2019届广东省深圳市宝安中学高三理综试题(物理)(解析版)
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2019届广东省深圳市宝安中学高三理综试题(物理)(解析版)1.关于近代物理学,下列说法正确的是A. α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B. 一群处于n=4能级氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光子C. 根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和守恒D. 经典物理学不能解释原子光谱的不连续性,但可以解释原子的稳定性【答案】B【解析】【详解】γ射线是电磁波,α射线和β射线不是电磁波,选项A错误;一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出种不同频率的光子,选项B正确;根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程中,由于原子要吸收或放出能量,可知电子的电势能和动能之和不守恒,选项C错误;经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征,故D错误。 2.如图所示,一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开,一束同种带电粒子从P点以相同速度平行于极板射入电容器,最后均打在下极板的A点,若将上极板缓慢上移,则A. 粒子打在下极板的落点缓慢左移B. 粒子打在下极板的落点缓慢右移C. 粒子仍然打在下极板的A点D. 因未知粒子的电性,无法判断粒子的落点【答案】C【解析】【详解】断开电源后,电容器电荷量保持不变,电场强度,将上极板缓慢上移,d变大,则电场强度不变,粒子所受电场力不变,则粒子仍然打在下极板A点。故C正确,ABD错误。 3.如图所示,直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场,经t1时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,则为A. 3 B. 2 C. D. 【答案】A【解析】【详解】粒子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出粒子的运动轨迹,如图所示:
电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,根据半径可知,粒子1和2的半径相等,根据几何关系可知,△aOc为等边三角形,则粒子2转过的圆心角为60°,所以粒子1运动的时间,粒子2运动的时间,所以,故A正确,BCD错误。 4.两个质量相差悬殊的天体(如地球和月球)所在同一平面上有5个特殊点,如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示,人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上,会在地球和月球共同引力作用下,几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。2019年1月3日,“嫦娥四号”成功着陆在月球背面,而它的探测器定点于L2点,下列说法正确的是A. 探测器在L2点处于平衡状态B. 探测器在L2点所受地球和月球引力的合力比在L1点小C. 探测器与月球绕地球做圆周运动的周期之比等于它们的轨道半径之比D. 探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比【答案】D【解析】【详解】探测器在L2点所受的合力为地球和月亮对它引力的合力,这两个引力方向相同,合力不为零,处于非平衡状态,故A错误。探测器在L2点所受地球和月球引力方向相同,而在L1点所受地球和月球引力方向相反,则探测器在L2点所受地球和月球引力的合力比在L1点大,选项B错误;因探测器保持与月球同步绕地球做圆周运动,可知探测器与月球绕地球做圆周运动的周期相等,选项C错误;根据可知,探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比,选项D正确。 5.如图所示,理想变压器原线圈两端A、B接在电动势E=8V、内阻r=2Ω的交流电源上,理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器R相连,滑动变阻器阻值可在0~10Ω范围内变化,变压器原、副线圈的匝数比为1∶2 ,下列说法正确的是A. 副线圈两端输出电压U2=16VB. 副线圈中的电流I2=2AC. 当电源输出功率最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值R=8ΩD. 当电源输出功率最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值R=4Ω【答案】C【解析】【详解】设原副线圈中的匝数分别为n1和n2,电流分别为I1和I2,电压分别为U1和U2,则有:U1=E-I1r,电阻R消耗的功率为:P=U2I2=U1I1,即为:P=(E-I1r)I1=-I12r-EI1,可见电流为:时,P有最大值,此时U1=4V,副线圈两端输出电压U2=2U1=8V,副线圈中的电流I2=×2A=1A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值,故C正确、ABD错误。 