2019届山东省青岛市高三三模理科综合物理试卷（解析版）

2019年山东省青岛市高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共6小题，共36.0分）

1.已知氦离子（He+）的能级图如图所示，根据能级跃迁理论可知（　　）

A. 氦离子从能级跃迁到能级，需要吸收能量

B. 大量处在能级的氦离子向低能级跃迁，能发出12种不同频率的光子

C. 氦离子处于能级时，能吸收60eV的能量

D. 氦离子从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出光子的波长小

【答案】C

【解析】

【详解】A、氦离子的跃迁过程类似于氢原子，从高能级到低能级跃迁过程中要以光子的形式放出能量，氦离子从能级跃迁到能级，需要放出能量，故选项A错误；

B、大量处在的氦离子向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类为种不同频率的光子，故选项B错误；

C、氦离子处于能级时，能吸收60eV能量发生电离，剩余的能量为电离后光电子的最大初动能，故选项C正确；

D、氦离子从能级跃迁到能级的能量比从能级跃迁到能级辐射出光子能量小，根据可知，氦离子从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出光子的波长大，故选项D错误。

2.胶州湾大桥是青岛市境内黄岛区、城阳区以及李沧区的跨海通道，对进一步加快山东半岛城市群建设有着重要意义。如图，设桥体中三块相同的钢箱梁1、2、3受到钢索a、b、c拉力的方向相同，相邻钢箱梁间的作用力均沿水平方向，下列说法正确的是（　　）

A. 钢箱梁1对2的作用力大于钢箱梁2对1的作用力

B. 钢箱梁3所受合力最大

C. 钢箱梁2、3间作用力大于钢箱梁1、2间作用力

D. 钢索c上的拉力大于钢索b上的拉力

【答案】C

【解析】

【详解】A、钢箱梁1对2的作用力与钢箱梁2对1的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故选项A错误；

B、每个钢箱梁都处于平衡状态，合力均为零，故选项B错误；

C、对钢箱梁2受力分析，设钢索的拉力与水平方向的夹角为，由平衡条件知，所以钢箱梁1、2间作用力小于钢箱梁2、3间作用力，故选项C正确；

D、由竖直方向受力平衡知，可得，钢索拉力的方向相同，所以三块钢箱梁受到钢索的拉力大小相等，故选项D错误。

3.总书记在党的十九大报告中提出了坚决打赢蓝天保卫战，前几年雾霾已经严重的影响了人们的生活。在某个恶劣天气中，能见度很低，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车。两辆车刹车时的v-t图象如图，下列说法正确的是（　　）

A. 甲车的加速度大于乙车的加速度

B. 时两车的速度均为

C. 若两车发生碰撞，开始刹车时两辆车的间距一定等于48m

D. 若两车发生碰撞，则可能是在刹车24s以后的某时刻发生相撞

【答案】B

【解析】

【详解】A、甲车的加速度大小，乙车的加速度大小，则甲车的加速度小于乙车的加速度，故选项A错误；

B、时两车的速度均为，故选项B正确；

C、0-24s内，甲车的位移，乙车的位移，两者位移之差，若两车在时刻相撞，则开始刹车时两辆车的间距等于48m，若两车在时刻之前相撞，开始刹车时两辆车的间距小于48m，故选项C错误；

D、若两车速度相等时没有相撞，则速度相等后，甲车的速度比乙车的大，两车不可能再相撞，故选项D错误。

4.如图，某交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。该小型发电机的线圈共200匝，线圈面积S=100cm2，线圈内阻r=48Ω，磁场的磁感应强度B=1T．如果用此发电机能带动两个标有“220V，1.1kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，原副线圈匝数比n1：n2=4：1，电路如图，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈转动的角速度为 B. 电动机内阻为

