2019届山东省威海市高三下学期5月高考模拟考试理科综合物理试卷（解析版）

2019届山东省威海市高三下学期5月高考模拟考试理科综合物理试卷（解析版）

二、选择题：

1.土壤和大气中含有放射性元素钋210，它可以通过根部吸收或表面吸附的途径进入植物的组织中，烟叶中含量较高。钋210可以通过吸烟的途径进入吸烟者体内，其半衰期为138天。8mg钋210经过414天后还剩下

A. 4mg B. 2mg C. 1mg D. 0

【答案】C

【解析】

【详解】钋210的半衰期是138天，经过414天后，即经过3个半衰期，剩余：没有发生衰变；故C正确，ABD错误。

2.如图所示，真空中一根绝缘轻杆两端分别固定两个完全相同的、带等量异种电荷的小球M、N(可以看成点电荷)，轻杆绕O点在水平面内沿逆时针方向(俯视)匀速转动，已知小球M距离O点较近，下列说法正确的是

A. 小球N转动时形成的等效电流沿逆时针方向

B. 小球M转动时形成的等效电流大于小球N转动时形成的等效电流

C. O点的磁感应强度为零

D. O点的磁感应强度方向竖直向上

【答案】D

【解析】

【详解】AB、点电荷的定向移动，形成电流，两个电荷量相等，转动的周期相等，所以它们的电流的大小是相等的；根据正电荷的定向移动方向即为电流的方向可知，小球N转动形成的等效电流沿顺时针方向，故AB错误。

CD、根据安培定则可知，正电荷在O点的磁场方向为竖直向上，而负电荷在O点的磁场方向为竖直向下，小球M距离O点较近，则正电荷运动时在O点产生的磁场强，根据矢量叠加原理，则合磁场的方向为竖直向上，故C错误，D正确。

3.如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经过a点爬到最高点b点，之后开始沿碗下滑并再次经过a点滑到底部，蚂蚁与碗内各处的动摩擦因数均相同且小于1，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是

A. b点与球心的连线与竖直方向的夹角小于45°

B. 上爬过程中，蚂蚁所受摩擦力逐渐减小

C. 上爬过程中，蚂蚁所受碗的作用力逐渐增大

D. 上爬过程和下滑过程中，蚂蚁经过a点时所受支持力相同

【答案】A

【解析】

【详解】蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，设蚂蚁与球心的连线与竖直方向的夹角为α，对蚂蚁有：，

A、b点为最高点，则在b点恰好滑动，有：，由于μ小于1，所以b点与球心的连线与竖直方向的夹角小于45°，故A正确；

B、上爬过程中，蚂蚁与球心的连线与竖直方向的夹角α增大，根据，在上爬过程中，蚂蚁所受摩擦力逐渐增大，B错误；

C、在蚂蚁向上爬的过程中，碗对蚂蚁的作用力(支持力和摩擦力的合力)都等于蚂蚁的重力，所以在上爬过程中，蚂蚁受到碗的作用力不变，故C错误；

D、蚂蚁沿碗下滑的过程中做圆周运动，有指向圆心方向的向心加速度，所以下滑的过程中蚂蚁受到的支持力大，故D错误。

4.如图所示，三个等量点电荷分别固定在正三角形的三个顶点上，其电性如图所示，P点为A、B连线的中点，若规定无穷远处为电势零点，下列说法正确的是

A. P点的电势为零

B. P点的电场方向由P指向A

C. 若将C点的电荷沿CP连线向P点移动，电场力对其做正功

D. 若将一负检验电荷沿PC连线由P点向C点移动，该检验电荷的电势能减少

【答案】D

【解析】

【详解】A、规定无穷远处为电势零点，将一电荷沿着CP的方向移到无穷远处，电场力做功不为零，所以P点的电势不为零。故A错误；

B、根据电场叠加原理，P点电场强度方向应该斜向左下方。故B错误；

C、CP是电荷AB的等势面，若将C点的电荷沿CP连线向P点移动，电场力对其做不做功。故C错误；

D、若将一负检验电荷沿PC连线由P点向C点移动，电场力做正功，该检验电荷的电势能减少。故D正确。

5.如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端栓接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝制闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是

