2019届宁夏回族自治区石嘴山市第三中学高三四模考试理科综合物理试卷（解析版）

石嘴山三中2019届高三四模考试

理科综合能力测试-物理部分

1.下列关于近代物理的说法，正确的是（    ）

A. 玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱

B. 能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现

C. 光的波动说在解释 光电效应实验现象时遇到了巨大的困难

D. 质能方程揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是卢瑟福

【答案】C

【解析】

【详解】A、玻尔建立了量子理论，解释了氢原子发光现象，但不能成功解释了各种原子发出的光谱，故选项A错误；

B、粒子的散射实验揭示原子具有核式结构，故选项B错误；

C、光电效应实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难，故选项C正确；

D、质能方程揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科学家是爱因斯坦，故选项D错误。

2.如图所示，一物体做直线运动的v-t图象为两段圆弧曲线，在前2s内 (     )

A. 物体第1秒内的速度与第2秒内的速度方向相反

B. 物体第1秒内受到的合外力与第2秒内受到的合外力方向相反

C. 物体第1秒内的加速度逐渐增大，第2秒内的加速度逐渐减小

D. 物体第2秒内的平均速度等于2m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A、物体第1秒内的速度与第2秒内的速度都为正值，方向相同，故选项A错误；

BC、图像的斜率表示表示物体运动的加速度，正负表示加速度的方向，由图可知物体第1秒内的加速度逐渐减小，第2秒内的加速度逐渐减小，根据加速度方向与合外力方向相同可知物体第1秒内受到的合外力与第2秒内受到的合外力方向相反，故选项B正确，C错误；

D、由图像与时间轴围成图形的面积表示位移和平均速度公式可知物体第2秒内的平均速度大于2m/s，故选项D错误。

3.如图所示的温控电路中，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高电阻越小），C为电容器，电源内阻不可忽略。当环境温度降低时下列说法正确的是

A. 电容器C的带电量增大

B. 电压表的读数减小

C. 干路电流增大

D. R1消耗的功率变大

【答案】A

【解析】

【详解】C、当环境温度降低时R2增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小．故C错误。

A、电容器的电压UC=E-I（r+R1），E、r、R1均不变，I减小，UC增大，由得，电容器C的带电量增大．故A正确．

B、总电流I减小，路端电压U=E-Ir，E、r不变，则U增大，电压表的读数增大．故B错误．

D、R1消耗的功率P=I2R1，I减小，R1不变，则P减小．故D错误。故本题选A。

4.如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是（　　）

A. 物体B正向右作匀减速运动

B. 物体B正向右作加速运动

C. 地面对B的摩擦力减小

D. 斜绳与水平成30°时，

【答案】D

【解析】

将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图；

根据平行四边形定则有：vBcosα=vA，所以vB＝，α减小，所以B的速度减小，但不是匀减速．故AB错误．在竖直方向上，对B有：mg=N+Tsinα，T=mAg，α减小，则支持力增大，根据f=μFN，摩擦力增大．故C错误．根据vBcosα=vA，斜绳与水平成30°时，vA：vB＝：2．故D正确．故选D．

点睛：解决本题的关键知道B的实际速度是合速度，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，根据平行四边形定则求出两物体速度的关系．

5.如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现有一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像正确的是（     ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得：mg=k x0；以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对P的弹力：F1=k（x0-x），对物块P，由牛顿第二定律得：F+F1-mg=ma，由以上式子联立可得：F=kx+ma。可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x=0时有：kx+ma=ma＞0，故B正确，ACD错误。

6.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场把P、Q与电阻R相连接下列说法正确的是

A. Q板的电势高于P板的电势

B. R中有由a向b方向的电流

C. 若只改变磁场强弱，R中电流保持不变

D. 若只增大粒子入射速度，R中电流增大

【答案】BD

【解析】

根据左手定则可知正电荷向P板偏转，负电荷向Q板偏转，所以P板电势高于Q板电势，故A错误；电流由高电势流向低电势，所以R中的电流由a向b方向流动，故B正确；R两端的电压为：（d为两板间距离），则电流为：,可知当改变磁场的强弱时，电流也随之改变，故C错误；由上可知只增大速度，R中的电流也在增大，故D正确。所以BD正确，AC错误。

7.2018年7月25日，科学家们在火星上发现了一个液态水湖，这表明火星上很可能存在生命。若一质量为m的火星探测器在距火星表面高度为 h 的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T， 已知火星半径为R， 引力常量为 G， 则（    ）

A. 探测器的线速度

B. B．火星表面重力加速度

C. 探测器的向心加速度

D. 火星的密度

【答案】AB

【解析】

【详解】探测器的线速度,选项A正确；对探测器：，解得火星的质量：；由可得火星表面的重力加速度：，选项B正确；根据可知，测器的向心加速度：，选项C错误；火星的密度，选项D错误；故选AB.