C. 电流表示数为40A D. 发电机的输出功率为

【答案】D

【解析】

【详解】AC、两个标有“220V，1.1kW”的电动机正常工作，即副线圈电压，副线圈电流，由于原副线圈匝数比，根据变压器的规律得原线圈电压是880V，原线圈电流，即电流表示数是2.5A，线圈内阻，所以线圈转动产生的电动势有效值是880+120V=1000V，线圈转动产生的电动势最大值为：，所以线圈转动的角速度为，故选项A、C错误；

B、由于电动机两端电压等于220V，电流为5A，所以电动机内阻小于44Ω，故选项B错误；

D、由电路可知电源输出功率等于电动机的输入功率，故发电机的输出功率为，故选项D正确；

5.2019年4月10日，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布人类史上首张黑洞照片，照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片，这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞的发现是由全球200多位科学家，历时十年、从全球四大洲8个观测点共同合作完成的成果，这也表明当今世界合作才会共贏，单边主义只会越走越窄。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法逃脱。某黑洞中心天体的质量是太阳的50亿倍，太阳质量为2×1030kg，光在真空中的传播速度c=3×108m/s，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，请估算该黑洞最大半径的数量级为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设“黑洞”的可能半径为，质量为，根据逃逸速度（第二宇宙速度）的定义，结合第一宇宙速度可知，须满足，即有，所以“黑洞”的可能最大半径：，故选项D正确，A、B、C错误。

6.如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴上固定一带负电的点电荷A，一带正电的点电荷B绕A在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在O点，P1、P2、P3、P4为椭圆轨道与坐标轴的交点。为使B绕A做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于xOy平面的匀强磁场，不计B受到的重力。下列说法中可能正确的是（　　）

A. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场

B. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场

C. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场

D. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场

【答案】C

【解析】

【详解】在洛仑兹力作用下做圆周运动，速度方向与受力方向垂直，所以只能在P1、P3位置，如果加垂直纸面向里的磁场，洛仑兹力与库仑力方向相同，合力变大，向心力变大，对应速度大的地方变轨，所以在P3点施加磁场；如果加垂直纸面向外的磁场，洛仑兹力与电场力方向相反，合力变小，向心力变小，则在速度小的地方变轨，在P1位置施加磁场，ABD错误C正确。

二、多选题（本大题共3小题，共16.0分）

7.如图，斜面倾角为O，xAP=2xPB，斜面上AP段光滑，PB段粗糙。一可视为质点小物体由顶端A从静止释放，沿斜面下滑到底端B时速度为零，下列说法正确的是（　　）

A. 小物体在AP段和PB段运动的加速度大小之比为1：2

B. 小物体在AP段和PB段运动的时间之比为1：1

C. 小物体在AP段和PB段合外力做功绝对值之比为1：1

D. 小物体在AP段和PB段受合外力的冲量大小之比为2：1

【答案】AC

【解析】

【详解】A、已知，将逆向视为初速度为零的匀加速直线运动，根据，；所以小物体在段和段运动的加速度大小之比为1：2，故选项A正确；

B、根据，加速度之比为1：2，所以小物体在段和段运动的时间之比为2：1，故选项B错误；

C、根据动能定理知，段和段的动能变化绝对值相等，小物体在段和段合外力做功绝对值之比为1：1，故选项C正确；

D、加速度之比为1：2，根据知小物体在段和段合外力之比为1：2，根据冲量，所以小物体在段和段受合外力的冲量大小之比为1：1，故选项D错误。

8.如图，平行板电容器两极板水平放置，电容为C，开始时开关闭合，电容器与一直流电源相连，极板间电压为U，两极板间距为d，电容器储存的能量．一电荷量为-q的带电油滴，以初动能E从平行板电容器的两个极板中央水平射入（极板足够长），带电油滴恰能沿图中所示水平虚线匀速运动，则（　　）