A. 磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零

B. 磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生逆时针方向的电流

C. 线圈对桌面压力大小可能大于其重力

D. 磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量

【答案】BC

【解析】

【详解】A、若磁铁向上运动，会受到向下的安培阻力，若向下运动，会受到向上的安培阻力，因此当磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度不一定为零，故A错误；

B、当磁铁向上运动时，穿过铜盘的磁通量向上减小，根据楞次定律感应电流的磁场的方向向上，俯视铜盘，铜盘中产生逆时针方向的电流，故B正确；

C、根据楞次定律，磁铁向下运动时，则受到向上的安培阻力，所以磁体对线圈的作用力的方向向下，此时线圈对桌面压力大小大于其重力，故C正确；

D、磁铁最终静止于起始时的平衡位置；根据能量守恒定律，从静止释放至停止，弹簧的弹性势能的减少等于磁铁重力势能的增加与线圈中焦耳热之和。故D错误。

6.2019年1月3日，我国研制的嫦娥四号探测器成功降落在月球背面，实现了人类历史上与月球背面的第一次“亲密接触”。2020年前将实现“回”的任务，即飞行器不但在月球上落下来，还要取一些东西带回地球，并计划在2030年前后实现航天员登月。若某航天员分别在月球和地球表面离地高度h处，以相同的初速度水平抛出物体，在地球上物体的抛出点与落地点间的距离为。己知地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是

A. 嫦娥四号的发射速度必须大于第二宇宙速度

B. 嫦娥四号在月球背面着陆过程中如果关闭发动机，其加速度为

C. 嫦娥四号月球背面着陆过程中如果关闭发动机，其内部物体处于完全失重状态

D. 在月球上抛出的物体的抛出点与落地点间的距离为

【答案】CD

【解析】

【详解】A、第二宇宙速度是发射脱离地球束缚的航天器的最小发射速度，嫦娥四号是和月球一起绕地球运动的航天器，其发射速度介于第一、二宇宙速度之间，故A错误；

B、根据星球表面重力与万有引力相等，可得：，所以有：，故嫦娥四号关闭发动机，其加速度为，故B错误；

C、嫦娥四号在月球背面着陆过程上如果关闭发动机，则其只在月球引力作用下以月球表面重力加速度运动，其内部物体都以重力加速度运动，物体处于完全失重状态，故C正确；

D、由平抛知识可知，地球上抛出点到落地点的距离为：，可解得：，在月球抛出点到落地点的距离为：，故D正确。

7.一质量为m的小物块静置于粗糙水平地面上，在水平外力作用下由静止开始运动，小物块的加速度a随其运动距离x的变化规律如图所示。已知小物块与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在小物块运动0～2L的过程中，下列说法正确的是

A. 小物块在0～L内做匀变速直线运动，L～2L内做匀速运动

B. 小物块运动至2L处的速度为

C. 整个过程中水平外力做功为

D. 小物块从L处运动至2L处所用的时间为

【答案】BC

【解析】

详解】A、小物块在0～L内加速度减小，做加速度减小的变加速直线运动，L～2L内加速度不变，做匀加速运动。故A错误。

B、整个过程，根据动能定理得：，得小物块运动至2L处的速度为，故B正确。

C、整个过程，根据动能定理得：，得水平外力做功为，故C正确。

D、设小物块运动至L处的速度为．根据动能定理得：，得，小物块从L处运动至2L处做匀加速直线运动，有，联立解得，故D错误。

8.甲、乙两球质量分别为m1、m2，从不同高度由静止释放，如图(a)所示。两球的v-t图象分别如图(b)中的①、②所示。球下落过程所受空气阻力大小f满足f=kv(v为球的速率，k为常数)，t2时刻两球第二次相遇。落地前，两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。下列判断正确的是