6.一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程重物和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立△t时间后再将重物缓慢向上举,至双臂伸直(图丙)。甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2,经历的时间分别为t1、t2,则A. 地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t),地面对运动员做的功为0B. 地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2),地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)C. 运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t),运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)D. 运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2),运动员对重物做的功为0【答案】AC【解析】【详解】因运动员将重物缓慢上举,则可认为是平衡状态,地面对运动员的支持力为:(M+m)g,整个过程的时间为(t1+t2+△t),根据I=Ft可知地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2+△t);因地面对运动员的支持力没有位移,可知地面对运动员做的功为0,选项A正确,B错误;运动员对重物的作用力为Mg,作用时间为(t1+t2+△t),根据I=Ft可知运动员对重物的冲量为Mg(t1+t2+△t),重物的位移为(h1+h2),根据W=Fs可知运动员对重物做的功为Mg(h1+h2),选项C正确,D错误。 7.如图所示,A球离地面高度为h,在A球由静止开始下落的同时,小球B在地面上瞄准小球A射出,小球B射出时的速度v与水平方向成θ角。不计空气阻力,则以下说法正确的是A. A、B两球一定会在空中相遇B. 两球在空中运动时,相同时间内A球速度变化量大于B球的速度变化量C. 两球在空中运动时,相同时间内A球速度变化量等于B球的速度变化量D. 若A、B两球能在空中相遇,则经过的时间一定满足【答案】CD【解析】【详解】若在A落地之前,小球B不能到达A的正下方,则A、B两球不会在空中相遇,选项A错误;两球的加速度均为向下的g,根据∆v=gt可知两球在空中运动时,相同时间内A球速度变化量等于B球的速度变化量,选项B错误,C正确;若A、B两球能在空中相遇,则在竖直方向: ,即经过的时间一定满足,选项D正确。 8.如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框,在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动,t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,并以此位置开始计时并作为导线框位移x的起点,随后导线框进入并通过磁场区域。下列图象中,可能正确描述上述过程的是A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】线圈以一定初速度进入磁场,则感应电动势为:E=BLv ,闭合电路欧姆定律,则感应电流为: ;安培力为: ;由牛顿第二定律为:F=ma ,则有: 由于v 减小,所以a也减小,当完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当出磁场时,速度与时间的关系与进入磁场相似。而速度与时间的斜率表示加速度的大小,因此B正确,A错误;线圈进入磁场时,设某时刻进入磁场的距离为x,此时线圈的速度为v,则由动量定理:其中,则;同样当完全进入磁场后,不受到安培力,所以做匀速直线运动,当出磁场时,速度v与位移x的关系与进入磁场相似,则选项D正确,C错误。 三、非选择题: (一)必考题: 9.用落体法验证机械能守恒定律,打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器频率为50Hz.(1)根据纸带所给数据,打下C点时重物的速度为 ________m/s(结果保留三位有效数字)。(2)某同学选用两个形状相同,质量不同的重物a和b进行实验,测得几组数据,画出图象,并求出图线的斜率k,如图乙所示,由图象可知a的质量m1 ________b的质量m2(选填“大于”或“小于”)。(3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2 = 0.052kg,当地重力加速度g = 9.78m/s2,求出重物所受的平均阻力f =______N.(结果保留两位有效数字)【答案】 (1). 2.25m/s (2). 大于 (3). 0.031【解析】【详解】(1)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,则有:.
(2)根据动能定理知:(mg-f)h=mv2,则有:,知图线的斜率,b的斜率小,知b的质量小,所以a的质量m1大于b的质量m2.
