2019届黑龙江省大庆实验中学高三下学期4月理综物理试题（解析版）

黑龙江省大庆实验中学2019届高考4月理综（物理）二、选择题： 1.如图所示为氢原子能级图，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm的光。下列说法正确的是（    ）A. 氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于658nmB. 用一束光子能量为15eV的光照射氢原子时，氢原子不会发生电离C. 一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生3种频率的光D. 用波长为686mm的光照射，能使处于n=2的氢原子跃迁到高能级【答案】C【解析】【详解】A项：氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时的能量比氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时的能量，由公式可知，能量越大，波长越小，所以氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长小于658nm，故A错误；B项：由于基态氢原子能量为，所以用的光照射氢原子时，能使氢原子发电离，多余的能量转换为电离后电子的动能，故B错误；C项：一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生，故C正确；D项：氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm光，当用用波长为686mm的光照射即波长更长，频率更小，能量更小，所以不能使处于n=2的氢原子跃迁到高能级，故D错误。 2.一个初速度为v0物体沿直线运动，它的加速度方向和v0方向相同，且加速度a越来越大，ts后末速度为vt，则ts内物体平均速度v的大小满足（    ）A.  B. ＜C. ＞ D. 【答案】B【解析】【详解】若物体做匀加速直线运动，如图所示根据匀变速直线运动推论知匀加速直线运动的平均速度为：，因为变加速直线运动图与时间轴围成的面积小于匀加速直线运动图线与时间轴围成的面积，则匀加速直线运动的位移大于变加速直线运动的位移，所以运动的平均速度小于，故B正确。 3.如图所示，一辆小车在牵引力作用下沿半径为R的弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，则上行过程中A. 小车处于平衡状态，所受合外力为零B. 小车受到的牵引力逐渐增大C. 小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D. 小车重力的功率逐渐增大【答案】C【解析】【分析】小车做匀速圆周运动，结合动能定理以及功率的公式进行分析即可；【详解】A．由题可知，小车做匀速圆周运动，其加速度不为零，即小车不处于平衡状态，合力不为零，故选项A错误；B．对小车进行受力分析，如图所示：根据平衡条件可以得到：，由于逐渐增大，可知逐渐减小，故选项B错误；C．由题可知，小车动能不变，根据动能定理可知：则根据功能关系可知重力的功等于重力势能的变化，则牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故选项C正确；D．随着小车的上升，角逐渐增大到，则根据公式可知由于角逐渐增大则重力的功率逐渐减小，故选项D错误。【点睛】本题考查小车做匀速圆周运动，切线方向根据平衡条件列出方程，判断牵引力的大小，然后结合动能定理以及功率的公式进行分析即可。 4.2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”的决议，正式更新质量单位“千克”等四项物理量的基本计量单位。“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义。请用你学过的知识判断下列质量表达式(其中a、b为无单位常数，f为频率，h为普朗克常量，g为重力加速度，v为速度)可能正确的是（    ）A. m= B. m= C. m= D. m=【答案】A【解析】【详解】的单位是即，的单位，的单位是，动能的单位是，a、b为无单位常数，代入各式可得：A项：等于右边的单位是，由动能达达式，知能得到，左边和右边单位相同，故A正确；B项：等于右边的单位是，与质量的单位不同，故B错误；C项：等于右边的单位是，与质量的单位不同，故C错误；D项：：等于右边的单位是，与质量的单位不同，故D错误。 5.如图所示为平放于水平面上的“”型管俯视图，“”型管固定不动；内壁光滑的AB与DF两直管道长度均为2R，G为DF中点；内壁粗糙的半圆弧BCD半径为R。空间存在水平向右电场强度E=的匀强电场。一电荷量为q的带正电绝缘小球(直径略小于管的直径，且可看做质点)从A位置由静止释放，第一次到达轨道最右端的C点时速率vc=，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（    ）A. 