2019届山东省聊城市高三二模考试理科综合物理试卷（解析版）

2019年聊城市高考模拟试题

理科综合能力测试试题(二)

二、选择题：

1.氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是

A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时静电力做正功

B. 处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为2eV的光子

C. 一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子

D. 处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子

【答案】D

【解析】

【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时，电子绕核运动的半径增大，库仑引力(静电力)做负功。故A项错误。

B．据图知，；由图知，氢原子没有能量等于的能级；跃迁时，氢原子吸收光子的能量需等于两个能级的能量差；所以处于n=2能级的氢原子不可以吸收能量为2eV的光子。故B项错误。

C．一群氢原子从n=4能级向基态跃迁时，可发出光子的种数为；一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时，最多可发出3种不同频率的光子。故C项错误。

D．据图知，；处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子，从而使氢原子发生电离。故D项正确。

2.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是

A. 线圈的角速度为100rad/s

B. 0.01s末穿过线圈的磁通量最大

C. 通过线圈的最大电流为1.25A

D. 电压表的示数为87.5V

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图乙知，交流电的周期，线圈转动的角速度。故A项错误。

B．由图乙知，0.01s末线圈产生的感应电动势最大，则0.01s末线圈平面与磁场平行，线圈的磁通量为0。故B项错误。

C．由图乙知，线圈产生感应电动势的最大值，则线圈的最大电流。故C项正确。

D．线圈产生感应电动势的有效值，电压表的示数。故D项错误。

3.如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置，直导线与纸面的交点及坐标原点O分别位于边长为a的正方形的四个顶点.L1与L3中的电流均为2、方向均垂直纸面向里，L2中的电流为、方向垂直纸面向外.已知在电流为的长直导线的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常数.某时刻有一电子正好经过原点O且速度方向垂直纸面向外，速度大小为v，电子电量为e，则该电子所受磁场力

A. 方向与y轴正方向成45°角，大小为

B. 方向与y轴负方向成45°角，大小为

C. 方向与y轴正方向成45°角，大小为

D. 方向与y轴负方向成45°角，大小为

【答案】D

【解析】

【详解】三个电流分别在原点O处产生磁场的磁感应强度、、，方向如图；则三电流在O点处产生合磁场的磁感应强度，方向与y轴正方向成45°角。电子经过原点O速度方向垂直纸面向外，速度大小为v，据左手定则知，洛伦兹力方向与y轴负方向成45°角，洛伦兹力的大小。故D项正确，ABC三项错误。

4.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势随坐标x变化的关系图象如图所示，其中P点电势最高，且xAP<xPB，则

A. q1和q2都是正电荷

B. q1的电荷量大于q2的电荷量

C. 在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大

D. 一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图知，越靠近两电荷，电势越低，则q1和q2都是负电荷。故A项错误。

B．图象的斜率表示电场强度，则P点场强为零，据场强的叠加知两电荷在P处产生的场强等值反向，即，又，所以q1的电荷量小于q2的电荷量。故B项错误。

C．由图知，在A、B之间沿x轴从P点左侧到右侧，电势先增加后减小，则负点电荷的电势能先减小后增大。故C项正确。

D．图象的斜率表示电场强度，则沿x轴从P点运动到B点场强逐渐增大；据可知，电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐增大。故D项错误。

5.如图所示，质量相等的甲、乙两球分别固定于两轻杆的一端，两杆长度分别为L、2L，且两杆与水平面夹角相等.两杆的另一端分别可绕轴O、在竖直面内转动，现将两球在图示位置由静止释放，不计一切阻力，则在最低点时

A. 甲、乙两球的动能之比为1:1

B. 甲、乙两球的动能之比为1:2

C. 甲、乙两球对杆的拉力之比1:1

D. 甲、乙两球对杆的拉力之比1:2

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．对甲球释放到最低点的过程应用动能定理得：；对乙球释放到最低点的过程应用动能定理得：；所以最低点时两球的动能之比。故A项错误，B项正确。

CD．对最低点甲球受力分析，由牛顿第二定律可得；对最低点的乙球受力分析，由牛顿第二定律可得；所以最低点时杆对两球的拉力之比，据牛顿第三定律，最低点时甲、乙两球对杆的拉力之比1:1。故C项正确，D项错误。

6.如图所示，圆心角为90°的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E点为半径OD的中点，现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度分别从O、E点沿OC方向射入磁场，粒子a、b分别从D、C两点射出磁场，不计粒子所受重力及粒子间相互作用，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法中正确的是

A. 粒子a带负电，粒子b带正电

B. 粒子a、b在磁场中运动的加速度之比为2:5

C. 粒子a、b的速度之比为5:2

D. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180:53

【答案】ABD

【解析】

【详解】据题中条件，画出两粒子的轨迹如图：

A．由图据左手定则，可判断粒子a带负电，粒子b带正电。故A项正确。

BC．设扇形COD的半径为R，据几何关系可得，、，则。据，解得：，两粒子的比荷相等，则粒子a、b的速度之比为2:5；据，解得：，两粒子的比荷相等，则粒子a、b在磁场中运动的加速度之比为2:5。故B项正确，C项错误。

