出右图所示，可知，粒子恰好与光屏相切时，最上端打在B点；粒子到光屏的距离最大等于2R时，最下端打在A点：
则：
；
由几何关系可知，，可知当粒子速度的方向与x轴的夹角为时，射出的粒子到达A点；而沿方向射出的粒子能到达B点，该过程放射源转过的角度：
又：
所以放射源转动的时间：
粒子在磁场中运动的周期：
可知粒子在磁场中运动的时间差可以忽略不计，所以荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间近似等于．
答：电场的方向向上，粒子离开发射枪时的速度为；
带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为；
荧光屏上闪光点的范围为．
荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间为．
解析：粒子做匀速直线运动，所示合力为零，由平衡条件可以求出粒子的运动速度；
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律列方程可以求出粒子的轨道半径；
根据题意作出粒子电子打在荧光屏上的范围图示，然后由数学知识求出荧光屏上闪光点的范围；
根据几何关系求出放射源的偏转角，然后求出放射源转动的时间，再求出带电粒子在磁场中运动的时间差，求和即可．
粒子做匀速圆周运动，由平衡条件可以求出粒子的运动速度，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律列方程，可以求出粒子运动的轨道半径；第三问是本题的难点，根据题意作出粒子的运动轨迹是解题的关键．
14.答案：解：为等温线，则，
C到D过程由盖吕萨克定律得：
解得：
到B过程压强不变，气体的体积增大，对外做功，
得：；
根据热力学第一定律得：，
则气体内能增加，增加400J。
答：气体在状态C时的温度；
在AB过程中气体内能内能增加，增加400J。
解析：与D状态的温度相同，借助C到D得过程确定C的温度；
根据体积的变化确定气体变化中做功的正负；结合热力学第一定律确定内能的变化。
本题中气体的变化注意状态参量的对应，在热力学第一定律的应用中注意做功和热量的正负问题。
15.答案：解：设A光在空气中波长为，在介质中波长为，由，得：
m
根据路程差为：m
可知：
由此可知，从和到P点的路程差是波长的倍，所以P点为暗条纹。
根据临界角与折射率的关系sin ，得
由此可知，B光在空气中波长为m
路程差和波长的关系为
由此可知，从和到P点的路程差是波长的4倍，所以P点为亮条纹。
若用A光照射时，把其中一条缝遮住，会发生单缝衍射现象，光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗。
答：暗条纹；
亮条纹；
光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗。
解析：已知P点与和的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹。根据，，频率f相等，求出A光在空气中的波长。
对于B光，根据临界角公式求出折射率，再用同样的方法求出B光在空气中的波长。再判
断是亮条纹还是暗条纹。
解决本题的关键知道产生明暗条纹的条件，当光程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹，当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹。以及知道波长、频率、波长、折射率、临界角的关系。