2019届吉林省四平市第一高级中学高三下学期第二次联合模拟考试物理试题（解析版）

2019届吉林省四平市第一高级中学高三下学期第二次联合模拟考试物理试题（解析版）

一、选择题：

1.科学家探究自然界的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献。下列描述符合物理学史实的是

A. 贝可勒尔首先发现了X射线

B. 库仑首先引入了场的概念和电场线、磁感线的概念

C. 普朗克首先把能量子引入了物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念

D. 牛顿给出万有引力公式的同时，首先给出了引力常量的数值

【答案】C

【解析】

【详解】A、伦琴最早发现了伦琴射线，也叫X射线；故A错误.

B、法拉第首先引入了场的概念和电场线、磁感线的概念；故B错误.

C、普朗克为了解释黑体辐射，把能量子的概念引入，认为能量是不连续的；故C正确.

D、牛顿推出万有引力公式后，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G的数值；故D错误.

2.质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间t身体伸直并刚好离开水平地面，该过程中，地面对他的冲量大小为I。重力加速度大小为g。运动员离开地面时的速度大小为

A. gt B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】对人受力分析可知，地面的支持力和运动员的重力，取向上为正，由动量定理有：，解得离开地面的速度为；故选B.

3.如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计。现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计)

A. 通过定值电阻的最大电流为

B. 通过定值电阻的最大电流为

C. 通过定值电阻的电荷量为

D. 通过定值电阻的电荷量为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．棒绕端点转动切割磁感线而产生动生电动势，棒在60°位置时有效长度最大为，线速度关于半径均匀增大，则，由欧姆定律可得；故A，B错误.

CD．由电量的定义式，而，可得，棒转过60°扫过的有效面积为，联立可得；故C错误，D正确.

4.如图所示，光滑直角三角形支架ABC竖直固定在水平地面上，B、C两点均在地面上，AB与BC间的夹角为θ，分别套在AB、AC上的小球a和b用轻绳连接，系统处于静止状态，轻绳与CA间的夹角为α。a、b的质量之比为

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】对a、b两球分别受力分析，建立沿支架和垂直于支架的坐标系，如图所示：

对a由平衡条件：，，可得；

对b由平衡条件：，，可得；

同一根绳的张力处处相同，联立可得，有；

5.2019年1月3日，我国成功发射的“嫦娥四号”探测器在月球背面着陆，开启了人类探测月球的新篇章。若月球的质量是地球的、半径是地球的，“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的半径为月球半径的q倍，地球的第一宇宙速度为v1，则下列说法正确的是

A. “嫦娥四号”的发射速度小于v1

B. 月球表面和地球表面的重力加速度大小之比为

C. 月球的第一宇宙速度为

D. “嫦娥四号”绕月球运行的速度大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．卫星发射后要克服地球的引力减速，故发射速度越大卫星飞的越远，第一宇宙速度是刚好能让卫星升空的最小速度，故“嫦娥四号”的发射速度一定大于第一宇宙速度；

故A错误.

B．根据星球表面的万有引力等于重力，可得，故有；故B错误.

C．贴着星球表面转的卫星的线速度即为第一宇宙速度，而星球表面的万有引力提供向心力，，可得，则有，；故C错误.

D．“嫦娥四号”绕月球转动由万有引力提供向心力，，可；故D正确.

6.甲、乙两车在平直公路上行驶，其位移一时间图象如图所示，则下列说法正确的是

A. 0～4s内，乙车做匀速直线运动

B. 2s末，甲、乙两车相遇

C. 2s末，甲车的速度小于乙车的速度

D. 0～4s内，甲、乙两车的平均速度相同

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据位移—时间图象的纵坐标表示位置，斜率表示速度，故乙的图象为倾斜直线表示做正方向的匀速直线运动；故A正确.

B．由图象可知2s末两车的位置相同，即两车相遇；故B正确.

C．由位移—时间图象的斜率表示瞬时速度，可得2s末，甲在0~2s的平均速度，而甲的速度逐渐增大，故有2s末甲的速度大于乙的速度；故C错误.

D．由平均速度的定义，可得0～4s内甲、乙两车的平均速度的大小均为5m/s，但甲沿负方向，乙沿正方向，故平均速度不相同；故D错误.