(3)m2 = 0.052kg,k2=9.18,解得 . 10.某同学利用如图甲所示电路测量量程为0~3 V的电压表的内阻(内阻约几千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω);滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω);滑动变阻器R2(最大阻值为6kΩ);直流电源E(电动势为4.5V);开关1个,导线若干。实验步骤如下:①按图甲所示连接好实验电路;②将电阻箱阻值调节为0,并将滑动变阻器滑片移到图甲中最左端;③闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数为2.50 V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器__.(选填“R1”或“R2”) (2)在图乙中,完成步骤①中的实物连线。(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为602.0 Ω ,则计算可得电压表的内阻为___Ω,此测量值比电压表真实电阻______.(选填“偏大”或“偏小”)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满偏电流为__mA(结果保留一位有效数字)。【答案】 (1). R1 (2). 3010 (3). 偏大 (4). 1【解析】【详解】(1)实验中滑动变阻器接成分压电路,则应选择阻值较小的滑动变阻器R1. (2)实物连线如图;(3)实验步骤④中,电压表读数为2.5V时,电阻箱两端电压为0.5V,因记录的电阻箱阻值为602.0 Ω ,则,可得电压表的内阻;因调解电阻箱的阻值后,与滑动变阻器并联的总电阻变大,则此时电压表和电阻箱两端电压大于3V,即电阻箱两端电压大于0.5V,则实际上电压表的内阻 此时测量值比电压表真实电阻偏大。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满偏电流为。 11.如图所示,在倾角为θ的斜面上,固定有间距为l的平行金属导轨,现在导轨上,垂直导轨放置一质量为m的金属棒ab,整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨与电动势为E,内阻为r的电源连接,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,金属棒和导轨电阻不计,现闭合开关S,发现滑动变阻器接入电路阻值为0时,金属棒不能静止。(1)判断金属棒所受的安培力方向;(2)求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值R1和最大阻值R2.【答案】(1)由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上(2),【解析】【详解】(1)由左手定则可判断金属棒所受安培力方向平行于斜面向上(2)当R最小时,金属棒所受安培力为最大值F1,所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向平行斜面向下,则由平衡条件得FN1=mgcosθF1=mgsinθ+fmaxfmax=μFN1由闭合电路欧姆定律有:,安培力F1=BI1l联立以上各式解得滑动变阻器R的最小值为当R最大时,金属棒所受安培力为最小值F2,所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向平行斜面向上,同理可得F2=mgsinθ-μmgcosθ由闭合电路欧姆定律有,,安培力F2=BIl联立以上各式解得滑动变阻器R的最大值为 12.足够长的水平传送带右侧有一段与传送带上表面相切的光滑圆弧轨道,质量为M=2kg的小木盒从离圆弧底端h=0.8m处由静止释放,滑上传送带后作减速运动,1s后恰好与传送带保持共速。传送带始终以速度大小v逆时针运行,木盒与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,木盒与传送带保持相对静止后,先后相隔T=5s,以v0=10m/s的速度在传送带左端向右推出两个完全相同的光滑小球,小球的质量m=1kg.第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中并与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t=0.5s与木盒相遇。取g=10m/s2,求:(1)传送带运动的速度大小v,以及木盒与第一个小球相碰后瞬间两者共同运动速度大小v1;(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇;(3)从木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量。