A. ml>m2

B. 乙球释放的位置高

C. 两球释放瞬间，甲球的加速度较大

D. 两球第一次相遇的时刻在tl时刻之前

【答案】ABD

【解析】

【详解】A、两球稳定时均做匀速运动，则有，得 ，所以有，由图知，，故，故A正确。

B、速度图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，0﹣t2时间内，乙球下降的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以乙球释放的位置高，故B正确。

C、释放瞬间v＝0，因此空气阻力f＝0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故C错误；

D、在tl﹣t2时间内，甲球下落的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以两球第一次相遇的时刻在tl时刻之前；故D正确。

三、非选择题：

(一)必考题：

9.某同学为了探究弹力与弹簧伸长量的关系，进行了下列操作：

(1)将弹簧悬挂铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧。

(2)弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加l0g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表所示：

由上表可知所用刻度尺的最小刻度为______________。

(3)下图是该同学根据表中数据作出的图象，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与____________的差值(填“L0”或“Lx”)。

(4)由图象可得，弹簧弹力与弹簧伸长量的关系为_______________。

(5)该弹簧的劲度系数为_________N/m(重力加速度取10m/s2，结果保留3位有效数字)。

【答案】    (1). 1 mm    (2).     (3). 正比例关系    (4). 5.00

【解析】

【详解】(2)由表中实验数据可知，弹簧长度的单位是cm，小数点后有两位有效数字，说明刻度尺的分度值为1mm；

(3)弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；研究弹簧所挂砝码质量与伸长量变化间关系，所以，即横轴表示弹簧长度与Lx的差值；

(4)由图象可得，弹簧弹力与弹簧伸长量的关系为正比例关系；

(5)由图象可知，弹簧的劲度系数为：。

10.某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。实验电路如图甲所示，现有开关和导线若干，以及如下器材：

A．电流表A：量程0～0．6A，内阻约0．125Ω

B．电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ

C．滑动变阻器0～20Ω

D．滑动变阻器0～200Ω

(1)为了操作方便，减小实验误差，滑动变阻器应选用________(选填相应器材前的字母)；

(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最_________端(选填“左”或“右”)；

(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的U-Ⅰ图线，根据图线求得被测干电池的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω(结果保留到小数点后2位)；

(4)该实验中，产生系统误差的主要原因是_____________。图丙中实线为根据测量数据绘制的图线，虚线代表没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图线，下列四幅图中能够正确反映两者关系的是____________。

【答案】    (1). C    (2). 右    (3). 1.48～1.49    (4). 0.90～0.95    (5). 电压表的分流    (6). D

【解析】

【详解】(1)为使电流表有明显偏转且方便实验操作，滑动变阻器应选择C。

(2)滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于右端。

(3)由图示电源U﹣I图象可知，电源电动势：，电源内阻：；

(4)由图示电路图可知，由于电压表不是理想电表，存在分流现象，电流表所测电流(测量值)小于电源的电流(真实值)；当外电路短路时，电压表的分流为零，所以真实图象和测量图象与横轴的交点相同，故D正确，ABC错误。

11.如图所示，光滑水平地面上放置一质量M=3kg的长木板，长木板右端固定一轻质弹簧，其劲度系数k=300N/m，弹簧的自由端到长木板左端的距离L=0.8m。质量m=lkg的小物块以v0=4m/s的初速度从长木板左端滑上长木板。已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.5，弹簧的弹性势能表达式为 (其中x为弹簧的形变量)，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小物块从滑上长木板至刚与弹簧接触时所用的时间(结果保留3位有效数字)；

(2)弹簧弹性势能的最大值。

【答案】(1)0.254s  (2)1.5J

【解析】

【详解】(1)根据运动学公式及牛顿第二定律，

对小物块有：       

对长木板有：   

根据运动学公式有：，

小物块从滑上长木板至刚与弹簧接触时，有：

解得：    （舍去）

(2)当小物块与长木板的速度相同时弹簧弹性势能最大，设共同速度为v，取向右为正方向，由动量守恒定律及能量守恒得：

联立解得：

12.如图所示，位于第一象限内半径为R的圆形磁场与两坐标轴分别相切于P、Q两点，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。Q点有一粒子源，可在xOy平面内向各个方向发射速率均为v的带正电粒子，其中沿x轴正方向射入磁场的粒子恰好从P点射出磁场。不计重力及粒子之间的相互作用。