8.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在A点以大小为v1的速度射入电场，沿如图轨迹到达B点时速度大小为v2  ， 且速度与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（    ） 

A. 粒子在A点的动能大于在B点的动能

B. 等势面b的电势比等势面c的电势高

C. 粒子从A运动到B所用时间为

D. 匀强电场的电场强度大小为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A、由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，所以从到电场力做负功，动能减小，则粒子在点的动能大于在点的动能，故选项A正确；

B、粒子带正电，受向上的电场力，所以电场强度的方向向上，等势面的电势比等势面的电势低，故选项B错误；

C、粒子在水平方向不受力，所以在水平方向做匀速运动，速度为，则从到时间为，故选项C正确；

D、由到根据动能定理有，解得，故选项D正确。

第Ⅱ卷 （非选择题 共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第41题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（11题，共129分）

9.如图甲所示，一轻弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一质量为15g砝码盘，一刻度尺竖直固定在弹簧左边，其零刻线与弹簧的上端对齐，弹簧下端固定一指针。

（1）当砝码盘中不加砝码时，指针位置如图乙所示，其示数L0=________cm。

（2）在砝码盘中每次增加10g的砝码，并读取相应指针位置的示数L ，以F表示砝码盘内砝码的重力，△L=L-L0为相应弹簧长度的改变量，作出F-ΔL的关系图线如图丙所示。该弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧的原长为________cm。重力加速度g取10m/s2，结果保留小数点后两位

【答案】    (1). 13.70    (2). 2.50    (3). 7.70

【解析】

【详解】解：(1)由图知此刻度尺的分度值为0.1cm，所以物体的长度为；

(2) 的图像的斜率表示该弹簧的劲度系数，可得弹簧的劲度系数：；

设弹簧的原长为，下端悬挂一质量为15g的砝码盘，则有，解得弹簧的原长为。

10.某同学用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性曲线，并将得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图所示。实验室提供如下器材：

A、电流表A1(量程0.6A，内阻约0.3Ω)

B、电流表A2(量程3A，内阻约0.02Ω)

C、电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)

D、电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)

E、滑动变阻器R1(阻值0～10Ω，额定电流2A)

F、滑动变阻器R2(阻值0～2kΩ，额定电流0.5A)

G、直流电源电动势3V，内阻不计

H、单刀开关1个，导线若干

①.实验中，电流表应选用______；电压表应选用______；滑动变阻器应选用______(填选项前的字母）；

②.下图是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成实物连接图______。

③.在图中，由电流表外接法得到的数据点是用______（填“О”或“×”）表示的。

④.在图中，请你选择外接法数据点求出这段铅笔芯的电阻为______Ω。（保留两位有效数字）

【答案】    (1). A    (2). C    (3). E    (4).     (5). ×    (6). R=(1.1～1.3)

【解析】

【详解】解：①由于直流电源的电动势3V，所以电压表应选用电压表 (量程3V，内阻约3kΩ)，即选C；根据图得到的电流数据可知电流表应选用电流表 (量程0.6A，内阻约0.3Ω)，即选A；由于用电流表测量了铅笔芯的伏安特性曲线，电压表示数从零开始，所以滑动变阻器应选用小的，选滑动变阻器(阻值0～10Ω，额定电流2A)，即选E；

②根据可知电流表采用外接法，由于电压表示数从零开始，为了比较精确测量，所以滑动变阻器采用分压式，连接实物图如图

③电流表外接法，由于电压表分流作用，测得的电流值会偏大，根据欧姆定律则电阻测量值偏小，即图线的斜率偏小，故由电流表外接法得到的数据点是用×表示的；

④选择×数据点，在图上用作图法作图，求出这段铅笔芯的电阻为

11.如图所示，光滑固定斜面的倾角Θ=30°，一轻质弹簧一端固定，另一端与质量M=3kg的物体B相连，初始时B静止.质量m=1kg的A物体在斜面上距B物体处s1=10cm静止释放，A物体下滑过程中与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后与B粘在一起，已知碰后整体经t=0.2s下滑s2=5cm 至最低点 弹簧始终处于弹性限度内，A、B可视为质点，g取10m/s2．

（1）从碰后到最低点的过程中，求弹簧最大的弹性势能

（2）碰后至返回到碰撞点的过程中，求弹簧对物体B的冲量大小．

【答案】（1）1．125J；（2）10Ns

【解析】

【分析】

(1)A物体下滑过程，A物体机械能守恒，求得A与B碰前的速度；A与B碰撞是完全非弹性碰撞，A、B组成系统动量守恒，求得碰后AB的共同速度；从碰后到最低点的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可求得从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量。

(2)从碰后至返回到碰撞点的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可求得返回碰撞点时AB的速度；对AB从碰后至返回到碰撞点的过程应用动量定理，可得此过程中弹簧对物体B冲量的大小。

【详解】(1)A物体下滑过程，A物体机械能守恒，则：

解得：

A与B碰撞是完全非弹性碰撞，据动量守恒定律得：

解得：

从碰后到最低点的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，则：

解得：

(2)从碰后至返回到碰撞点的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，可求得返回碰撞点时AB的速度大小