小球由A到B的时间为2B. 小球第一次到C点时对轨道的弹力大小为mgC. 小球恰能运动到G点D. 小球从开始运动到最后静止，克服摩擦力做功一定等于3mgR【答案】AB【解析】【详解】A项：小球由A到B的过程，由牛顿第二定律得：，结合得，由，解得：，故A正确；B项：小球在C点时，水平方向有：，又，解得：，竖直方向有，对轨道对小球的弹力大小，同由牛顿第三定律得，小球对轨道的弹力大小，故B正确；C项：设BC段小球克服摩擦力做功为，CD段克服摩擦力做功为，从A运动到C过程中，由动能定理得：，解得：，小球从C到D的过程，电场力和摩擦力均做负功，小球的速率减小，所需要的向心力减小，则轨道对小球的弹力减小，摩擦力减小，所以有，设小球到达G点的速度为，从A运动到G的过程，由动能定理得：，可得，故小球将越过G点，故C错误；D项：小球最终可能停在C点，小球从开始运动到最后静止，克服摩擦力做功等于电场力做功，为，小球最终也可能不停在C点，小球从开始运动到最后静止，克服摩擦力做功等于电场力做功，小于，故D错误。 6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（     ）A. 平行板电容器的电容将变大B. 静电计指针张角不变C. 带电油滴的电势能将增大D. 若先将上极板与电源正极连接的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变【答案】BD【解析】【分析】电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器d的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化。【详解】A项：根据 d增大，则电容减小，故A错误；B项：静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B正确；C项：电势差不变，d增大，则电场强度减小，故P点与上极板的电势差减小，则P点的电势升高，因油滴带负电，可知带电油滴的电势能将减小，故C错误；D项：电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确。故选：BD。【点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变，只改变两板间距离时，板间电场强度不变。 7.2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则（    ）A. “鹊桥”的线速度小于月球的线速度B. “鹊桥”从近地轨道向高轨道变轨时，需向后喷气，机械能变大C. x满足D. x满足【答案】BC【解析】【详解】A项：由线速度，中继星绕地球转动的半径比月球绕地球的半径大，中继星绕地球转动的线速度比月球的线速度大，故A错误；B项：“鹊桥”从近地轨道向高轨道变轨时，即做离心运动，所以要加速，即需向后喷气，由化学能转化为机械能，故B正确；C、D项：中继星的向心力由月球和地球引力的合力提供，则有 ，对月球有：，两式联立解得：，故C正确，D错误。 8.如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为－q的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离h=R，不计粒子重力。下列说法正确的是（    ）A. 若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速度为B. 若粒子恰好能从M点射出，则其速度为C. 粒子从P点经磁场到M点的时间为D. 当粒子轨道半径r=R时，粒子从圆形磁场区域最低点射出【答案】ABD【解析】【详解】A项：若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，即粒子在磁场中偏转，由几何关系得，解得：，故A正确；B项：连接PM即为粒子做圆周运动的弦长，连接PO，由，所以,，所以为等边三角形，即，解得：，解得：，故B正确；C项：粒子从P点经磁场到M点的时间为 ，故C错误；D项：当粒子轨道半径r=R时，由图可知，为菱形，又因为竖直方向，所以也为竖直方向所以出射点为从圆形磁场区域最低点，故D正确。 三、非选择题： （一）必考题9.某同学用探究动能定理的装置测滑块的质量M。如图甲所示，在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门。让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t(t非常小)，同时用米尺测出释放点到光电门的距离s。(1)该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d，如图乙所示，则d＝________ mm。