2019届山东省烟台市高三3月高考诊断性测试理科综合物理试卷（解析版）

烟台市2019年高考诊断性测试理科综合能力试题（物理部分）

二、本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中第14~18题，只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.下列说法正确的是

A. 原子核的质量大于组成它的核子的总质量，这个现象叫做质量亏损

B. 玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的

C. 在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，若用波长为λ(λ>λ0)的单色光照射该金属，会产生光电效应

D. 爱因斯坦提出质能方程E=mc2，其中E是物体以光速c运动时的动能

【答案】B

【解析】

【详解】A. 原子核的质量小于组成它的核子的总质量，这个现象叫做质量亏损。故A错误。

B. 玻尔原子模型：电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，所以他提出能量量子化。故B正确。

C. 光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，根据，结合光电效应发生的条件可知，若用波长为的单色光做该实验，其频率变小，不好产生光电效应。故C错误。

D. 其中E是与物体相联系的一切能量的总和，即不是单一的动能，也不是单一的核能。故D错误。

2.如图所示，光滑细杆BC和AC构成直角三角形ABC，其中AC杆竖直，BC杆和AC杆间的夹角θ=37°，两根细杆上分别套有可视为质点的小球P、Q质量之比为1︰2．现将P、Q两个小球分别从杆AC和BC的项点由静止释放，不计空气阻力，sin37°=0.6。则P、Q两个小球由静止释放后到运动至C点的过程中，下列说法正确的是

A. 重力的冲量之比为1︰1 B. 重力的冲量之比为5︰6

C. 合力的冲量之比为5︰8 D. 合力的冲量之比为5︰2

【答案】C

【解析】

【详解】设AC为，BC为，P球沿AC杆做自由落体运动，设下落的时间：，Q球沿BC杆做匀加速运动，加速度为，设下落的时间为:，有以上方程可得：。

A、C.有冲量的定义可得两球的重力的冲量比为：。故AC都错误。

C、D.由速度公式可得，两球的速度比：；由动量定理可知，两球的合力的冲量比：。故C正确，D错误。

3.如图所示，一理想变压器原线圈与定值电阻R1、理想电流表A1一起接入电压恒为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变，副线圈和滑动变阻器R、定值电阻R2以及理想电流表A2连接在一起，下列说法正确的是

A. 保持R不变，将触头P向上移动，则A1的示数变小，A2的示数变小

B. 保持R不变，将触头P向下移动，电源输出的总功率变小

C. 保持P的位置不动，增大R，则A1的示数减小，A2的示数减小

D. 保持P的位置不动，增大R，则R的电功率变小，R1的电功率不变

【答案】D

【解析】

【详解】A. 保持R不变，将触头P向上移动，则增大，再由，可知减少，又因为副线圈的总电阻不变，所以通过副线圈的电流减少，即A2的示数变小；A1的示数为

，和都不变，所以A1的示数不变。故A错误。

B. 保持R不变，将触头P向下移动，则减少，再由，可知增加，副线圈的负载电阻不变，由可知电源输出的总功率增大。故B错误。

C. 保持P的位置不动，增大R，负载的总电阻增大，不变，由可知减小，所以A2的示数减小；A1的示数为，和都不变，所以A1的示数不变。故C错误。

D. 保持P的位置不动，增大R，负载的总电阻增大，不变，由可知减小，副线圈的输出功率为减小，由因为的功率不变，所以的功率是减小的；电阻不变，两端的电压不变，所以R1的电功率不变。故D正确。

4.如图所示，空间有两个宽度分别为L和2L的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为B，左侧磁场方向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外，abcd是一个均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场的边界平行。设线框cd边刚进入磁场的位置为x=0，x轴正方向水平向右，从线框ad边刚进入磁场开始到整个线框离开磁场区域的过程中，线框受到的安培力F(规定水平向右为正方向)随着位置x变化的图像正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】第一个过程：cd边刚进入左侧磁场到ab刚要进入右侧磁场的过程，cd边受安培力，大小为，方向向左。

第二个过程：cd刚进入右侧磁场到ab刚进入右侧磁场的过程中，线框受到的安培力为：，方向向左

第三个过程：ab边离开左侧磁场到cd边到有侧磁场的有边界，在这个过程，线框中没有感应电流，所以线框不受安培力的作用。

第四个过程：cd边刚离开右侧磁场到ab边刚离开右侧磁场的过程，ab边受安培力，大小为,方向向左。

综合以上分析，C正确。

5.赤道平面内的某颗卫星自西向东绕地球做圆周运动，该卫星离地面的高度小于地球同步卫星的高度。赤道上一观察者发现，该卫星连续两次出现在观察者正上方的最小时间间隔为t，已知地球自转周期为T0，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，由此可知该卫星离地面的高度为