以沿斜面向上为正，由动量定理可得：

解得：

12.如图甲所示，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距L=1m，左侧接一阻值为R=0.5Ω的电阻．在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场，磁场宽度d=1m．一质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．金属棒ab受水平力F的作用从磁场的左边界MN由静止开始运动，其中，F与x（x为金属棒距MN的距离）的关系如图乙所示．通过电压传感器测得电阻R两端电压随时间均匀增大．则：

（1）金属棒刚开始运动时的加速度为多少？

（2）磁感应强度B的大小为多少？

（3）若某时刻撤去外力F后金属棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v0﹣s（v0为撤去外力时的速度，s为撤去外力F后的位移），且棒运动到PQ处时恰好静止，则金属棒从MN运动到PQ的整个过程中通过左侧电阻R的电荷量为多少？外力F作用的时间为多少？

【答案】（1）a=0.4m/s2；（2）B=0.5T；（3）t=1s

【解析】

【详解】解：(1)金属棒开始运动时，，，金属棒不受安培力作用

金属棒所受合力为：            

由牛顿第二定律得：

(2)由题意可知，电阻两端电压随时间均匀增大，即金属棒切割磁感线产生的感应电动势随时间均匀增大，由可知，金属棒的速度随时间均匀增大，则金属棒做初速度为零的匀加速运动．加速度：                 

由匀变速直线运动位移公式可得：  

由图乙所示图象可知，时，   

由牛顿第二定律得：

解得：

(3)金属棒经过磁场的过程中，感应电动势的平均值：       

感应电流的平均值：

通过电阻R的电荷量：

解得：

设外力的作用时间为，力作用时金属棒的位移为：

撤去外力后，金属棒的速度为：

到恰好静止，

则撤去外力后金属棒运动的距离为：

则  

解得：

13.下列四幅图的有关说法中正确的是(     )

A. 分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力

B. 分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力

C. 水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理

D. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

E. 牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化。

【答案】CDE

【解析】

【详解】A、当分子间距离为时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故选项A错误；

B、分子间距小于范围内分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但引力增大的慢，所以分子力表现为斥力，故选项B错误；

C、水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径大小时把它们当做球形处理，故选项C正确；

D、 晶体具有点阵结构，食盐属于晶体，食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故选项D正确；

E、猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭气体温度升高，气体内能增大，压强变大，可看做是绝热变化，故选项E正确。

14.如图所示，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m、横截面积为s，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为T1，已知大气压强为P0，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦且不漏气。求：

①加热过程中气体的内能增加量；

②停止对气体加热后，在活塞上缓缓添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好下降了h。求此时气体的温度。

【答案】（1） （2）

【解析】

①等压过程气体的压强为，

则气体对外做功为

由热力学第一定律得，

解得；

②停止对气体加热后,活塞恰好下降了,气体的温度为

则初态，，热力学温度为，

末态，，热力学温度为，

由气态方程，解得．

【点睛】解答本题关键要注意：（1）确做功与热量的正负的确定是解题的关键；（2）对气体正确地进行受力分析，求得两个状态的压强是解题的关键．属于中档题．

15.如图所示，△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN(两束可见单色光光关于 OO′对称)，在棱镜侧面 OM，ON 上反射和折射的完整光路如图所示，下列说法正确的是        

A. 若光束从玻璃棱镜中射向空气，则光束 b 容易发生全反射

B. 在玻璃棱镜中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度

C. 若保持 b 光入射点位置不变，将光束 b 顺时针旋转，则 NO 面可能有光线射出

D. 用 a、b 光在同样装置做“双缝干涉”实验，a 光的条纹间距大

E. 用 a、b 照射同一狭缝，b 光衍射现象更明显

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB、由光路图看出，b光束在NO面上发生了全反射，而a光束在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，说明b光的临界角小于a光的临界角，由sinC 分析得知，玻璃对a光束的折射率小于b光束的折射率，由v 得知，在玻璃砖中a光的传播速度比b光大，故A正确，B错误。

C、由上分析，可知，若保持b光入射点位置不同，将光束b顺时针旋转，是其入射角在减小，可能入射角小于临界角，则NO面可能有光线射出，故C正确；

D、由于玻璃对a光的折射率小于b的折射率小，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以a光束的条纹间距大，故D正确。

E、波长越长越容易发生明显的衍射现象，故a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故E错误。

16.一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图实线所示，在t1=0.2s时刻的波形如图虚线所示

（1）若波向x轴负方向传播，求该波的最小波速；

（2）若波向x轴正方向传播，且t1<T，求x=2m处的P质点第一次出现波峰的时刻。

【答案】（1）10m/s    （2）0.25s

【解析】

①当波向x轴正方向传播时，由波形图可知该波的波长为

λ=3 m

从t=0 s到t1=0.4 s过程，波向正方向传播的距离为

(n=0，1，2，···)

波传播的波速为

解得(n=0，1，2，···)

②当波向x轴负方向传播时，由波形图可知

t1==0.4

解得T=0.6 s

波的速度大小为

5 m/s

P点距右侧实线第一个波谷的水平距离为

P点第一次出现波谷的时间为

联立解得t=0.05 s