2019届重庆市南开中学校高三下学期4月适应性理科综合物理试题（解析版）

重庆南开中学高2019级高三（下）4月适应性理科综合考试物理试题1.氘核和氚核聚变的核反应方程为，已知的比结合能是2.78MeV，的比结合能是1.09MeV， 的比结合能是7.03MeV，则A. 该核反应释放17.6MeV能量B. 该核反应释放3.16MeV能量C. 该核反应吸收176MeV能量D. 该核反应吸收3.16 MeV能量【答案】A【解析】【详解】聚变反应前的总结合能为：，反应后生成物的结合能为：，故反应谢出的核能为：，故A正确。 2.质量分别为m、2m、4m的物块A、B、C叠放在光滑的水平地面上，现对B施加一水平力F，已知A、B间和B、C间的摩擦系数均为μ，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为保证它们能够一起运动，F最大值为 A. 2μmg B.  C.  D. 7μmg【答案】C【解析】【详解】对A、B、C整体分析，受重力、支持力和推力，由牛顿第二定律，有：，解得：，再对A受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，由牛顿第二定律有：，对C受力分析，由牛顿第二定律，有：，联立解得：，故C正确。 3.如图所示，MN、PQ为水平放置平行导轨，静止的导体棒ab垂直放置在导轨上并通以从b到a的恒定电流，导体棒与导轨间的动摩擦因数，在竖直平面内加与导体棒ab垂直的匀强磁场，发现无论磁感应强度多大都不能使导体棒运动，则磁场的方向与轨道平面的夹角最大为    A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°【答案】A【解析】【详解】如图对导体棒受力分析如图所示，由题意可知，安培力的水平分力小于导体棒与导轨间的最大静摩擦力，即有： ，当磁感应强足够大时，由数学关系可知，，即当时，无论安培力多大，导体棒都不能运动，因为得：，故A正确。 4.如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格完全相同的灯泡均正常发光，则该理想变压器的匝数比n1：n2：n3 为 A. 3：2：1 B. 3：1：1 C. 1：1：1 D. 4：2：1【答案】B【解析】【详解】设每个灯的功率为，由灯泡正常发光和输入功率等于输出功率知，，所以，设灯泡的额定电压为，则，，，所以原副线圈的匝数比为：，故B正确。 5.如图所示，甲乙两小球大小相同，质量相等，甲小球从某高度h处释放，做自由落体运动，乙小球在它的正下方的水平面上以某一初速度同时做竖直上抛运动，如果两小球碰撞时恰好速度大小相等，方向相反，且碰撞过程中无机械能损失，关于其运动，下列说法正确的是A. 甲乙小球从开始运动到相碰的过程，系统动量守恒B. 甲小球碰后将先回到出发点C. 乙小球碰前碰后两个阶段的重力的冲量一定相等D. 甲乙两球碰前的平均速度大小比值为1：2【答案】C【解析】【详解】A项：甲乙小球从开始运动到相碰的过程，由于都受重力的作用，系统的合力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；B、C项：两球碰后速度大小相等，方向相反，运动规律与各自碰撞前的运动规律对称，则运动时间相等，即同时回到出发点，所以小球碰前碰后两个阶段的时间相同，所重力的冲量也相同，故B错误，C正确；D项：由平均速度的推论知，两球碰撞前的平均速度不相等，故D错误。 6.水平面内有一等边三角形ABC，O点为三角形的几何中心，D点为O点正上方的一点，O点到A、B、C、D四点的距离均为l。现将三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在A、B、C处，已知静电力常量为k。则下列说法正确的是  A. O点的电场强度大小B. D点的电场强度大小C. O点的电势为零D. D点的电势比O点的电势低【答案】D【解析】A、三个电荷量均为Q的正点电荷在O点产生的电场强度的大小均为，方向互成120°，由点电荷的电场叠加原理和对称性可知O点的电场强度大小为零，故选项A错误；B、三个电荷量均为Q的正点电荷在D点产生的电场强度的大小均为，方向与OD均成45°，根据对称性可知D点电场强度的方向沿OD方向，根据叠加原理可求出D点的电场强度为，故B错误；CD、以无穷远处为零电势点，正电荷周围空间电势为正值，可判断O点的电势不为零，又因为沿着电场线方向电势降低，故D点的电势比O点的电势低，故C错误，D正确；故选D。【点睛】根据点电荷场强求得分场强,然后根据矢量叠加原理求得合场强;再根据沿着电场线电势降低得到电势大小关系。 7.如图所示竖直平面内一半径R的光滑圆环处在与水平方向夹角的斜向上的匀强电场中，现一电量为q，质量为m的带正电小球在圆环中A点静止（A点未画出），已知场强，现给静止在A处的小球一沿切线方向的冲量I，为保证小球不脱离轨道I的取值是A.  B.  C.  D. 【答案】AD【解析】【详解】小球受电场力与重力，两力的合力方向水平向右，大小为，即将重力场转过，，解得：，小球不脱离轨道时，速度，冲量 ，，解得：小球不脱离轨道时，速度，冲量，故AD正确。 8.如图所示，水平面上有两根足够长光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为L，导轨电阻忽略不计．在M和P之间接有阻值为R的甲与乙两个定值电阻，导体杆ab的质量为m，电阻为r，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．现给导体杆ab一初速度v0，使杆向右运动．最后杆停在导轨上。下列说法正确的是A. ab杆做匀减速直线运动直到静止B. ab杆速度减为时，ab杆加速度大小为C. ab杆速度减为时，通过甲电阻的电量D. ab杆速度减为时，ab杆走过的位移【答案】BD【解析】【详解】A项：ab棒水平方向上受与运动方向相反的安培力，加速度为：，由于速度减小，所以ab棒做减速减小的减速运动直到静止，故A错误；B项：当ab棒的速度为时，安培力为：，所以加速度为：，故B正确；C项：对ab棒由动量定理得：，即，解得：，由于甲与乙电阻并联，所以通过甲电阻的电量为：，故C错误；D项：由，解得：，故D正确。 