7.如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1:n2=11:2，保险丝R1的电阻为2Ω。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，要求通过保险丝的电流(有效值)不超过5A，加在电容器两极板的电压不超过50V，则滑动变阻器接入电路的阻值可以为

A. 5Ω B. 10Ω C. 12Ω D. 20Ω

【答案】BC

【解析】

【详解】根据图象可知变压器原线圈接入的交流电的有效值为，根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得变压器的输出电压，保险丝的最大电流为5A，由欧姆定律可得，解得滑动变阻器的最小电阻为，且电容器两极板的电压不超过50V为电压的最大值，有，解得；故符合阻值范围为的有10Ω和12Ω；

8.如图所示，在直角坐标系xOy中x>0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场(其他区域无磁场)，在y轴上有到原点O的距离均为L的C、D两点。带电粒子P(不计重力)从C点以速率v沿x轴正向射入磁场，并恰好从O点射出磁场；与粒子P相同的粒子Q从C点以速率4v沿纸面射入磁场，并恰好从D点射出磁场，则

A. 粒子P带正电

B. 粒子P在磁场中运动的时间为

C. 粒子Q在磁场中运动的时间可能为

D. 粒子Q在磁场中运动的路程可能为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．粒子P从C点沿x轴正向进入磁场，受洛伦兹力而向上偏转过O点，由左手定则知带正电；故A正确.

B．据题意可知P粒子在磁场中做半个圆周运动，则半径为，运动时间为；故B正确.

CD．Q粒子与P粒子相同，而速度为4v，由可知，而CD距离为2L，故Q粒子不可能沿x轴正向进入磁场，设与y轴的夹角为θ，分别有两种情况从C点进过D出，轨迹如图：

有几何关系可知，两种轨迹的圆心角为60°和300°，则粒子Q的运动时间为或；而圆周的弧长为或；故C错误，D正确.

第Ⅱ卷(非选择题  共174分)

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共129分。

9.图甲的光电门传感器由发射器和接收器组成，当光路被物体挡住的时候，它就开始计时，当光路再次恢复的时候，它就停止计时，这样就可以测出挡光片挡光的时间。某同学利用光电门传感器设计了一个验证小球下落过程中机械能守恒的实验，实验装置如图乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器，两光电门之间的距离为h，实验时让直径为d的小球从某一高度处(O点)由静止释放，让小球依次从A、B两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为t1、t2。

(1)小球通过光电门A时的速度大小为________(用对应物理量的符号表示)。

(2)如果能满足关系式2gh=________(用对应物理量的符号表示)，即能证明小球下落过程中机械能守恒。

【答案】    (1).     (2).

【解析】

【详解】(1)小球通过光电门A的时间为t1极短，则小球的平均速度可近似为过A位置的瞬时速度，故

(2)小球下落过程若只有重力做功，有，而,,联立可得.

10.某物理兴趣小组要描绘一个标有“3V  0.8W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有：

a．电池组(电动势为4.5V，内阻约为1Ω)；

b．电流表(量程为0~300mA，内阻约为1Ω)；

c．电压表(量程为3V，内阻约为3kΩ)；

d．滑动变阻器(最大阻值为20Ω，额定电流为1A)。

(1)实验电路应选用图中的______ (填选项字母)。

(2)请按照(1)中正确选择的实验电路，补充完成图甲中的实物连线____________。

(3)以电压表的示数U为横轴，以电流表的示数I为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示。由图乙可知，随着电压的增大，小灯泡的电阻________(选填“增大”或“减小”)，发生这一变化的原因是________________________________。

(4)从图乙可知，当灯泡两端电流为0.26A时，小灯泡的功率等于________W(结果保留两位有效数字)。

【答案】    (1). B    (2).     (3). 增大    (4). 灯丝电阻率随灯丝温度的升高而增大    (5). 0.57

【解析】

【详解】(1)本实验要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，故滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡内阻，，因此应采用电流表外接法，故选择B电路；

(2)实验电路选择电流表的外接法+滑动变阻器的分压式，实物连线如图所示：

(3) I-U图象中每个点的割线斜率表示电阻的倒数，则可知随着电压的升高电阻增大；原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大；

(4)由图乙读得灯泡的电流I=0.26A，，则灯泡的实际功率为.

