2019届陕西省咸阳市武功县高三下学期第二次摸底检测理科综合物理试卷（解析版）

陕西省咸阳市武功县2019届高三第二次摸底检测理科综合试题（物理部分）

二、选择题

1.Th具有放射性，经以下连续衰变过程，最后生成稳定的Pb：Th→Ra→Ac→Th→…→Pb，下列说法正确的是

A. Th和Th属于放射性同位素，其原子核中子数相同，质子数不同

B. Ra发生β衰变后变为Ac，说明Ra原子核内有β粒子

C. Ra的半衰期约为6.7年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大

D. 整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变

【答案】D

【解析】

【详解】A、和具有相同的质子数属于放射性同位素，其原子核质子数相同，中子数不同，故A错误；

B、发生衰变后变为，是原子核内一个中子转化为一个质子数放出电子，并非原子核内有电子，故B错误；

C、元素的半衰期不随物理和化学状态的改变而改变，故C错误；

D、衰变质量数不变，故，则，发生6次衰变，根据电荷数守恒可知：，得到：，故发生4次衰变，故D正确。

2.入冬以来，全国多地多次发生雾霾天气，能见度不足20m。在这样的恶劣天气中，甲、乙两汽车在一条平直的公路上行驶，当两车同时行驶到同一位置时，两车司机听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，直到减速为0，两辆车刹车时的v-t图象如图，则

A. 甲车减速的加速度为0.5m/s2

B. 甲车减速的加速度比乙车减速的加速度大0.75m/s2

C. 减速过程中甲乙两车间的最大距离为100m

D. 减速过程中甲乙两车间的最大距离为87.5m

【答案】C

【解析】

【详解】A、图像的斜率表示加速度，故甲车减速的加速度为：

乙车减速的加速度的为：，故AB错误；

C、当甲乙两车速度相等时，即时甲乙两车间的距离最大，图像面积之差表示位移之差，即，故C正确，D错误。

3.真空中有一半径为r0的带电金属球，以球心O为坐标原点沿某一半径方向为正方向建立x轴，x轴上各点的电势随x的分布如图所示，其中x1、x2、x3分别是x轴上A、B、C三点的位置坐标。根据-x图象，下列说法正确的是

A. 该金属球带负电

B. A点的电场强度大于C点的电场强度

C. B点的电场强度大小为

D. 电量为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能低|q(2－3)|

【答案】D

【解析】

【详解】A、由图可知在0到电势不变，之后电势变小，带电金属球为一等势体，再依据沿着电场线方向，电势降低，则金属球带正电，故A错误；

B、图像斜率表示场强大小，A点的电场强度为零，C点电场强度大于0，故B错误；

C、从B到C若为匀强电场，电场强度为，因是非匀强电场B点的电场强度大于该值，故C错误；

D、负电荷沿直线从B移到C的过程中，电场力做负值，电势能增加，大小为，故D正确。

4.如图所示两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距左侧边界L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻R，且线框平面与纸面平行，现用外力F使线框以速度v匀速向右穿过磁场，以初始位置为计时起点，运动过程中线框始终与纸面平行，规定电流沿逆时针时电动势E为正，磁感线向里时磁通量Φ为正，外力F向右为正。则以下关于线框中磁通量φ、电动势E、外力F及电功率P随时间变化图象正确是

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A、当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达最大，此后向外的磁通量增加，总磁通量减小，当运动到时，磁通量最小，故A错误；

B、当线框进入第一个磁场时，由可知，E保持不变，而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为，故B错误；

C、因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C错误；

D、电功率，因速度不变，而在线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值，两边分别在两个磁场中时，由B的分析可知，电流加倍，故功率变为原来的4倍，此后从第二个磁场中离开时，电流应等于线框在第一个磁场中的电流，故D正确。

5.我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属地球静止轨道卫星(高度约为36000千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是

A. “墨子”号卫星的运行速度大于7.9km/s

B. “墨子”号卫星的线速度比北斗G7的线速度小

C. “墨子”号卫星的周期小于24h

D. 量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小

【答案】C

【解析】

【详解】A、根据，可知，轨道半径运动，线速度越小，第一宇宙的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，所以静止轨道卫星和墨子号卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故AB错误；

C、地球静止轨道卫星即同步卫星的周期为，墨子号卫星轨道半径小，角速度大，周期小于，故C正确；

D、根据，可知卫星的向心加速度，故可知半径越小向心加速度越大，故D错误。

6.如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则（    ）

A. B受到C的摩擦力可能为零

B. C受到水平面的摩擦力一定为零

C. 不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左

D. 水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等

【答案】AC

【解析】

试题分析：对B受力分析，B受重力、绳的拉力mAg、斜面对B的支持力，B与C的摩擦力待定。若,则B与C间无摩擦力；若，则摩擦力沿斜面向下；若则B与C间的摩擦力沿斜面向上；由上述分析知A对。把BC视为整体分析知C一定受到水平向左的摩擦力，水平面对C的支持力小于BC的重力，故BD错C对。