A. －R B.

C. －R D. －R

【答案】A

【解析】

【详解】根据赤道平面内的卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，解之可得：。设卫星的周期为T，则有,解之得：,由此可得：，此代入黄金代换式，可得：。故A正确。

6.如图所示，光滑的水平桌面上有一个内壁光滑的直线槽子，质量相等的A、B两球之间由一根长为L且不可伸长的轻绳相连，A球始终在槽内，其直径略小于槽的直径，B球放在水平桌面上。开始时刻A、B两球的位置连线垂直于槽，相距，某给B球一个平行于槽的速度v0，关于两球以后的运动，下列说法正确的是

A. 绳子拉直前后，A、B两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒

B. 绳子拉直后，A、B两球将以相同的速度平行于相的方向运动

C. 绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量等于A球机被能的增加量

D. 绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量小于A球机械能的增加量

【答案】A

【解析】

【详解】A.在拉直前，A和B作为一个系统，在平行于槽的方向不受力，所以A、B两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒。故A正确。

B. 绳子拉直后，B球要以A为圆心，L长为半径做圆周运动，运动的方向不能平行于直线槽子。故B错误。

CD. 绳子拉直的瞬间，系统的机械能要损失，所以B球的机械能的减少量大于A球机械能的增加量。故D错误。

故选A。

7.在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度v从a点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到b点时速度大小仍为v，方向竖直向下。已知颗粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，则颗粒从a运动到b的过程中

A. 做匀变速运动

B. 速率先增大后减小

C. 电势能增加了

D. a点的电势比b点低

【答案】AC

【解析】

【详解】A.小球受到的重力和电场力是恒力，所以小球做的是匀变速运动。故A正确

B.由于不知道重力和电场力的大小关系，故无法确定速度大小的变化情况。故B错误。

C.在平行于电场方向，小球的动能减小量为，减小的动能转化为了小球的电势能，所以小球电势能增加了。故C正确。

D. 在平行于电场方向有，解之得，所以a点的电势比b点低。故D错误。

8.我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AB部分是倾角为θ=37°的助滑雪道，BC部分是半径为25m的光滑圆弧轨道，二者相切于B点，圆弧最低点C点的切线沿水平方向，CD部分为倾角θ2=30°的着陆坡。一运动员连同滑板可视为质点，从A点由静止滑下，到C点后沿水平方向飞出，安全落在着陆坡上的E点，不计空气阻力，已知CE=30m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。则

A. 运动员到达C点时，对轨遒的压力大小为运动员本身重力的1.9倍

B. 运动员到达B点时的速度大小为10m/s

C. 若运动员从助滑雪道不同位置由静止滑下，则运动员落在着陆坡上的速度方向与坡面CD的夹角都相同

D. 若运动员从助滑雪道不同位置由静止滑下且以不同速度v0从C点飞出时，运动员落在着陆坡上的速度大小与v0成正比

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.设运动员在C点的速度为，在CD上有平抛运动可得：，,有以上两方程可得：，在C点有圆周运动的知识可得：，压力大小为运动员本身重力的比为：，有以上方程可得：。故A正确。

B.有B到C有动能定理可得：，解之得：。故B错误。

C. 运动员落在着陆坡上的速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动的规律可得：，所以是定值，所以运动员落在着陆坡上的速度方向与坡面CD的夹角都相同。故C正确。

D. 运动员落在着陆坡上的速度大小，由平抛运动的规律可得，因为是定值，所以运动员落在着陆坡上的速度大小与v0成正比。故D正确。

三、非选择题：本卷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38题为选考题，考生根据要求做答。

(一)必考题(共129分)

9.实验小组用图甲所示的装置既可以探究加速度与合力的关系，又可以测量当地的重力加速度。装置中的物块下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以便改变物块所受到力的大小，物块向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出，现保持物块质量不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值(F为力传感器的示数大小等于悬挂滑轮绳子的拉力)，不计滑轮的重力。

(1)某同学根据实验数据画出了a-F关系图线如图乙所示，则由该图像可求得物块的质量m=___________kg，当地重力加速度g=___________m/s2(结果均保留两位有效数字)，