A. 保持开关闭合，仅将上极板下移一小段距离，带电油滴仍将水平匀速运动

B. 将开关断开，仅将上极板上移一小段距离，带电油滴仍将水平匀速运动

C. 保持开关闭合，仅将上极板下移，带电油滴撞击上极板时的动能为

D. 将断开开关，仅将上极板上移，外力克服电场力做功至少为

【答案】BC

【解析】

【详解】带电液滴沿图中水平虚线匀速通过电容器，则有

A、保持开关闭合，电压不变，仅将上极板下移，极板距离减小，根据知电场强度增大，电场力增大，带电油滴向上做加速运动，故选项A错误；

B、断开开关，电容器所带的电荷量不变，根据可知场强不变，油滴所受的电场力不变，带电油滴仍然沿水平虚线匀速通过电容器，故选项B正确；

C、保持开关闭合，仅将上极板下移，两极板间距离变为，电场强度，电场力做功，根据动能定理，解得  ，所以撞击上极板时的动能是 ，故选项C正确；

D、断开开关，电容器所带的电荷量不变，由知场强不变，两板间的合场强为，下极板在上极板处产生的场强为，上极板上移，上极板所受电场力为，外力对极板所做的功为，故选项D错误。

9.在用单摆测重力加速度实验中，下面说法中正确的是（　　）

A. 如果有两个大小相同带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球

B. 测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开始计时

C. 若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大

D. 将全振动次数n误记为（n+1），测得的重力加速度值较真实值偏大

E. 在摆长和周期的测量中，摆长的测量对实验误差影响较大

【答案】ACD

【解析】

【详解】A、摆球应选择质量大些、体积小些的铁球，故选项A正确；

B、测量周期时，应从摆球经过最低点时开始计时，故选项B错误；

C、若细绳的质量不可忽略，摆长的测量值偏大，根据知重力加速度的测量值比真实值大，故选项C正确；

D、将全振动次数误记为，则周期的测量值偏小，根据知重力加速度的测量值比真实值大，故选项D正确；

E、在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大，长度的测量对实验误差影响不大，故选项E错误。

三、实验题探究题（本大题共2小题，共15.0分）

10.如图，把两个大小相同、质量不等的金属球a、b用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于水平桌面上，两球到桌边距离相等。烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，可以验证两球相互作用过程中动量是否守恒。

(1)本实验必须测量的物理量是______

A．桌面到水平地面高度H

B．小球a、b的质量ma、mb

C．小球a、b的半径r

D．小球a、b离开桌面后空中飞行的时间t

E．记录纸上O1点到a球落地点A的距离O1A，O2点到b球落地点B的距离O2B

(2)用测得的物理量验证动量守恒的关系式是______

(3)事实证明，空气阻力对球的运动影响可以忽略，但本实验中多次测量均发现质量大的球的动量略小于质量小的球的动量，造成这一结果的原因是______

【答案】    (1). BE    (2).     (3). 摩擦力对质量大的球的冲量大

【解析】

【详解】解：(1).以向右为正方向，由动量守恒定律得：

小球离开桌面后做平抛运动，由于球的半径相等、抛出点高度相同，球在空中做平抛运动的时间相等，则：，即：，实验需要验证的表达式为：，实验需要测量两小球的质量与小球做平抛运动的水平位移，故选BE；

(2)由(1)可知，实验需要验证的表达式为：；

(3)小球与弹簧脱离后在桌面上运动过程受到摩擦力的作用，小球质量越大，小球受到的阻力越大，桌面对质量大的球的冲量大，小球离开桌面时，质量大的球的动量小于质量小的球的动量；所以造成这一结果的原因是摩擦力对质量大的球的冲量大；