(1)求带电粒子的比荷；

(2)若AQ弧长等于六分之一圆弧，求从磁场边界上A点射出的粒子，由Q点至第2次穿出磁场所经历的时间。

【答案】(1)    (2)

【解析】

【详解】(1)由几何关系得：粒子做圆周运动的半径r=R

根据洛伦兹力提供向心力可得：

解得：

(2)由于粒子轨迹半径和圆半径相等，则无论粒子沿哪个方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向均沿y轴负方向；若AQ弧长等于六分之一圆弧，粒子的运动轨迹如图所示：

粒子在磁场中运动周期：

粒子在QA段运动时间：

无场区AB段距离：

粒子在AB段运动时间：

粒子在电场中运动时由牛顿第二定律：

在电场中运动时间：

粒子在AC段运动时间：

总时间：

代入数据得：

(二)选考题：

13.下列说法正确的是________

A. 分子间距离减小时，分子势能一定增大

B. 单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

C. 在绝热压缩和等温压缩过程中，气体内能均不变

D. 机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能

E. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小

【答案】BDE

【解析】

【详解】A、当时，分子力表现为引力，随着的减小，分子引力做正功，分子势能减小。当时，分子力表现为斥力，随着的减小，分子力做负功，分子势能增大。故A错误；

B、晶体与非晶体的一个区别就是有无固定的熔点，晶体中的单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；

C、根据热力学第一定律，在绝热（Q＝0）压缩（W＞0）过程，气体内能增大；等温（△U＝0）过程，气体内能不变，故C错误；

D、机械能可以全部转化为内能；根据热力学第二定律，内能也可以全部转化为机械能，但会引起其它的一些变化。故D正确；

E、影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故E正确。

14.如图所示，上端开口的导热圆柱形气缸直立在水平地面上，内用可上下移动的导热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞离缸底的距离为H。现将活塞连同气缸用细绳悬挂于空中，稳定后活塞离缸底的距离为。已知：外界大气压强为p0，重力加速度为g，外界环境温度为T0，活塞质量为m，横截面积为S，不计摩擦。求：

(1)气缸的质量；

(2)若缓慢降低环境温度，当活塞离缸底的距离再次为H时，求环境温度T。

【答案】(1)(2)

【解析】

【详解】(1)开始时，对活塞受力分析根据平衡得：

悬挂后对气缸受力分析，根据平衡得：

对封闭气体，根据玻意耳定律得：

解得：

(2)缓慢降低环境温度，气体做等圧変化，根据盖吕萨克定律得：

解得：

15.下列说法正确的是________

A. 红外线在水中的传播速度大于紫外线在水中的传播速度

B. 电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应

C. 电磁波横波，可以发生衍射现象和偏振现象

D. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关

E. 电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直

【答案】ACE

【解析】

【详解】A、紫光频率、折射率都大于红光，根据，知紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故A正确。

B、电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误。

C、衍射是波特有的现象，偏振是横波特有的现象；电磁波是横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故C正确。

D、电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，是固定不变的。故D错误。

E、电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故E正确。

16.如图是半径为R的四分之一圆周的玻璃圆柱的横截面，与横截面平行的单色光从D点斜射入玻璃圆柱后，在AB弧面上恰好发生全反射。已知单色光与DA之间的夹角为45°，OD=，求：

(1)此玻璃圆柱的折射率；

(2)单色光射出时与OB之间的夹角(取锐角)。

【答案】（1） （2）45°

【解析】

【详解】(1)作光路图如图所示：

由折射定律有

在中，由正弦定理有：

解得：，，

(2) ，，由几何知识得：中，所以有，

单色光入射到N时的入射角

所以单色光不能在N点发生全反射，单色光将从OB上N点射出

由光的折射定律可知：

解得：单色光在N点发生折射的折射角为，与OB之间的夹角为。