11.如图所示，足够长的木板与水平地面间的夹角θ可以调节，当木板与水平地面间的夹角为37°时，一小物块(可视为质点)恰好能沿着木板匀速下滑。若让该物块以大小v0=10m/s的初速度从木板的底端沿木板上滑，随着θ的改变，物块沿木板滑行的距离x将发生变化。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求物块与木板间的动摩擦因数μ；

(2)当θ满足什么条件时，物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出该最小距离。

【答案】(1) 0.75(2) 4m

【解析】

【详解】(1)当θ=37°时，设物块的质量为m，物块所受木板的支持力大小为FN，对物块受力分析，有：mgsin37°=μFN

FN-mgcos37°=0

解得：μ=0.75

(2)设物块的加速度大小为a，则有：mgsinθ+μmgcosθ=ma

设物块的位移为x，则有：v02=2ax

解得：

令tanα=μ，可知当α+θ=90°，即θ=53°时x最小

最小距离为：xmin=4m

12.如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道ABCDP，由半径r=0.5m的圆弧轨道CDP和与之相切于C点的水平轨道ABC组成，圆弧轨道的直径DP与竖直半径OC间的夹角θ=37°，A、B两点间的距离d=0.2m。质量m1=0.05kg的不带电绝缘滑块静止在A点，质量m2=0.1kg、电荷量q=1×10-5C的带正电小球静止在B点，小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。现用大小F=4.5N、方向水平向右的恒力推滑块，滑块到达月点前瞬间撤去该恒力，滑块与小球发生弹性正碰，碰后小球沿轨道运动，到达P点时恰好和轨道无挤压且所受合力指向圆心。小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。取g=10m／s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小v以及匀强电场的电场强度大小E；

(2)求小球到达P点时的速度大小vP和B、C两点间的距离x。

【答案】(1) 6m/s；7.5×104N/C (2) 2.5m/s ；0.85m

【解析】

【详解】(1)对滑块从A点运动到B点的过程，根据动能定理有：

解得：v=6m/s

小球到达P点时，受力如图所示:

则有：qE=m2gtanθ,

解得：E=7.5×104N/C

(2)小球所受重力与电场力的合力大小为：

小球到达P点时，由牛顿第二定律有：

解得：vP=2.5m/s

滑块与小球发生弹性正碰，设碰后滑块、小球的速度大小分别为v1、v2，

则有：m1v=m1v1+m2v2

解得：v1=-2m/s(“-”表示v1的方向水平向左)，v2=4m/s

对小球碰后运动到P点的过程，根据动能定理有：

解得：x=0.85m

13.下列说法正确的是________。

A. 液体中的布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动

B. 晶体均有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

C. 反映宏观自然过程的方向性的定律是热力学第二定律的一种表述

D. 一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

E. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能可能增加，也可能减少

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒(如花粉)的运动，不是分子的运动；故A错误.

B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点；故B正确.

C．热力学第二定律的一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二定律说明热的传导具有方向性．故C正确.

D．根据理想气体的状态方程可知，一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，气体的温度升高；又因为一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，与气体的体积无关，则内能一定增加；故D正确.

E．在绝热条件下压缩气体时，外界对气体做功，但没有热交换，故气体的内能增加；故E错误.

14.如图所示，横截面积为S的导热汽缸竖直放置，其底部放有质量为m的空心小球，缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，现在活塞上缓慢加上细沙，当沙的质量也为m时，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的。现缓慢降低外界温度，使小球对缸底恰好无压力。已知外界大气压为p0、开始时外界热力学温度为T0，重力加速度大小为g，求：

①小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的压强p；

②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的热力学温度T.

【答案】①②

【解析】

【详解】①对活塞和细沙组成的系统，由受力平衡条件有：p0S+2mg=pS

解得：

②设空心小球的体积为V0，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的体积为V1，气体的密度为ρ1，则有：

设小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的体积为V2，气体的密度为ρ2，则有：ρ2V0g=mg

气体降温过程中做等压变化，有：，其中，

解得：

15.一列简谐横波沿x轴正方向传播，当t=0时波恰好传播到x轴上的质点B，此时在它左边的质点A恰好位于负最大位移处，如图所示，当t=1s时，质点B第二次出现在正的最大位移处.该简谐波的波速等于______m/s，质点B的振动方程为y=________cm.

【答案】    (1). 10    (2). 5sin2.5πt

【解析】

【详解】(1)由波的图象可读出波长，而B质点在t=0开始向上振动，在t=1s第二次出现在波峰，即，故有，由.

(2)质点B的起振向上，振幅A=5cm，而，故质点B的振动方程为.

16.一个柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率。一细束单色光在O点左侧与O相距处垂直于AB从玻璃砖下方入射，不考虑光线射出玻璃砖时从原路返回的情形。求：

①光线发生全反射的临界角C；

②光线从玻璃砖的射出点到B点的距离s。

【答案】①45°②

【解析】

【详解】①光线发生全反射的临界角C满足：，

解得：C=45°。

②设光线在距O点的C点射入后，在上表面的入射角为α，

由几何关系可知：

解得：α=60°

由于α>C，故光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，

由几何关系可得：

经分析可知：

解得：