(2)实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图像为一条倾斜直线，如图丙所示。图像的纵坐标s表示释放点到光电门的距离，则横坐标表示的是______。A．t      B．t2      C.         D. (3)已知钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g。根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式M＝____________________。(用字母表示)【答案】    (1). (1)1.880    (2). (2)D    (3). (3) 【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为0.01×38.0 mm＝0.380 mm，则最终读数为1.880 mm。(2)滑块通过光电门的瞬时速度，根据动能定理得：，解得：，因为图线为线性关系图线，可知横坐标表示，故选D。(3)根据知，图线的斜率为：，解得滑块质量。 10.某同学用图甲所示的电路研究某种型号电池的电动势及内阻图中R0为5Ω的定值电阻，两个电压表均为理想电压表。(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的的实物图补充完整_______(2)闭合开关，电压表V1 、V2的示数分别为U1、U2，调节滑动变阻器，得到多组U1、U2，作出电池的U1－U2曲线如图丙。由此可知电池的电动势为___________V，U2较大时电池的内阻将___________(选填“增大”、“不变”或“减小”)(3)若将图甲所示的电路图中的滑动变阻器换成R=20Ω的定值电阻，闭合开关后电阻R消耗的电功率为___________W(计算结果保留两位有效数字)。【答案】    (1).     (2). 2.90（或2.9,2.89,2.91,2.92）    (3). 增大    (4). 0.20（0.18—0.22）【解析】【详解】（1）电路如图；（2）由闭合电路的欧姆定律：，即 ，由图像可知，电池的电动势为2.90V；因图像的斜率，则U2较大时，图像的斜率变大，则电池的内阻将增大；（3）若将图甲所示的电路图中的滑动变阻器换成R=20Ω的定值电阻，闭合开关后电阻R两端的电压等于R0两端电压的4倍，则此时U1=5U2，由图像可知U1=2.5V，U2=0.5V，R两端的电压为2.0V，则R消耗的电功率为. 11.如图所示，质量为10kg的环在F=200N的拉力作用下，沿固定在地面上的粗糙长直杆由静止开始运动，杆与水平地面的夹角θ=37°，拉力F与杆的夹角为θ。力F作用0.5s后撤去，环在杆上继续上滑了0.4s后速度减为零。（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）求：（1）环与杆之间的动摩擦因数μ；（2）环沿杆向上运动的总距离s。【答案】（1）0.5 （2）1.8 m【解析】试题分析：（1）设环做匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小分别为a1和a2，撤去力F瞬间物体的速度为v，则由 v=a1t1和 0=v-a2t2得a1t1=a2t2，代入数据得2a1=1.6a2 ①根据牛顿第二定律得Fcosθ-mgsinθ-μ（Fsinθ-mgcosθ）=ma1 ②mgsinθ+μmgcosθ=ma2 ③由①②③式联立解得μ=0.5。（2）将μ=0.5代入②③得a1=8m/s2，a2=10m/s2所以环沿杆向上运动的总距离s=a1t12+a2t22=（×8×0.52+×10×0.42）m=1.8m．考点：牛顿第二定律，匀变速直线运动的基本规律 12.如图所示，M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上间距为l的足够长刚性“”型金属框架，框架左侧N1N2部分电阻为R，其他部分电阻不计。PQ是质量为m、电阻不计的金属杆，可在轨道上保持与轨道垂直滑动。初始时，杆PQ位于图中的虚线处，虚线右侧存在方向垂直桌面向下、磁感应强度为B的匀强磁场。现用大小为F的水平恒力垂直作用于杆PQ上，使之由静止开始在轨道上向右运动。(1)若将框架固定于桌面，且杆PQ与轨道的接触光滑，求杆PQ的最大速度；(2)若将框架固定于桌面，且杆PQ与轨道的接触粗糙。由静止开始，仍用恒力F拉动杆PQ，经过时间t，杆PQ离开虚线的距离为x，此时通过电路的电流为I0，求在此过程中框架的N1N2部分产生的焦耳热(不考虑回路的自感效应)；(3)若框架不固定，且杆与轨道的接触粗糙，已知框架的质量为m0，由静止开始，仍用恒力F拉动杆PQ，在框架左侧N1N2进入磁场后，求框架和杆PQ最终各自的加速度。