考点：共点力的平衡、整体与隔离。

【名师点睛】物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变．解决这类问题的关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”．

7.四个相同的灯泡分别接在如图所示的位置，理想变压器原线圈串联灯泡L1，副线圈回路并联三个灯泡L2、L3、L4，AB两端接交流电源电压按如图乙所示规律变化，现闭合开关S，四个灯泡均正常发光，下列说法正确的是

A. 电压表示数为220V

B. 灯泡的额定电压为55V

C. 变压器原副线圈的匝数比为3︰1

D. 若断开开关S电压表示数减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A、由图乙可知AB两端电压有效值为，因四个灯泡均正常工作，可知原、副线圈电流之比为，根据可知变压器原、副线圈的匝数比为；灯泡的额定电压为U，则电压表示数为，故，则，故A错误，BC正确；

D、若断开开始S则原线圈回路电流为零，电压表示数增大为，故D错误。

8.如图所示，在小车内固定一光滑的斜面体，倾角为θ，一轻绳的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端拴一个质量为m的物块A，绳与斜面平行。整个系统由静止开始向右匀加速运动，物块A恰好不脱离斜面，则向右加速运动时间t的过程中

A. 重力的冲量为零

B. 重力做功为零

C. 拉力冲量大小为 mgt cotθ

D. 拉力做功为mg2t2cot2θ

【答案】BD

【解析】

【详解】A、对物块A进行受力分析可知，物块A受拉力和重力，根据力的合成和牛顿第二定律可知：，则，末速度为，而且，则，故重力的冲量为，拉力的冲量为，故选项AC错误；

B、由于重力的方向与位移方向垂直，故重力做功为零，故选项B正确；

D、根据动能定理可知，拉力做功等于动能的变化，即，故选项D正确。

三、非选择题

9.某同学利用图示装置，通过研究滑块上升高度和压缩量的关系，探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，将弹簧和一带有指针的滑块套在竖直的光滑杆上，滑块和弹簧不拴接，在杆的一侧竖直固定刻度尺，如图甲所示，弹簧自由伸长时上端在B点，将弹簧上端压缩到的位置为A，从静止释放滑块，滑块上升到最高点的位置为C，分别记下这几个点位置并从刻度尺上读出对应示数xB、xA、xC，不断改变弹簧压缩到的位置，重复上述实验过程，记录A、C的位置；测出滑块质量为m，当地重力加速度为g。

(1)滑块上升的高度h=________________，弹簧的压缩量大小△x=___________(用测得的xA、xB、xC表示)。

(2)该同学做出h随压缩量△x的几种图象如下图所示，由这些图象可以得出弹性势能与形变量的关系是

___________________________；

(3)若将另一个相同的弹簧与甲图中弹簧套在一起(如图乙所示)再做实验，发现h-Δx2图象的斜率_____(填“变大”、“变小”、“不变”)。

【答案】    (1).     (2).     (3). 弹性势能与形变量的平方成正比    (4). 变大

【解析】

【详解】（1）滑块上升的高度为，弹簧的压缩量大小为；

（2）滑块弹开的过程系统机械能守恒，则，故上升高度与弹性势能成正比，由图像可知，与成正比，故弹性势能与形变量的平方成正比；

（3）两弹簧套在一起后相同的形变量释放的弹性势能变大，滑块上升的高度变大，故图像的斜率变大。

10.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源(电动势为3V，内阻为1Ω)、电键滑动变阻器(最大阻值为10Ω)、电压表、电流表小灯泡、导线若千。(电压表和电流表均视为理想电表)

(1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而___________。(选填“增大”“减小”或“不变”)

(2)根据图甲，在图乙中把缺少的导线补全，连接成实验的电路_______。

(3)若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，当滑动触头在___________位置时(左端、右端、中点)小灯泡获得的功率最小，最小功率是___________W。(计算结果保留2位有效数字)

【答案】    (1). 增大    (2). 如图所示：

    (3). 中点    (4).

【解析】

【详解】（1）根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大；

（2）由图甲可知，电压从零开始调节的，因此滑动变阻器采用的是分压式接法，由于灯泡电阻较小，因此电流表需要外接，由此可知正确连接实物图如图所示：

（3）由电路图可知，把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器左右两部分电阻丝并联然后与灯泡串联，当滑动变阻器并联电阻最大，即滑片位于中点时，电路总电阻最大，通过灯泡的电流最小，灯泡功率最小，此时滑动变阻器并联阻值为，此时等效电源内阻为，在同一坐标系内作出电源的图像如图所示：