D．由图知，粒子a轨迹的圆心角；据可得，粒子b轨迹的圆心角；据、可得，粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180:53。故D项正确。

7.2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，根据科学家们的推测，双星的运动是产生引力波的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两星间的距离为，轨道半径之差为△r，已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则

A. b星的周期为

B. b星的线速度大小为

C. a、b两星的轨道半径之比为

D. a、b两星的质量之比为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，所以两颗星的周期相等，则。故A项错误。

BC．a、b两星间的距离为，轨道半径之差为，已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则、，所以、。a、b两星的轨道半径之比，b星的线速度大小。故B项正确，C项错误。

D．两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，则，所以a、b两星的质量之比。故D项正确。

8.一块足够长的白板静止于水平桌面上，一可视为质点、质量为m的石墨块静止在白板上，石墨块与白板间动摩擦擦因数为，重力加速度为g。从某时刻起，使白板瞬时获得速度v0做匀速直线运动，石墨块将在板上划下黑色痕迹。经过时间t白板突然停下，不再运动。不计石墨块与板摩擦过程中损失的质量，在石墨块也停止运动时，白板上黑色痕迹的长度及二者相对运动过程中产生的热量可能是

A.          B.        

C.     D.      

【答案】AC

【解析】

【详解】在时间t内，石墨块可能一直匀加速，也可能先匀加速后匀速；石墨匀加速时，根据牛顿第二定律，有，解得：。

①如果时间t内，石墨块一直匀加速，加速的位移，时间t内，相对白板的位移；时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为，二者相对运动过程中产生的热量。

②如果先匀加速，后匀速，时间t内，石墨位移，相对白板的位移；时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为，二者相对运动过程中产生的热量。

③如果加速的末速度恰好为，则石墨的位移，相对白板的位移。经过时间t白板突然停下，不再运动，石墨做减速运动，加速度大小不变，相对白板沿原路返回，石墨继续运动的距离，白板上黑色痕迹的长度为，二者相对运动过程中产生的热量。

综上，AC两项正确，BD两项错误。

9.某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”.在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动.

步骤如下：

A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮P2、P3，位置并使结点O静止；

B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，用同一标度作出三个拉力的图示；

C.以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；

D.检验对角线的长度和绕过滑轮P绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上.

(1)第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系___________________.

(2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点__________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中，若桌面倾斜，____________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论.

【答案】    (1). （1）m<M<3m；    (2). （2）不必，    (3). 不会；

【解析】

【详解】(1)若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则两绳子的拉力分别为：、，两绳不共线，两绳子拉力的合力F的范围是：，即；三力的合力为零，则第三根绳拉力范围为，第三根绳挂的钩码质量。

(2)本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变。

若桌面不水平，绳中拉力仍等于钩码重力，对实验以及实验结论无影响。

10.某同学用图甲所示电路测量某电压表的内阻，实验室提供的器材如下：

A.待测电压表V，量程3V，内阻约为3kΩ；

B.电流表A1，量程1.5mA，内阻约为100Ω

C.电流表A2，量程0.6A，内阻约为1Ω

D.电阻箱R0，阻值0~9999Ω

E.滑动变阻器R1，阻值0~10Ω

F.滑动变阻器R2，阻值0~1000Ω

G.电源电动势E约4.5V，内阻不计；

H.开关、导线若干.

(1)为完成实验，电流表应选_____________(“B”或“C”)；滑动变阻器应选___________(“E”或“F”)，在图乙中用笔画线连接未完成的实物电路图___________；

(2)连接好电路后，将滑动变阻器的滑片滑到最左端；

(3)闭合开关，调节滑动变阻器滑片和电阻箱，使电压表的指针在某一较合适的位置上，记录电流表的示数和电阻箱的阻值R0；再调节滑动变阻器滑片和电阻箱，保持电压表示数不变，记录多组电流表的示数和电阻箱的阻值R0；

(4)根据测量数据作出图象，如图丙所示，若图线在轴上的截距为b，图线的斜率为k，则实验过程中电压表示数为___________，电压表的内阻为__________.

【答案】    (1). （1）B，    (2). E；    (3). ；    (4). （4）k，    (5).

【解析】

【详解】(1)待测电压表的最大电流，所以电流表应选B

滑动变阻器选用分压式，所以应选总阻值较小的，即滑动变阻器选E

据电路图连接实物如图：

(4)电压表示数不变，则，即；对比图象得，、，解得：电压表示数、电压表内阻。

11.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中.轻绳一端跨过光滑定滑轮，悬吊质量为m的小物块，另一端平行于斜面系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.

