2019届湖南省长沙、望城、浏阳、宁乡四个县市区高三下学期3月调研考试理综物理试题（解析版）

2019年3月长望浏宁高三调研考试

理科综合能力测试物理试题

一、选择题

1.现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是：

A. 卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

B. 轻核聚变反应方程有：

C. 天然放射现象表明原子核内部有电子

D. 氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

【答案】B

【解析】

【详解】A项：卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A错误；

B项：轻核聚变反应是较小的核反应生成较大的核的过程，再由质量数与电荷数守恒可知，B正确；

C项：天然放射线中放出的粒子是原子核中的一个中子转变了一个质子和一个电子而来的，故C错误；

D项：跃迁时辐射的能量等于两能级差，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射光子的能量大，频率大，则波长比后者的短，故D错误。

故选：B。

2.如图所示，在水平晾衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍。小木棍位置的不同，两侧床单间夹角θ将不同。设床单重力为G，晾衣杆对床单的作用力大小为F，下列说法正确的是：

A. θ越大，F越大

B. θ越大，F越小

C. 无论θ取何值，都有F=G

D. 只有当=120°时，才有F=G

【答案】C

【解析】

【分析】

以床单和细杆整体为研究对象，分析受力，由平衡条件分析N与G的关系。

【详解】以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力F，由平衡条件知 F=G，与θ取何值无关，故ABD错误，C正确。

故选C。

【点睛】本题属于两个物体平衡问题，关键要灵活选择研究对象，采用隔离法分析研究，比较简便。

3.如图显示了在外加匀强电场E0的情下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程。下列说法正确的是:

A. 图甲、图乙显示：导体内部带负电的电子在电场力作用下运动，而带正电的离子不受电场力作用

B. 图乙中，导体表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，场强大小等于E0

C. 图丙中，导体内部场强处处为零，但电势不一定是零

D. 图丙中，导体AB表面的电势低于CD表面的电势

【答案】C

【解析】

【详解】A项：图甲、图乙显示：导体内部带负电的电子在电场力作用下运动，而带正电的离子也受电场力作用，故A错误；

B项：图乙中，电子在外加电场作用下运动，在导体表面产生感应电荷的过程，所以感应电荷的电场还没有达到稳定，故B错误；

C项：图丙中，导体板已达到静电平衡，即感应电荷的电场与外加的匀强电场等大反向，所以导体内部场强处处为零，由电势的高低与0电势点的选取有关，所以电势不一定为零，故C正确；

D项：由于导体板已达到静电平衡，所以整个导体为一等势体，故D错误。

故选：C。

4.如图所示，A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k：1，则A、B两卫星的周期的比值为(　　)

A. k B. k C. k2 D. k3

【答案】D

【解析】

【详解】卫星A的线速度为vA，轨道半径为RA；卫星B的线速度为vB，轨道半径为RB；设经过时间△t，卫星A扫过的面积，卫星B扫过的面积；根据题意A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k，所以，得，根据v＝，得；联立得；根据开普勒第三定律：，则，故D正确，ABC错误；故选D。

【点睛】解题的关键是掌握开普勒行星运动第二及第三定律，并能用表达式表示出一定时间扫过的面积以及运动半径等物理量.

5.如图所示，正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（规定水平向左为力的正方向）：

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】：磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得，线圈中产生顺时针的感应电流，由可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的安培力均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左即为正，

：磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得，线圈中产生顺时针的感应电流，由可知，，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的安培力均匀增大，由左手定则可知，安培力方向向右即为负；

：磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得，线圈中产生逆时针的感应电流，由可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以ab边受到的安培力均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左即为正；

综合上述分析可知A正确。

故选：A。

6.有一款蹿红的微信小游戏“跳一跳”，游戏要求操作者通过控制棋子(质量为m，可视为质点)脱离平台时的速度，使其能从同一水平面上的平台跳到旁边的另一平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，轨迹的最高点距平台上表面高度为h，不计空气阻力，重力加速度为g，则（  ）

A. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中，重力势能增加mgh

B. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中，机械能增加mgh

C. 棋子离开平台后距平台面高度为时动能为

D. 棋子落到另一平台上时的速度大于

【答案】AD

【解析】

【分析】

棋子在跳动过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒。

【详解】A、设平台表面为零势能面，则棋子在最高点的重力势能为mgh，故棋子从离开平台至运动到最高点的过程中，重力势能增加mgh，A正确；

B、棋子从离开平台至运动到最高点的过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，B错误；

C、取平台表面为零势能面，则棋子在最高点的机械能，为棋子在最高点的速度。由于机械能守恒，则棋子离开平台后距平台面高度为时，动能为，故C错误；

D、设棋子落到平台时的瞬时速度大小为，棋子从最高点落到平台的过程中，根据动能定理得：，解得：，D正确。

故本题选AD。

7.如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则：

A. 从P射出的粒子速度大

B. 从Q射出的粒子速度大

C. 从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长

D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长

【答案】BD

【解析】

【分析】

粒子在磁场中做圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论．

【详解】如图，粒子在磁场中做圆周运动，分别从P点和Q点射出；

由图知，粒子运动的半径RP＜RQ，又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度vP＜vQ，故A错误，B正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等），粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：t=T，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期，可知粒子在磁场中运动的时间相等，故C错误，D正确；故选BD。