【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】(1)当PQ的加速度为零时，速度最大，即，导体棒的安培力： ，闭合电路欧姆定律得：，电动势： 联立解得：；(2)杆的合力做功等于杆所增加的动能，即 运动时的电流为，即有解得：，此过程中的电量为：，对杆由动量定理得： 联立解得：；(3)开始时杆在拉力作用下杆做加速运动，导轨在杆的摩擦力作用下也向右加速运动，当进入磁场后，杆和导轨都受安培力作用，所以最终的加速度为：。 （二）选考题13.下列说法中正确的是_____A. 液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点B. 物体吸收的热量能够通过做功全部转化为机械能而不引起其他变化C. 密闭在体积不变的容器中的气体温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积E. 1g水中所含的分子数目远大于地球的总人口数【答案】ACE【解析】【详解】A项：液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向异性，故A正确；B项：由热力学第二定律可知，物体吸收的热量不可能通过做功全部转化为机械能而不引起其他变化，故B错误；C项：密闭在体积不变的容器中的气体温度升高，分子的平均动能增大，分子与器壁碰撞时的作用力增大，故C正确；D项：只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，由公式算出的为气体分子所占的空间体积，故D错误；E项：水的摩尔质量为，水中含有的分子数为：，地球的总人数约为70亿，故E正确。 14.如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，活塞A导热性能良好，活塞B绝热。两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，气缸的截面积为S，外界大气压强大小为且保持不变，现对气体Q缓慢加热。求：①当活塞A恰好到达汽缸上端卡口时，气体Q的温度T1；②活塞A恰接触汽缸上端卡口后，继续给气体Q加热，当气体P体积减为原来一半时，气体Q的温度T2。【答案】(1)     (2) 【解析】①设P、Q初始体积均为V0，在活塞A接触卡扣之前，两部分气体均等压变化，则由盖—吕萨克定律，解得：；②当活塞A恰接触汽缸上端卡口后，P气体做等温变化，由玻意耳定律解得；此时Q气体的压强为；当P气体体积变为原来一半时，Q气体的体积为，此过程对Q气体由理想气体状态方程：，解得；【点睛】本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分气体之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系． 15.如图所示为一列简谐横波在t＝0时的波形图，波沿x轴负方向传播，传播速度v＝1 m/s，则下列说法正确的是____。A. 此时x＝1.25 m处的质点正在做加速度增大的减速运动B. x＝0.4 m处质点比x＝0.6 m处的质点先回到平衡位置C. x＝4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置D. t＝2 s的波形图与t＝0时的波形图重合E. x＝2 m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y＝0.4sin πt (m)【答案】ACD【解析】【详解】简谐横波沿x轴负方向传播，由图知波长λ＝2 m，周期，可判断x＝1.25 m处的质点正在向y轴正方向运动，远离平衡位置做减速运动，且相对平衡位置的位移增大，回复力增大，加速度增大，故A正确；x＝0.4 m处的质点正在向y轴负方向运动，x＝0.6 m处的质点正在向y轴正方向运动，x＝0.4 m处的质点比x＝0.6 m处的质点晚回到平衡位置，故B错误；x＝4 m处的质点正在向y轴负方向运动，再经过T＝1.5 s到达波峰位置，故C正确；由于周期T＝2 s，所以t＝0与t＝2s的波形图重合，故D正确；x＝2 m处的质点正在向y轴负方向振动，所以振动方程是y＝－0.4sin πt (m)，故E错误。所以ACD正确，BE错误。 16.如图所示，某工件由截面为直角三角形的三棱柱与半径为R的圆柱两个相同的透明玻璃材料组成，已知三角形BC边的长度为R，∠BAC＝30°.现让一细束单色光从AB边上距A点为R的D点沿与AB边成α＝45°斜向右上方的方向入射，光线经AC边反射后刚好能垂直于BC边进入圆柱区域．（1）试计算光线从圆弧上的E点(图中未画出)射出时的折射角；（2）试计算该细束光在玻璃中传播的时间(光在真空中的速度为c)．【答案】（1）45°（2）【解析】【详解】（1）光线在三棱柱和圆柱中的光路图如图所示．由几何关系可知，β＝30°，故由折射定律可得该玻璃对该单色光的折射率为n＝ 解得n＝ 由几何关系可知， 故在△GEB中，由几何关系可得∠GEB＝30°又因为n＝，故sin γ＝nsin∠GEB＝即γ＝45°（2）由几何关系可知 故光在玻璃中的传播路程为s＝R光在该玻璃中的传播速度为v＝故光在玻璃中传播的时间为t＝ 解得t＝