(1)求金属棒匀速运动时的速度大小；

(2)若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)金属棒匀速运动时，对物块：

对金属棒有：

又：

由欧姆定律：

联立解得：

(2)当回路中没有电流时，金属棒不受安培力

对金属棒：

对物块：

回路中无电流，回路中磁通量不变，则：

联立解得：

12.如图(a)所示，轻质弹簧左端固定在墙上，自由状态时右端在C点，C点左侧地面光滑、右侧粗糙.用可视为质点的质量为m=1kg的物体A将弹簧压缩至O点并锁定.以O点为原点建立坐标轴.现用水平向右的拉力F作用于物体A，同时解除弹簧锁定，使物体A做匀加速直线运动，拉力F随位移x变化的关系如图(b)所示，运动到0.225m处时，撤去拉力F.

(1)求物体A与粗糙地面间的动摩擦因数以及向右运动至最右端的位置D点的坐标；

(2)若在D点给物体A一向左的初速度，物体A恰好能将弹簧压缩至O点，求物体A到C点时的速度；

(3)质量为M=3kg的物体B在D点与静止的物体A发生弹性正碰，碰后物体A向左运动并恰能压缩弹簧到O点，求物体B与A碰撞前的瞬时速度.

【答案】（1）0.45m；（2）m/s；（3）m/s

【解析】

【详解】(1)由于物体A做匀加速直线运动，结合图像，可知：

从O到C点的过程中：

在C点，、

解得：

在C点右侧：、

解得：

从O到C点，物体匀加速，则：

解得：

从C到D的过程中，由动能定理得：

其中

解得：

D点坐标：

(2) 物体A将弹簧由C点压缩至O点的过程，由动能定理得：

物体从O到C，由动能定理得：

其中

联立解得：

(3)设B碰前速度为v0，碰后速度为v1；碰后A的速度为v2，则：

物体A从D到C过程中，由动能定理：

联立解得：、

13.以下说法正确的是                 

A. 布朗运动剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动

B. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

C. 雨天打伞时，雨水没有透过布雨伞是因为液体表面张力作用的结果

D. 相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时温度一定相同，而内能可能不同

E. 用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．热运动是分子无规则的运动，布朗运动并不是分子的运动；所以尽管布朗运动的剧烈程度与温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动。故A项错误。

B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性。故B项正确。

C．水将伞面的纱线打湿后，在伞面纱线缝隙间形成水膜，水膜的表面张力使得雨水没有透过伞面。故C项正确。

D．热的宏观体现是温度，当两物体温度相同时，就会停止传热，即热平衡。相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时温度一定相同。物体的内能与物质的量、温度、体积有关；温度相同的两物体内能可能不同。故D项正确。

E．铜的摩尔体积，一个铜原子所占空间的体积。故E项错误。

14.如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型细管底部相连通，各部分细管内径相同。此时U型玻璃管左、右两侧水银面高度差为15cm，C管水银面距U型玻璃管底部距离为5cm，水平细管内用小活塞封有长度为12.5cm理想气体A，U型管左管上端封有长25cm的理想气体B，右管上端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化，水平细管中的水银柱足够长，求：

(i)气体B的长度；

(ⅱ)活塞移动的距离。

【答案】（ⅰ）20cm；（ⅱ）27.5cm

【解析】

【详解】(i)设玻璃管横截面积为S，活塞缓慢向右压的过程中，气体B做等温变化

解得气体B的长度

(ⅱ) 活塞缓慢向右压的过程中，各部分液柱移动情况示意如图：

U形管左管中水银柱长度变化等于气柱B长度的变化

U形管右管中水银柱长度变化

气体A做等温变化

解得气体A的长度

活塞移动的距离等于A部分气体长度的变化加上U形管左右两侧水银柱长度的变化，所以

15.下列说法中正确的是            。

A. 在受迫振动中，物体振动的频率不一定等于驱动力的频率

B. 做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程不一定等于振幅

C. 变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场

D. 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小

E. 声波从空气传入水中时频率变大，波长不变

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力的频率。故A项错误。

B．据简谐运动质点的位移时间图象可得，若质点从平衡位置或最大位移处开始运动，经过四分之一周期，做简谐运动的质点所通过的路程等于振幅；若质点不是从平衡位置或最大位移处开始，经过四分之一周期，做简谐运动的质点所通过的路程不等于振幅。故B项正确。

C． 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。故C项正确。

D．据公式可得，双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离L，两相邻亮条纹间距将变小。故D项正确。

E．声波从空气传入水中时频率不变，波长变大。故E项错误。

16.如图所示，水面下方有一点光源S，水面上有一艘船，船的最左端到光源的水平距离为l。已知从距船处的水面射出的光线恰好照亮船头标志物A，此光束到达A之前在水中和空气中传播的时间之比为2:1。若船右移，则水面恰好出现完整的圆形透光区域，不考虑光线的多次反射。求：

(i)水的折射率；

(ii)标志物A到水面的高度h。

【答案】(i) ；(ii)

【解析】

【详解】(i)设SO=x1，OA=x2，光在水中传播的速度为v，在空气中传播的速度为c，光从水面射出时的折射角为，光射向水面的入射角为

根据题意知：

根据折射率定义有：

根据折射定律有：

联立解得：

(ii)由于，可知

所以光源S所处的深度：

由几何知识有：

据可得：

由几何知识有：标志物A到水面的高度：