【点睛】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键．

8.在倾角θ＝37°的光滑足够长斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为mA＝1kg、mB＝2kg，弹簧的劲度系数为k＝100N/m，C为一固定挡板，系统处于静止状态，现用一沿斜面向上的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚要离开C时，A的加速度方向沿斜面向上，大小为1m/s2，己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则：

A. 恒力F＝18 N

B. 从用力F拉物块A开始到B刚离开C的过程中，A沿斜面向上运动0.18m

C. 物块A沿斜面向上运动过程中，A先加速后匀速运动

D. A的速度达到最大时，B的加速度大小为0.5 m/s2

【答案】BD

【解析】

【详解】A项：当B刚要离开C时

对A分析：

此时对B有：

联立解得：，故A错误；

B项：开始时弹簧压缩量为：

B刚要离开C时，弹簧的拉伸量为：

所以A沿斜面向上运动的距离为，故B正确；

C项：物块A沿斜面向上运动过程中，A先加速，对AB整体有：

，解得：即最终AB还存在加速度，故C错误；

D项：A的速度最大，即加速度为零，则有：

对B则有：

联立解得：，故D正确。

故选：BD。

二、非选择题

9.在“测定金属丝电阻率”的实验中

(1)某实验小组所测量金属丝的直径的示数如图甲所示，则它的读数是___________mm。

(2)已知实验所用金属丝电阻约为5Ω。为更精确地测量其阻值，某同学设计了如乙图电路，滑动变阻器阻值范围为0-10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小。为使电路达到最佳测量效果，图乙中电压表应接到___________（选填“A”或“B”）点，实验时，开关S1应处于断开状态，测得电压表读数为U，电流表读数为I，金属丝长为l，直径为D，则此金属丝电阻率ρ=___________。

【答案】    (1). 0.667-0.669mm    (2). B    (3).

【解析】

【详解】(1)螺旋测微器的读数为；

(2)由于较小，所以电流表应外接即接B，由欧姆定律得：

由电阻定律得：

联立解得：。

10.某同学利用如图所示的装置进行探究做功与物体动能变化的关系。固定并调整斜槽使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放，录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x，改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据。

(1)小球质量为m，斜槽与水平槽均由特殊材料制成，可视为光滑面，斜槽底端离地的高度为y，重力加速度为g，小球从斜槽上滑下至斜槽末端的过程中，合外力的总功W=__________；动能改变量△Ek=_________

(2)实验中m=10g，某同学测得不同高度H释放小球时，关于平抛的水平位移x的数据记录如表格，请在答卷中给定的坐标格上描出方便直观合适的函数图像_______，并根据图像得出水平桌的高度y为________m。（g=10m/s2）

【答案】    (1). mgh；    (2). ；    (3). ；    (4). 0.8

【解析】

【详解】(1) 小球从斜槽上滑下至斜槽末端的过程中，只有重力做功，所以合力做功为W=mgH，

小球做平抛运动可知，

所以小球的动能变化量为：

联立解得：；

(2)由实验原理得：

即

所以应作出的图象，根据表格中的数据描点得图象如图

由图象可得：

解得：。

11.某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图（a）所示。现用该电动机在水平地面拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图（b）所示。已知物体质量m=1kg，与地面的动摩擦因数，离出发点C左侧s距离处另有动摩擦因数为、长为d=0.5m的粗糙材料铺设的地面AB段。（g取10m/s2）

(1)若s足够长，电动机功率为2W时，物体在地面能达到的最大速度是多少？

(2)若启动电动机，物体在C点从静止开始运动，到达B点时速度恰好达到0.5m/s，则BC间的距离s是多少？物体能通过AB段吗？如果不能停在何处？

【答案】(1) (2)   不能，小物体最后停在AB中点位置

【解析】

【详解】(1) 电动机拉动物体后，物体速度最大时，加速度为零，则有水平方向受拉力F等于摩擦力

根据P=Fv则有：；

(2) 当物体运动速度小于0.5m/s 时，绳子对物体的拉力恒力，物体为匀加速运动，

拉力F=

由牛顿第二定律F =ma得

解得：

由得，则BC间的距离

小物体过B点后，，做减速运动，运动速度不会大于0.5m/s，拉力仍为恒力，物体做匀减速运动

解得：

小物体滑行

则小物体最后停在AB中点位置。

12.如图所示,将不计电阻的长导线弯折成，形状，和是相互平行且相距为d的光滑固定金属导轨。、的倾角均为，、在同一水平面上，，整个轨道在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m电阻为R的金属杆CD从斜轨道上某处静止释放，然后沿水平导轨滑动一段距离后停下。杆CD始终垂直导轨并与导轨保持良好接触，导轨和空气阻力均不计，重力加速度大小为g，轨道倾斜段和水平段都足够长，求：