11.如图甲是多用电表简化电路图，电流计满偏电流0.5mA、内阻20Ω；电池电动势1.5V、内阻可忽略；电阻R1阻值20Ω；R3阻值24990Ω。

（1）A插孔应接______表笔（选填“红”或“黑”）；

（2）若指针指在图乙中所示位置，选择开关接1时其读数为______；选择开关接3时其读数为______；

（3）测量电阻时，需先进行欧姆调零，此时应将R2的阻值调整为______Ω

（4）用多用表测电流或电阻的过程中，下列说法正确的是______

A．测量电阻时，更换倍率后必须重新进行欧姆调零

B．测量电流时，更换量程后必须重新进行调零

C．测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测

D．测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测

【答案】    (1). 红    (2). 0.69mA    (3). 17.2V    (4). 1490    (5). AD

【解析】

【详解】解：(1)从甲图可以看出，欧姆表的内接电源上端为负，再加上电流必须从表的红接线柱流进，从黑接线柱流出，所以插孔要接红接线柱；

(2)选择开关接1时，是电流表，其量程为，从图乙所指的数可以读出电流为0.69mA，选择开关接3时，是电压表，量程为，结合图乙指针可以确定此时电压为17.2V；

(3)调节调零电阻使电流表满偏，此时通过电源的电流为，则调零电阻的阻值；

(4) A、在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆档的零刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，故选项A正确。

B. 在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零，故选项B错误；

C. 在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，再换用倍率较大的挡，故选项C错误；

D、在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选择电流最大量程进行试测，若指针偏角过小，在换用较小的量程进行测量，故D正确。

四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

12.如图，质量m=0.1kg的带电小球从h=20m高处以v0=5m/s的速度水平抛出，落到水平地面上的A点；若仍将小球以同样的速度水平抛出，当小球到达P点时，在小球运动空间加上一竖直向上的匀强电场（图中未画出），小球落到地面上的B点，小球的水平射程增加了5m，已知P点高度h′=15m，小球所带电量q=+10×10-3C，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，求：

（1）小球到达A点时的动能；

（2）所加匀强电场电场强度E的大小。

【答案】（1）小球到达A点时的动能为21.25J；（2）所加匀强电场电场强度E的大小为1250V/m。

【解析】

【详解】解：(1)设小球在点的动能为，根据动能定理有：

代入数据可得：

(2)设小球从抛出到落在点的时间为，从抛出到运动到点的时间为，从点到运动到点的时间为，、两点的水平距离为，则有：

加上匀强电场后，小球从点运动到点的时间为，则有：

联立以上各式可解得：

13.如图，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，导轨间距L=0.2m。水平导轨的一部分处于磁感应强度B=0.5T、方向垂直于水平导轨平面向上的匀强磁场中，与水平导轨垂直的虚线MN和PQ为磁场区域的左、右边界。在磁场中离左边界d=0.4m处垂直于水平导轨静置导体棒a，在倾斜导轨上高h≡0.2m处垂直于导轨放置导体棒b。现将导体棒b由静止释放，最终导体棒a以lm/s的速度从磁场右边界离开磁场区域。已知导体棒a、b的质量均为m=0.01kg，阻值均为R=0.1Ω，棒的长度均等于导轨间距，不计导轨电阻，运动过程中导体棒始终垂直于导轨且接触良好，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）导体棒b刚进入磁场时，导体棒a的加速度大小；

（2）a棒离开磁场时，b棒的速度大小；

（3）整个过程中，回路中产生的焦耳热Q。

【答案】（1）导体棒b刚进入磁场时，导体棒a加速度大小为10m/s2；（2）a棒离开磁场时，b棒的速度大小为1m/s；（3）整个过程中，回路中产生的焦耳热Q为0.015J

【解析】

【详解】解：(1)金属棒下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：

进入磁场时产生的感应电动势：

感应电流：，

对金属棒，由牛顿第二定律得：

代入数据解得：

(2)、两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

代入数据解得：

(3)棒离开磁场前、两棒共速，此时两棒间的距离为

对导体棒，由动量定理得：

其中：，则：

通过回路的电荷量：

代入数据解得：

从棒离开磁场到棒到达磁场右边界过程，通过回路的电荷量为，棒到达右边界时的速度为

对，由动量定理得：

其中：，则：

通过回路的电荷量：

整个过程，由能量守恒定律得：

代入数据解得：

14.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得N滴油酸酒精溶液的体积为V，油膜面积为S，则以下说法正确的是（　　）