9.如图所示，某同学在实验室做“测动摩擦因数”的实验，细线连接钢球和滑块跨在木板上端的定滑轮上处于静止状态，发现烧断细线后钢球落地和滑块撞击挡板的时间相同。(1)写出滑块下滑的加速度a与图中x、H、重力加速度g的关系式（用字母表示）a=_____________。(2)以滑块为研究对象，利用牛顿第二定律，用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式，表达式是μ=____________.（用字母表示）(3)用刻度尺测量出H=2.5 m，x=0.50 m，h=0.30 m，代入相关数据，得出滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____（结果保留两位有效数字）【答案】    (1).     (2).     (3). 0.5【解析】【详解】(1)由运动学规律，则有：，联立解得：；(2)设木板与水平桌面间的夹角为，滑块下滑时，受力分析，并由牛顿第二定律，则有：且和解得：；(3)将H=2.5 m，x=0.50 m，h=0.30 m，代入，解得：。 10.测一节干电池的电动势E和内阻r。小刘同学设计了如图甲的电路，R为阻值是R0的定值电阻，移动滑动变阻器滑片位置，读出电压表V1和V2的多组数据U1与U2，如图乙所示，描绘U1—U2图像。图像的斜率为k，与纵坐标的截距为-b，则电源的电动势E＝________，内阻r＝________（用字母k，R0，b表示）。为精确测量，小张同学改进方案，设计了如图丙所示的实验电路。 (1)按丙图连接好实验电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P调到a端．(2)闭合开关S1，将S2接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数．(3)将开关S2接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数．(4)建立U­I坐标系，在同一坐标系中分别描点作出S2接位置1、2时的图像，如图丁所示．①S2接1时的U­I图线是图丁中的________(选填“A”或“B”)线．②每次测量操作都正确，读数都准确．由于S2接位置1，电压表有分流作用，S2接位置2，电流表有分压作用，分别测得的电动势和内阻与真实值不相等．则由图丁中的A和B图线，可得电动势和内阻的真实值E＝_______V，r＝_______Ω （结果保留三位有效数字）【答案】    (1).     (2).     (3). B    (4). 150    (5). 1.50【解析】【详解】(1)由图甲所示电路图可知，电源电动势：，整理得：，由图线可知，，，解得：，；(2)① S2接1时，可把电压表与电源看做一个等效电源，由闭合电路欧姆定律知可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的图线是B线， ②S2接2时，可把电兴高采烈于与电源看做一个等效电源，由闭合电路欧姆定律可知，电动势测量值等于真实值，图线应是A线，即，由于S2接1时图线的B线对应的短路电流为，所以。 11.某同学为测量自己头发丝能承受的最大拉力，设计了如下实验：取长度相同的细线和头发丝系于一物体C上，细线的另一端固定于水平刻度尺的A点，手握着头发丝的另一端沿刻度尺向右水平缓慢移动，直到头发丝恰好被拉断，记下此时的位置B，从刻度尺上读出AB间的距离为d=40cm。已知量得细线与头发丝的长度均为L=25cm，物体C质量为m=300g，细线能承受的最大拉力为F=3.6N，取重力加速度g=10m/s2．求：(1)头发丝能承受的最大拉力．(2)试通过计算判定头发丝断裂后，物体在细线作用下进行的摆动能否到达最低点．【答案】(1)T=2.5N  (2)不能摆动到最低点【解析】【详解】(1)设头发丝能承受的最大拉力为T，头发丝与竖直方向夹角为，刚断时有又=0.6  故T=2.5N(2)断后假设能摆动到最低点，此时细线拉力为 则有    解得>F,故不能摆动到最低点 12.在矩形区域中，存在如图所示的磁场区域（包括边界），规定磁场方向垂直纸面向里为正，其中、为边界上的一点，且。重力可忽略不计的正粒子从点沿方向以初速度射入如图所示的周期性变化的磁场，已知粒子的比荷为k。求：(1)如果在t=0时刻射入磁场的粒子经小于半个周期的时间从边界上的点离开，则磁场的磁感应强度应为多大？(2)如果磁场的磁感应强度，在边的右侧加一垂直边向左的匀强电场，t=0时刻射入磁场的粒子刚好经过T0后垂直边离开磁场，经过一段时间又沿边从d点离开磁场区域，则电场强度E以及粒子在电场中的路程x分别为多大？（T0未知，用k，L，v0表示）(3)如果磁场的磁感应强度，欲使在小于半个周期的任意时刻射入磁场的粒子均不能由边离开磁场，则磁场的变化周期应满足什么条件？【答案】(1)  (2) （n=1，2，3 ）;（n=1，2，3 ）  (3)【解析】【详解】(1)根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示，由几何关系有：计算得出：又  解得:(2)根据题意知道粒子的半径R= 画出粒子在T0的运动轨迹如图所示  设粒子运动的周期为T，根据题意有：得  为保证能回到d点，则在电场中用时间t满足：t=nT0 （n=1，2，3 ）又有  解得  （n=1，2，3 ）电场中路程： （n=1，2，3 ）(3)临界情况粒子从t=0时刻射入，并且在时刻轨迹恰好与ad边相切，如图所示 。设圆周运动的周期为T，由几何关系知粒子转过的圆心角为150°对应运动时间为应满足  解得: