2019年福建省厦门外国语学校高三最后一模理综物理试题（解析版）

2019年福建省厦门外国语学校高三最后一模理综物理试题（解析版）1.下列说法正确的是（   ）A. 放射性物质的温度降低，其半衰期将变大B. 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁，将辐射出4种频率的光C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长较长的光照射就有可能发生D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子动能减小，电势能增大，总能量也增大【答案】D【解析】【详解】A．原子核的半衰期与外界条件及所处状态无关，由自身决定，A错误。B．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁，任选两条轨道，所以辐射出种频率光子，B错误。C．根据光速方程：可知，波长变长，频率降低，所以该光不能使金属发生光电效应，波长更长即频率更低的光，依然不能使金属发生光电效应，C错误。D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，需要吸收能量，总能量增大，根据库仑力提供向心力：，可知， 轨道半径越大，速度越小，动能越小，总能量等于动能加势能，所以势能增大，D正确。  2.我国2007年建成的国家大剧院外部呈椭球型．为了简化，将国家大剧院的屋顶近似为半球形，某警卫人员在执行特殊任务时，必须在屋顶上向上缓慢爬行，他在爬行的过程中屋顶对他的A. 支持力不变B. 支持力变小C. 摩擦力变小D. 摩擦力变大【答案】C【解析】【详解】因为缓慢爬行，合力为零：，，向上爬的过程中，夹角减小，变大，变小，所以摩擦力变小，支持力变大，ABD错误，C正确 3.引体向上是中学生体育测试的项目之一，引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟。若一个普通高中生在30秒内完成20次引体向上，该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（　　）A. 2WB. 20WC. 200WD. 2000W【答案】C【解析】【详解】普通高中学生的体重大约60kg，引体向上时向上运动的位移大约0.4m，引体向上一次克服重力做功为：W=mgh=60×10×0.4J=240J，则克服重力做功的平均功率为：，最接近的是C选项。故C正确，ABD错误； 4.如图所示，三个质量相等的小球A、B、C从图示位置分别以相同的速度v0水平向左抛出，最终都能到达坐标原点O。不计空气阻力，x轴所在处为地面，则可判断A、B、C三个小球A. 在空中运动过程中，重力做功之比为1∶2∶3B. 在空中运动过程中，动量变化率之比1∶2∶3C. 初始时刻纵坐标之比为1∶4∶9D. 到达O点时，速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶4∶9【答案】C【解析】【详解】A、C项：根据x=v0t，水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1：2：3，所以它们在空中运动的时间之比为1：2：3，初始时刻纵坐标之比既该过程小球的下落高度之比，根据，初始时刻纵坐标之比为1：4：9，重力做功之比为h之比，即为1：4：9，故A错误，C正确；B项：动量的变化率为合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故B错误；D项：竖直向速度之比为1：2：3，水平向速度相向，而速度方向与水平方向夹角的正切值为，则其比值为1：2：3，故D错误。 5.两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。 6.如图所示，一带正电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，忽略空气阻力。由此可知    A. 油滴运动方向一定是从A点经P点到达B点B. 油滴在P点的动能最小C. 油滴在P点的机械能最小D. 油滴在P点的加速度大小为0【答案】BC【解析】【详解】依据运动轨迹，及对称性，可知，油滴运动方可以从A到B，也可以从B到A，故A错误；根据油滴的运动轨迹可知，油滴受到的合力方向一定指向上方，无论油滴从A到P还是B到P，合力做负功，动能减小，所以油滴在P点的动能最小，故B正确；根据油滴的运动轨迹可知，油滴受到的合力方向一定指向上方；又因为轨迹关于P点对称，则可说明电场力竖直向上；油滴带正电，故说明电场方向竖直向上，则可判断P点为电势最高点，即油滴在P点的电势能最大，由能量守恒可得，油滴在P点的机械能最小，故C正确；由于油滴受重力、电场力都为恒力，加速度恒定且不为零，故D错误。 7.如图1所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=1T。一总电阻为r=0.2Ω的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动。圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图2所示。下列说法正确的是(    )A. 圆形线圈的半径为R=1 mB. 圆形线圈运动速度的大小为v=20m/sC. 两实线之间的水平距离L=6mD. 在0.05 s，圆形线圈所受安培力大小为400 N【答案】ABD【解析】【详解】AB.根据题意得，当直径与边界重合时，电动势最大，所以，根据图2可知进入磁场时间是0.1s，所以，联立解得：v=20m/s，R=1 m，AB正确C.线圈从全进入到刚要出磁场共用了0.1s，所以：，C错误D.根据题意可知，0.05s时，电动势为40V，等效切割长度2R，此时感应电流：，安培力为：，D正确 8.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，取g= 10m/s2。根据图象可求出A. 物体的初速率v0＝6m/sB. 物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5C. 当θ=30o时，物体达到最大位移后将保持静止D. 取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值【答案】BD【解析】【详解】A项：由图可知，当夹角为90°时，x=0.80m，物体做竖直上抛运动，则由竖直上抛运动规律可知：，解得：，故A错误；B项：当夹角θ=0时，x=1.60m，由动能定理可得： ，解得：，故B正确；C项：若θ=30°时，物体的重力沿斜面向下的分力大小为：mgsin30°=0.5mg；最大静摩擦力为：，则，，因此，物体达到最大位移后将下滑，故C错误；D项：根据动能定理得：，解得：其中tanα=2，当，，此时位移最小，故D正确。 三、非选择题： 9.某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律，在铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住，然后断电，钢球自由下落，并通过光电门，计时装置可测出钢球通过光电门的时间．（1）用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径D=___cm。 （2）多次改变光电门的位置，测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h（h》D），并计算出小球经过光电门时的速度v，若空气阻力可以忽略不计，则下列关于v2-h的图象正确的是______．（3）钢球通过光电门的平均速度______（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。【答案】    (1). 0.96，    (2). B，    (3). 小于【解析】【详解】(1) 游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以最终读数为：0.96cm；(2) 利用小球通过光电门平均速度来代替瞬时速度，故：根据机械能守恒的表达式有：，那么关于v2-h的图象应该是一条过原点的倾斜直线，故B正确；(3) 根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度, 所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度. 10.用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势E约为2V，内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R0.(1)现有蓄电池、电流表（量程0~0.6A）、滑动变阻器（0~20Ω）、开关、导线若干，以及下面的器材：A.电压表（0~3V）B.电压表（0~15V）C.定值电阻（2Ω）D.定值电阻（10Ω）实验中电压表应选用_______， R0应选用________（均选填相应器材前的字母）。(2)图2是实验器材实物图，已连接了部分导线，请根据图1，补充完成实物间的连线_______。(3)某位同学根据实验记录的数据做出如图3所示的U-I图线，可得出蓄电池的电动势E=____V，电源内电阻r =_______Ω。（结果均保留两位有效数字） (4)采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是_______A.电流表的分压作用        B.电流表的分流作用C.电压表的分流作用        D.电压表的分压作用【答案】    (1). （1）A，    (2). C；    (3). （2）；    (4). （3）2.05（2.03~2.07），    (5). 0.50(0.45~0.60)；    (6). （4）C【解析】【详解】(1) 电源电动势约为2V，所以电压表应选A；电流表量程为0.6A，如果定值电阻选择D，电路电流太小，定值电阻应选择C；(2) 根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；；(3) ）由图示电源U-I图象可知，电源电动势：E=2.05V，图象斜率：，电源内阻：；(4) 由图示电路图可知，电流表采用内接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏小，这是造成实验误差的原因，故C正确。 11.在空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，其竖直边界AB、CD的宽度为d，在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场，现有质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从P点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界AB成45°射入磁场，若粒子能垂直CD边界飞出磁场，试求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）从进入电场到穿出磁场的总时间。 【答案】（1）匀强磁场的磁感应强度B为；（2）从进入电场到穿出磁场的总时间为。【解析】【详解】（1）粒子进入磁场时速度为：粒子运动轨迹如图所示，由几何知识得：粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：；（2）粒子在电场中做类平抛运动，粒子进入磁场时的竖直分速度为：vy=vsin45°=v0=，解得，粒子在电场中的运动时间为：；粒子在磁场中做匀速运动的周期为： ；粒子在磁场中转过的圆心角我：θ=45°，粒子在磁场中的运动时间为：，粒子从进入电场到穿出磁场的总时间为： 12.在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A、B、C，三球的质量分别为mA=1kg、mB=2kg、mC=6kg，初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A球以v0=9m/s的速度向左运动，与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求：（1）A球与B球碰撞中损耗的机械能；（2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；（3）在以后的运动过程中B球的最小速度。【答案】（1）；（2）；（3）零。【解析】试题分析：（1）A、B发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有：碰后A、B的共同速度损失的机械能（2）A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有：三者共同速度最大弹性势能（3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，A、B在前，C在后。此后C向左加速，A、B的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、B继续向左减速，若能减速到零则再向右加速。弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有：根据机械能守恒定律：此时A、B的速度，C的速度可知碰后A、B已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故B的最小速度为零 。考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞。【名师点睛】A、B发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A球与B球碰撞中损耗的机械能．当B、C速度相等时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，结合B、C在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答 13.如图所示五幅图分别对应五种说法，其中正确的是__________A. 甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B. 乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C. 丙图中食盐晶体物理性质沿各个方向都是一样的D. 丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用E. 戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力【答案】BDE【解析】【详解】甲图中微粒运动就是物质颗粒的无规则运动，即布朗运动，是液体分子无规则热运动的表现，选项A错误；乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表现为零，选项B正确；丙图中食盐晶体的物理性质表现为各向异性，选项C错误；丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，选项D正确；戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在吸引力，选项E正确. 14.如图，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135 J，外界对气体做了90 J的功。已知状态A时气体的体积VA = 600 cm3。求：(1)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量；(2)状态A时气体的压强pA。【答案】（i）45 J（ii）【解析】【详解】①根据热力学第一定律有①由①代入数据得Q=+45J②即气体从外界吸收热量45J②从状态A到状态B为等容变化过程，根据查理定律有③从状态B到状态C为等圧変化过程，根据盖吕萨克定律有④从状态A到状态B，外界对气体不做功；从状态B到状态C，外界对气体做的功⑤又⑥由③④⑤⑥式代入数据得：⑦ 15.如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙表示该波传播的介质中x=2m处的a质点从t=0时刻起的振动图象。下列说法正确的是_________A. 波沿x轴正方向传播B. 波传播的速度为20m／sC. a质点在0~1.0s内，通过的路程为20mD. t=0．25s时，a质点的位移沿y轴正方向E. t=0．25s时，x=4m处的b质点的加速度沿y轴负方向【答案】ABE【解析】【详解】由乙图可知t=0时刻质点a在平衡位置向下振动，则由图甲可知，波沿x轴正向传播，选项A正确；由甲图可知，波长为4m，由乙图可知，周期为0.2s，则波速为，故B正确；各质点的振幅为0.2m，1s内完成5次全振动，故1s内通过的路程为S=5×4×0.2=4m，故C错误；由乙图知，质点的振动周期为T=0.2s，所以质点a在t=0.25s的时刻的振动情况与t=0.5s时刻的振动情况相同，即处于负的最大位移处，所以位移沿y轴负方向。故D错误；由图甲可知，a质点和b质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，所以在t=0.25s的时刻质点b处于正的最大位移处，加速度沿y轴负方向。故E正确。 16.如图所示，某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上，光源S发出一束平行于桌面的光线从OA的中点垂直射入透明砖，恰好经过两次全反射后，垂直OB射出，并再次经过光源S，已知光在真空中传播的速率为c，求（1）材料的折射率n；（2）该过程中，光在空气中传播的时间与光在材料中传播的时间之比。 【答案】（1）2（2）【解析】【详解】（1）光路如图，由折射定律而，故（即）所以该材料的折射率n=2； （2）光在空气中传播的路程    由几何关系    所以，则时间为：光在介质中传播的路程，则时间为：则时间之比为：。