(2)改变砂桶和砂的总质量M使物块获得不同大小的加速度a，则实验得到的加速度a的值可能是___________(选填选项前的字母)。

A．12.0m/s2B10.0m/s2C．6.5m/s2D．8.2m/s2

【答案】    (1). 0.20    (2). 10    (3). CD

【解析】

【详解】（1）对物块分析可得：，对滑轮应有：，联立以上方程可得，可得图线的斜率，解得，纵轴的截距，解得。

（2）由图象可知实验得到的加速度a的值应该大于0小于9m/s2,符合条件只有CD。故CD正确。

10.某实验室中有一捆铜电线，实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的电阻Rx，图中a、b之间连接这捆电线；V1和V2可视为理想电压表：R为阻值范围为0～999.0的电阻箱；E为电源；R0为定值电阻；S为开关。采用如下步骤完成实验：

(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图乙所示，则d=___________mm；

(2)按照图甲所示的实验原理线路图，将实物电路连接好；

(3)将电阻箱R调节到适当的阻值，闭合开关S，记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2，则这捆电线的阻值表达式为Rx=___________(用R、U1、U2表示)；

(4)改变电阻箱的阻值R，记下多组R、U1、U2的示数，计算出每一组的值，作出－图像如图丙所示，利用图像可求得这捆电线的电阻Rx=___________Ω；

(5)已知这捆电线铜材料的电阻率为ρ=2.00×10－8Ω·m，则这捆铜电线的长度为L=___________m(结果保留三位有效数字)。

【答案】    (1). 1.200    (2).     (3). 2.6    (4). 1.47×102

【解析】

【详解】（1）铜电线的直径d为。

（3）通过铜线的电流为。

（4）整理可得。由图象可得斜率。

（5）由电阻定律可得

11.如图所示，一质量为1kg的物体静止放在粗糙程度相同的水平面上在t=0时刻，对物体加一斜向上、与水平方向成θ=37°角的力F的作用，物体做匀加速直线运一段时间后，撤去F的作用，最终停在水平面上，物体运动过程中从t=0时刻开始，每隔0.1s通过速度传感器测量出物体的瞬时速度，部分测量数据如下表所示，已知sin37°=0．6，g=10m/s2，求

(1)力F的大小；

(2)物体运动过程中获得的最大动能；

(3)整个运动过程中物体克服摩擦力所做的功。

【答案】（1）10N（2）18J（3）24J

【解析】

【详解】⑴由题意可知，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动。设物体做匀加速和匀减速运动过程中加速度大小分别为a1，a2。

由表中数据可知：①，②

物体做匀加速运动过程：③

物体做匀减速运动过程：

由以上各式可得：④

⑵设物体做匀加速运动时间为t，有题意可知：

⑤

即得：

物体过程中获得的最大动能：⑥

⑶物体做匀加速运动的位移：⑦

对物体全过程列动能定理方程：⑧

得：⑨

12.如图所示，在xoy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的圆形区圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。x轴下方圆弧bd与b′d′是两个半圆形同心圆弧，bd和b′d′之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点O，其间的电势差为U；x轴上方圆周外区域，存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆周内无磁场。圆弧b′d′上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点O，并进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。

(1)粒子经电场加速后，在半径为R的圆形区域内运动的时间为多大?

(2)若从a点进入磁场的粒子不能从磁场上边界射出磁场，则磁感应强度应满足什么条件?

(3要使粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值B0；并求出此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间；

(4)当磁场中的磁感应强度大小为第(3)问中B0的倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。

【答案】(1) ；

(2) ；

(3)，；

(4).

【解析】

【详解】⑴设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得：

①

粒子经电场加速后在圆形区域内运动的时间：②

得：③

⑵粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r0。从a点进入磁场的粒子不能从磁场上边界射出磁场应满足：④

由⑤

得：⑥

⑶垂直磁场上边界射出的粒子的圆心O´必在磁场上边界上，设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，满足磁感应强度有最大值，即r有最小值。又因为