(1)杆CD到达到的最大速度大小多少？

(2)杆CD在距距离L处释放，滑到处恰达最大速度，则沿倾斜导轨下滑的时间及水平轨道上滑行的最大距离是多少？

【答案】(1) (2)

【解析】

【详解】(1) 杆CD最大速度时，且此时杆受力平衡，则有

此时杆CD切割磁感线产生的感应电动势为

由欧姆定律可得

解得：；

(2) 在杆CD沿倾斜导轨下滑的过程中，根据动量定理有

解得：

在杆CD沿水平导轨运动的过程中，根据动量定理有

该过程中通过R的电荷量为

杆CD沿水平导轨运动的过程中的平均感应电动势为

该过程中杆CD通过的平均电流为

又

解得：

解得：。

13.下列说法中正确的是

A. 热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能

B. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，气体分子的平均动能减小

C. 第二类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律

D. 当分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大

E. 相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态

【答案】ABE

【解析】

【详解】A项：无论用任何设备和手段进行能转化，总是遵循“机械能可以全部转化为内能，但热机内能不能全部转化为机械能“，故A正确；

B项：一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；

C项：第二类永动机不可能制成，是因为它违反了热力学第二定律，故C错误；

D项：当分子间距离增大时，分子间斥力和引力都减小，故D错误；

E项：由相对湿度的定义可知，相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态，故E正确。

故选：ABE。

14.如图所示，可在竖直平面内转动的平台上固定着一个内壁光滑的气缸，气缸内有一导热活塞，活塞底面与气缸底面平行，一定量的气体做密封在气缸内。当平台倾角为37°时，气缸内气体体积为V，然后将平台顺时针缓慢转动直至水平，该过程中，可以认为气缸中气体温度与环境温度相同，始终为T0，平台转至水平时，气缸内气体压强为大气压强p0的2倍。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)当平台处于水平位置时，求气缸内气体的体积；

(2)若平台转至水平后，经过一段时间，坏境温度缓慢降至0.9T0(大气压强p0保持不变)，该过程中气缸内气体放出0.32p0V的热量，求该过程中气体内能的变化量△U。

【答案】(1)V2=0.9V   (2)气体的内能减小了0.14p0V

【解析】

【详解】(1) 设活塞质量为m，活塞面积为S，当平台倾角为 时气缸内气体的压强为

气体的体积V1=V

当平台水平时，气缸内气体的压强

解得p1=1.8p0

平台从倾斜转至水平过程中，由玻意耳定律：p1V1= p2V2

解得V2=0.9V ；

(2) 降温过程，气缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律：

解得V3=0.81V  

活塞下降过程，外界对气体做W=p2(V2-V3)

已知气缸内气体吸收的热量Q=-0.32p0V

由热力学第一定律得气缸内气体内能变化量∆U=W+Q

解得∆U=-0.14p0V，即气体的内能减小了0.14p0V.

15.下列各说法中正确的是___________

A. 对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大

B. 摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准

C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关

D. 火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高

E. 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且加强区域和减弱区域相互间隔开来.

【答案】BCE

【解析】

【详解】A项：当驱动力的频率与振子的固有频率相等时，振子的振幅最大，故A错误；

B项：摆钟偏慢时，说明周期偏大，若要周期变小，则可缩短摆长，故B正确；

C项：由爱因斯坦相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，故C正确；

D项：火车鸣笛远离我们时，间距离变大，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低，故D错误；

E项：由波的叠加原理可知，频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且加强区域和减弱区域相互间隔开来，故E正确。

故选：BCE。

16.如图所示，一横截面为半圆形的玻璃砖，O为圆心，半径为R，PQ为直径，A为OQ的中点，PQ与竖直放置的足够大的平面镜平行，两者间距为d=R，一单色细光束沿垂直于玻璃砖上表面的方向从A点射入玻璃砖，光从弧形表面上某点B射出后到达平面镜上某处C点，从C点出来的反射光线恰好经过D点，D点到P点距离为R。求：

(1)玻璃砖对该光的折射率n

(2)光束从A点射入玻璃砖后到达平面镜上C点所用的时间。(不考虑玻璃砖中的反射光，光在真空中传播速度为c)

【答案】（1） （2）

【解析】

【分析】

光在PQ面上是垂直入射，进入圆弧面上时发生折射，作出光路图，求解出各个角度，然后根据折射率公式列式，结合几何关系求解折射率；根据v=c/n求解玻璃中的速度，结合几何关系求解总时间．

【详解】（1）做出光路如图；设角∠ABO=α，∠CBE=β

则由几何关系可知：α=300， ，

又 故有： ；

可得

解得 ，β=300

所以由折射定律：

解得n=

（2） ，则

解得BC=2R，故 ，

解得 ；

则光束从A点射入玻璃砖后到达平面镜上C点所用的时间为：

【点睛】本题关键画出光路图，由几何知识求入射角和光在空中传播的距离，结合折射率公式和介质中的光速公式解决这类问题．