A. 用以上物理量的符号表示分子直径大小为d=

B. “用油膜法估测分子的大小”实验的依据是将油膜看成单分子油膜

C. 实验中，分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于油酸中含有大量的酒精

D. 实验中，水面上撒痱子粉的目的是在水面上形成单分子油膜

E. 用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的摩尔体积

【答案】ABCE

【解析】

【详解】AB、滴油酸酒精溶液的总体积为，那么滴溶液中纯油酸的体积，则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，油膜法测量分子直径实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，那么油酸分子的直径，等于薄膜厚度，即为，故选项A、B正确；

C、计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故选项C正确；

D、在油膜法估测分子直径的实验中，在水面上撒痱子粉，为了可以清楚看出油膜的轮廓，故选项D错误，

E、由油分子直径可以求出油分子的体积，只要知道了油的摩尔体积，由摩尔体积和油分子体积之比可以求1摩尔油所含有的油分子数目，即可以求出阿伏伽德罗常数，故选项E正确。

15.一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下，竖直地浮在深水银槽中。管中封闭着两部分理想气体，气体1长为2d，气体2长为d，水银柱3的长度为d。玻璃管静止时，管的上端露出水银面的长度为d。现晃动玻璃管，管内气体无溢出，使管内水银柱与槽中水银结合后，玻璃管再次处于静止状态。已知玻璃管的横截面积为S，水银密度为p，大气压强为P0，重力加速度为g，求：

①玻璃管的质量m；

②玻璃管再次静止时，管内气柱的长度l。

【答案】①玻璃管的质量m为2ρdS；②玻璃管再次静止时，管内气柱的长度l为。

【解析】

【详解】解：①气柱1中的压强为：  ①

对玻璃管，根据平衡得：  ②

①②联立解得：

②晃动前，气柱1中的压强为： ③

气柱2中的压强为：  ④

晃动后，气柱中的压强为：  ⑤

晃动前后，气体做等温变化，根据玻意耳定律得：  ⑥

③④⑤⑥联立解得：

16.在用单摆测重力加速度实验中，下面说法中正确的是（　　）

A. 如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球

B. 测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开始计时

C. 若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大

D. 将全振动次数n误记为（n+1），测得的重力加速度值较真实值偏大

E. 在摆长和周期的测量中，摆长的测量对实验误差影响较大

【答案】ACD

【解析】

【详解】A、摆球应选择质量大些、体积小些的铁球，故选项A正确；

B、测量周期时，应从摆球经过最低点时开始计时，故选项B错误；

C、若细绳的质量不可忽略，摆长的测量值偏大，根据知重力加速度的测量值比真实值大，故选项C正确；

D、将全振动次数误记为，则周期的测量值偏小，根据知重力加速度的测量值比真实值大，故选项D正确；

E、在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大，长度的测量对实验误差影响不大，故选项E错误。

17.如图所示，一个三棱镜的横截面是直角三角形ABC，∠A=30°，∠C=90°，一束与BC面成θ=30°角的光线射向BC面的中点O处，经AC面发生全反射后，最后从AB面射出光线平行于AC面。已知光在真空中传播速度为c，试求：

①玻璃砖的折射率；

②若BC边长为L，求光线经过玻璃砖的时间。

【答案】①②

【解析】

【详解】①设玻璃的折射率为n，光路图如图所示：

由折射定律在BC面上有

因在AC面发生全反射，由几何关系知∠ODC=∠DOM=∠EDF=，而∠EFA=60°，

在AB面上由折射定律有：

则∠DEF=γ，故2γ=60°，则γ=30°

解得：

②由几何知识得：，，则，

所以光在玻璃中传播的路程为

光在玻璃中传播的速度

则光经过玻璃砖中的时间