⑦

当r有最小值时，OO´取最小值，OO´最小值为O点到磁场上边界的距离2R

故：⑧

由以上各式可得：⑨

设此时粒子进入磁场时速度方向与y轴正方向的夹角为θ

则故

由于带电粒子在磁场中的运动周期：

⑩

此时垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间：

⑪

⑷当B=时，带电粒子在磁场中的运动半径⑫

由几何知识可知，当粒子从d点沿x轴正方向进入磁场，粒子从磁场上边界射出点，为粒子能够到达的上边界的最右端。设粒子能够到达的上边界的最右端距y轴的距离为x1

⑬

得：

当粒子与磁场上边界相切时，切点为粒子能够到达的上边界的最左端。设粒子能够到达的上边界的最左端距y轴的距离为x2

⑭

得：

粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度：

⑮

13.以下说法中正确的是___________

A. 两分子处在平衡位置时，分子势能最小

B. 在潮湿的天气里，洗过的衣服不容易晾干，是因为没有水分子从衣服上飞出

C. 热量可以从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化

D. 相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈

E. 晶体一定有固定的熔点，但物理性质可能表现各向同性

【答案】ADE

【解析】

【详解】A. 两分子处在平衡位置时，分子势能最小。故A正确。

B.潮湿天气，空气相对湿度大，从衣服飞出的水分子与回到衣服的水分子相等，达到饱和。故B错误。

C.在引起外界变化的情况下，热量可以由低温物体传向高温物体。故C错误。

D. 相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，花粉受到水分子的撞击越不平衡，所以布朗运动越剧烈。故D正确。

E. 晶体一定有固定的熔点，单晶体具有各向异性，多晶体为各向同性。故D正确。

14.如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形气缸竖直放置在水平地面上，气缸内部的高度为h，气缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞A和B分成高度相等的三部分，下边两部分封闭有理想气体M和N，活塞A导热性能良好，活塞B绝热，两活塞均与气缸接触良好，不计一切摩擦，N部分气体内有加热装置，初始状态温度为T0，气缸的横截面积为S，外界大气压强大小为且保持不变。现对N部分气体缓慢加热

(i)当活塞A恰好到达气缸上端卡环时，N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q，求该过程中N部分气体内能的变化量；

(ⅱ)活塞A恰好接触气缸上端卡环后，继续给N部分气体加热，当M部分气体的高度达到时，求此时N部分气体的温度。

【答案】(i)Q-mgh(ⅱ)

【解析】

【详解】(ⅰ)活塞A到达气缸上端卡环前，气体M和N均做等压变化，活塞A、B之间的距离不变。当活塞A恰好到达气缸上端卡环时，

N部分气体的压强pN2=pM1+=p0+=①

N部分气体增加的体积ΔV=②

N部分气体对外做功W=pN2·ΔV=mgh③

N部分气体内能的变化量ΔU=Q-W=Q-mgh④

(ⅱ)活塞A恰好接触气缸上端卡环后，继续给N部分气体加热，气体M做等温变化，由玻意耳定律

·S=pM2·S⑤

解得pM2=⑥

此时N部分气体的压强pN3=pM2+=⑦

N部分气体的体积VN3=S⑧

对N部分气体由理想气体状态方程=⑨

解得⑩

15.如图所示，实线是一列沿x轴传播的简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在t2=(t1+0.2)s时刻的波形图，若波速为v1=35m/s，则x=5m的质点M在t1时刻的振动方向为___________(选填“向+y方向”或“向－y方向”)；若在t1~t2这段时间内x=5m的质点M通过的路程为1m，则波的传播方向为___________(选填“向+x方向”或“向－x方向”)，波速为___________m/s。

【答案】    (1). 向-y方向    (2). 向+x方向    (3). 25

【解析】

【详解】由图读出波长，所以波的周期为，时间包含的正确个数为，根据波形的平移法可知，波向左传播，质点M在t1时刻的振动方向为－y方向。

由图知振幅为，在到的时间内，M通过的路程为，即经过了, 则有，解得。故波速为。因为波形从实线到虚线经历了，所以波向+x方向传播。

16.玻璃球过球心的横截面如图所示，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM恰好在M点发生全反射，弦BM的长度为R，另一光线BN从N点折射后的出射光线平行于AB，光在真空中的速度为c．求

(i)该玻璃的折射率；

(ⅱ)光线BN在玻璃球中的传播时间。

【答案】(i)(ⅱ)

【解析】

【详解】(ⅰ)光线BM恰好在M点发生全反射，则∠BMO为临界角C

则BM=2RcosC=①

解得cosC=②

∴sinC=③

∵sinC=④

∴n=⑤

(ⅱ)光线BN在N点的入射角为i，

则折射角r=2i⑥

由折射定律n=

得cosi=⑦

=2Rcosi=⑧

光在介质中的速度为v=⑨

运动时间为t=⑩