【答案】(1)v=2m/s ;v1=2m/s(2)t0=1s(3)【解析】【详解】(1)设木盒下滑到弧面底端速度为,对木盒从弧面下滑的过程由动能定理得依题意,木箱滑上传送带后做减速运动,由运动学公式有:对箱在带上由牛顿第二定律有:代入数据联立解得传送带的速度v=2m/s 设第1个球与木盒相遇,根据动量守恒定律得代入数据,解得v1=2m/s(2)设第1个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s,第1个球经过t0与木盒相遇,则设第1个球进入木盒后两者共同运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有得:设木盒减速运动的时间为t1,加速到与传送带相同的速度的时间为t2,则=1s故木盒在2s内的位移为零依题意:其中t3为木盒回到与1球碰撞点后再随带运动的时间,则对1球和2球有代入数据解得:s=10m, t0=1s(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的这一过程中,传送带的位移为x,木盒的位移为x1,则:故木盒相对与传送带的位移为则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量为 [物理―选修3-3 ] 13.下列说法中正确的是 A. 温度相同的氢气和氮气,氢气分子比氮气分子的平均速率大B. 夏天荷叶上水珠呈球形,是由于液体表面张力使其表面积收缩的缘故C. 当理想气体的体积增加时,气体的内能一定增大D. 将碳素墨水滴入清水中,观察到布朗运动是碳分子的无规则运动E. 容器内一定质量理想气体体积不变,温度升高,则单位时间内撞击容器壁的分子数增加【答案】ABE【解析】【详解】温度相同的氢气和氮气,分子平均动能相同,由于氢气分子质量小于氮气分子质量,则氢气分子比氮气分子的平均速率大,选项A正确;夏天荷叶上水珠呈球形,是由于液体表面张力使其表面积收缩的缘故,选项B正确;当理想气体的体积增加时,气体对外做功,由于不知吸热放热情况,则不能确定气体的内能的变化情况,选项C错误;将碳素墨水滴入清水中,观察到布朗运动是碳颗粒的无规则运动,选项D错误;容器内一定质量的理想气体体积不变,则气体密度不变,温度升高,分子平均速率增加,则单位时间内撞击容器壁的分子数增加,选项E正确。 14.如图所示为一种测量粉末状物质实际体积的装置,其中A容器的容积为VA=300cm3,k是连通大气的阀门,C为一水银槽,通过橡皮管与容器B相通,连通A、B的管道很细,其容积可忽略。下面是测量某种粉末体积的操作过程:①打开K,移动C,使B中水银面降低到与标记M相平;②关闭K,缓慢提升C,使B中水银面升到与标记N相平,量出C的水银面比标记N高h1=25cm;③打开K,装入待测粉末,移动C,使B内水银面降到M标记处;④关闭K,提升C,使B内水银面升到与N标记相平,量出C中水银面比标记N高h2=75cm;⑤从气压计上读得当时大气压为p0=75cmHg.试根据以上数据求:(i)标记M、N之间B容器体积;(ii)A中待测粉末实际体积(设整个过程中温度不变)。【答案】(i)VB=100 cm3(ii)V=200 cm3【解析】【详解】(i)设标记M、N之间B容器体积为VB ,以容器A、B中气体为研究对象。初态时,P1=P0 , V1=VA+VB关闭K,缓慢提升C后,P2=(75+ h1)cmHg, V2=VA整个过程温度保持不变,根据玻意耳定律得P1V1=P2V2解得VB=100 cm3(ii)设A容器中待测粉末的实际体积为V,初态时,P3=P0,V3=VA+VB-V 关闭K,缓慢提升C后,P4=(75+ h2)cmHg, V4= VA-V根据玻意耳定律得P3V3=P4V4, 解得V=200 cm3 [物理―选修3-4 ]15.如图所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图,P点在甲波最大位移处,Q点在乙波最大位移处,下列说法中正确的是 。A. 两列波具有相同的波速B. 在P质点完成20次全振动的时间内,Q质点完成30次全振动C. P点比Q点先回到平衡位置D. 两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的短E. 甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样【答案】ABE【解析】【详解】两列简谐横波在同一介质中波速相同,传播相同距离所用时间相同。故A正确,D错误。由图可知,两列波波长之比λ甲:λ乙=3:2,波速相同,由波速公式得到周期之比为T甲:T乙=3:2.Q点与P点都要经过周期才回到平衡位置。所以Q点比P点先回到平衡位置。故C错误。两列波的频率之比为f甲:f乙=2:3,则在P质点完成20次全振动的时间内Q质点完成了30次全振动。故B正确。两列波的频率不同,不能产生稳定的干涉图样。故E正确。 16.如图所示,真空中平行玻璃砖折射率为,下表面镀有反射膜,一束单色光与界面成θ = 45°角斜射到玻璃砖表面上,最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B,相距h = 2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c = 3.0×108 m/s.求:(i)该单色光射入玻璃砖的折射角;(ii)玻璃砖的厚度d.【答案】(i)θ2 = 30°(ii)d=cm=1.73cm【解析】【详解】(i)由题意,单色光与界面成θ=45°,入射角θ1=45°.由折射定律得n =,代入数据解得θ2 = 30°.(ii)作出如右图所示的光路,ΔCDE为等边三角形,四边形ABEC为梯形,CE = AB = h.玻璃的厚度d就是边长为h的等边三角形的高,故d =hcos30°代入数据解得d= cm=1.73cm