由图像可知，灯泡两端电压，电流，则灯泡实际功率为：

。

11.如图所示，水平轨道与半径为0.5m的半圆形光滑竖直轨道相连，固定在地面上。可视为质点的滑块a和小球b紧靠在一起静止于半圆圆心O的正下方N点，滑块a和小球b中间放有少许火药，某时刻点燃火药，滑块a和小球b瞬间分离，小球b恰好能通过半圆轨道的最高点P，落地点与滑块a最终停下的位置相同，已知a和b质量分别为2m、m，取重力加速度g=10m/s2，求：

(1)小球b的最大速度大小；

(2)滑块a与轨道间的动摩擦因数。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）物块在最低点时速度最大，由动能定理有：

物体在P点时重力提供向心力，有：

解得：；

（2）与分离瞬间在水平方向上动量守恒，

对滑块向左运动有：

滑块向左运动的距离为：

小球做平抛运动，竖直方向有：

水平方向有：

由于，解得：。

12.如图所示，坐标原点O左侧2m处有一粒子源，粒子源中，有带正电的粒子(比荷为=1.0×1010C/kg)由静止进人电压U= 800V的加速电场，经加速后沿x轴正方向运动，O点右侧有以O1点为圆心、r=0.20m为半径的圆形区域，内部存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=1.0×10－3T的匀强磁场(图中未画出)圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O，右端与一个足够大的荧光屏MN相切于x轴上的A点，粒子重力不计。

(1)求粒子打到荧光屏上的位置到A点的距离；

(2)若撤去磁场在荧光屏左侧某区域加竖直向上匀强电场，电场左右宽度为2r，场强大小E=1.0×103V/m，粒子仍打在荧光屏的同一位置，求电场右边界到屏幕MN的距离。

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）粒子射入O点时的速度，由动能定理得到：

进入磁场后做匀速圆周运动，

设圆周运动的速度偏向角为，则联立以上方程可以得到：，故

由几何关系可知纵坐标为，则

解得：；

（2）粒子在电场中做类平抛运动，，，，

射出电场时的偏向角为，

磁场右边界到荧光屏的距离为，由几何关系，解得：。

13.下列说法中正确的是___________

A. 外界对物体做功，物体内能一定增大

B. 温度越高，布朗运动就越显著

C. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

D. 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性

E. 随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

【答案】BCD

【解析】

【详解】A、外界对物体做功，若物体放热，则物体内能不一定增大，故A错误；

B、温度越高，布朗运动就越显著，故B正确；

C、当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子势能增大，故C正确；

D、在各中晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，故D正确；

E、根据热力学第三定律可知，绝对零度只能接近，不能达到，故E错误。

14.如图所示，某同学设计了一个压力送水装置由ABC三部分组成，A为打气筒，B为压力储水容器，C为细管，通过细管把水送到5m高处，细管的容积忽略不计。k1和k2是单向密闭阀门，k3是放水阀门，打气筒活塞和简壁间不漏气，其容积为，储水器总容积为10L，开始储水器内有V1=4L气体，气体压强为p0。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，水的密度为，求：

①打气筒第一次打气后储水器内的压强；

②通过打气筒给储水器打气，打气结束后打开阀门k3，水全部流到5m高处，求打气筒至少打气多少次。

【答案】①②次

【解析】

【详解】①取打气筒内气体和储水器内气体为研究对象，发生等温变化

则：

解得：；

②储水器内水即将完全排出前的压强为，

气体体积为：

设需要打气筒打次，以次所打气体和储水器内开始的气体为研究对象，根据等温变化有：

解得：次。

15.图甲为某沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，a、b、c、d是横波上的四个质点；图乙是质点d的振动图象，则下列说法正确的是___________。

A. t=0时质点a的速度大小比质点c的小

B. 波沿x轴负方向传播

C. 波速为2.5cm/s

D. 从t=0时刻开始质点b比质点c先回到平衡位置

E. 0~3s时间内质点a、b的振动路程均为30cm

【答案】ADE

【解析】

【详解】A、由振动图像时刻点向下振动可知，波源在左侧，波沿轴正方向传播，时质点的速度大小为零，质点速度不为零，即t=0时质点a的速度大小比质点c的小，故A正确，B错误；

C、由图像可知波动周期为，波长为，则波速为，故C错误；

D、从时刻开始质点和质点到平衡位置的位移相同，向平衡位置运动，远离平衡位置，故先回到平衡位置，故D正确；

E、由于，故质点的振动路程均为，故E正确。

16.如图所示为某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O。光线从AB面上的M点入射，入射角i=45°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出，已知OB段的长度，真空中的光速为c，求：

①透明材料的折射率n；

②光从M点射入到从CD面射出所用的时间t.

【答案】①   ②

【解析】

①设光线在AB面的折射角为r，根据折射定律可得，

设棱镜的临界角为C，根据题意，光线在BC面恰好发生全反射，得到，

由几何关系可知，

联立解得

②光在棱镜中传播速度，

由几何关系可知

故光从M点到从CD面射出所用时间

【点睛】本题是折射现象和全反射现象的综合，关键作出光路图，掌握全反射的条件和临界角公式，结合几何关系求解。