2019届河南省洛阳市高三第三次统一考试理科综合物理试题（解析版）

2019届河南省洛阳市高三第三次统一考试

理科综合物理试题（解析版）

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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.精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数) 与原子序数Z有如图所示的关系。根据该图所提供的信息及原子核的聚变、裂变有关知识，下列说法正确的是

A. 从图中可以看出，铁Fe原子核中核子的平均质量最大

B. 原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C，质量会增加

C. 原子序数很小的轻核D和E结合成一个原子序数大些的F核，能释放核能

D. 原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，需要吸收能量

【答案】C

【解析】

【详解】从图中可以看出，铁Fe原子核中核子的平均质量最小，选项A错误；由图象可知，A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，故B错误；原子序数很小的轻核D和E结合成一个原子序数大些的F核会有质量亏损，能释放核能，选项C正确；原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，需要放出能量，选项D错误。

2.设月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，月球表面附近的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，地球表面附近的重力加速度大小为。则下列关系正确的是

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，即：F万=F向；所以在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小就等于月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小。即：g2=a。根据万有引力等于重力可得：在月球表面处由月球引力产生的加速度大小等于月球表面的重力加速度大小，所以g1与g2、a之间无直接关系。由以上的分析可知，ABD错误，C正确.

3.—个圆柱形容器放在水平地面上，容器内存有一定量的水，在容器中竖直插着一根两端开口的薄壁圆管，圆管下端未触及容器底部。在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下无摩擦地滑动。开始时，圆管内外水面相齐，且活塞恰好触及水面，如图所示。现通过绳子对活塞施加一个向上的拉力，使活塞缓慢向上移动（圆管竖直固定不动）。已知圆管半径为r，水的密度为p重力加速度为不计活塞质量。当活塞上升高度为H的过程中（此时活塞仍触及水面），圆管外面水面下降A。 则关于绳子拉力所做的功W，圆管在水面以下的部分足够长，下列关系正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】从开始提升到活塞升至内外水面高度差为的过程中，活塞始终与管内液体接触。（再提升活塞时，活塞和水面之间将出现真空，另行讨论。）设活塞上升距离为H，管外液面下降距离为h，有：h0=H+h①；活塞移动距离从零到H的过程中，对于水和活塞这个整体，其机械能的增量应等于除重力外其他力所做的功。因为始终无动能，所以机械能的增量也就等于重力势能增量，即△E=ρ•πr2Hg•②；其它力有管内、外的大气压力和拉力F．因为液体不可压缩，所以管内、外大气压力做的总功P0π（R2-r2）h-P0πr2H=0，故外力做功就只是拉力F做的功，由功能关系知W=△E③；联立①②③解得：，故A正确，BCD错误。

4.如图所示，为某同学设计的一个用电器的内部电路图。一理想变压器的匝数比= 4：2：1；原线圈叫回路中接一阻值恒为0.1 的监控指示灯；副线圈中接有两只均标有“6W  6V”灯泡，都正常发光；副线圈中接有四只额定功率均为3W的灯泡，也都正常发光。则下列说法正确的是

A. 原线圈两端的电压为3V

B. 副线圈中所接灯泡的额定电压均为12V

C. 交流电源电压为9V

D. 监控指示灯消耗的电功率为0.4W

【答案】D

【解析】

【详解】根据变压器电压与匝数成正比得：，解得：，故A错误；根据变压器电压与匝数成正比得解得：，故B错误；根据P=UI得：…①； …②；根据理想变压器特点得：U1I1=U2I2+U3I3…③；联立①②③解得：I1=2A；则交流电源电压为：U=U1+I1R=12+2×0.1V=12.2V，故C错误；监控指示灯的功率为：PR＝I12R＝22×0.1W＝0.4W，故D正确。

5.如图所示，一水平传送带以=2m/s的恒定速度匀速运动。已知传送带左端A到右端B的距离为10m，传送带各处粗糙程度相同。把工件无初速地放到A处，经过时间6s，工件被传送到B处。则下列图像中能表示工件的速度随时间t变化关系的是

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设工件到达B时恰好与传送带的速度相等，则全程的平均速度为v0=1m/s，用的时间应该为，说明工件在到达B之前已经和传送带的速度相等，所以工件先做匀加速运动，后做匀速运动，故ACD错误，B正确。

6.在平面内，有沿y轴负方向的匀强电场(图中未画出）。由A点斜射出一带正电荷的粒子，B、C和D是粒子运动轨迹上的三点，如图所示，其中L为常数。粒子所受重力忽略不计。下列说法正确的是

A. 粒子在B的电势能比其在D点的电势能大

B. 从A到B和从B到C，电场力对粒子的冲量相同

C. 从B到C和从C到D，电场力对粒子做的功相同

D. 从A到D和从C到D，电场力对粒子做功的功率相同

【答案】AB

【解析】

【详解】场强方向向下，可知B点的电势高于D点，则带正电的粒子在B的电势能比其在D点的电势能大，选项A正确；由对称性可知，从A到B和从B到C时间相同，则由I=qEt可知，电场力对粒子的冲量相同，选项B正确；从B到C和从C到D，粒子沿电场力方向的位移不同，则电场力对粒子做的功不相同，选项C错误；从A到D和从C到D，电场力对粒子做功相同，但是时间不同，则电场力做功的功率不相同，选项D错误。

7.研究表明，人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）比较短，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以某一速度在试验场的水平路面上勻速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶了一段距离。减速过程中汽车位移与速度的关系曲线如图乙所示，此过程可视为勻变速直线运动。根据图甲和图乙提供的信息，下列说法正确的是

A. 汽车在反应时间内运动的速度大小为20m/s

B. 汽车在反应时间内运动的位移大小为25m

C. 汽车在减速过程中加速度大小为8m/s2

D. 汽车在减速过程中所用的时间为2.5s

【答案】ACD

【解析】

【详解】设减速过程中汽车加速度大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0=20m/s，末速度v=0，位移x=25m，由运动学公式得：v02=2ax，，代入数据解得：a=8m/s2，t=2.5s，故CD正确；汽车在反应时间内做匀速直线运动，故减速过程的初速度即反应过程中的速度为20m/s，故A正确；根据题意，无法求出反应时间内的位移，故B错误。故选ACD。

8.如图所示，虚线OL与y轴的夹角为60°，在此角范围内有垂直于平面向外的匀强磁场。一带正电荷的粒子从y轴上的M点沿平行于x轴的方向射入磁场，粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点（图中未画出）。已知OP之间的距离与粒子在磁场中运动的轨道半径相同，不计粒子的重力。则下列说法正确的是

A. 粒子离开磁场时的速度方向可能垂直虚线QL

B. 粒子经过x轴时的速度方向可能垂直x轴

C. 粒子离开磁场时的速度方向可能和虚线OL成30°夹角

D. 粒子经过x轴时的速度方向可能与x轴正方向成30°夹角

【答案】BD

【解析】

【详解】如果粒子离开磁场时的速度方向垂直虚线OL，则圆心为O，粒子达到x轴上的距离OP＞r，故A错误；如果粒子经过x轴时的速度方向垂直x轴，则粒子经过OL时速度方向竖直向下，粒子运动轨迹如图所示，此时轨迹几何关系可得OP=r，故B正确；

如果粒子离开磁场时的速度方向和虚线OL成30°夹角，则速度方向如图所示，此时OP距离一定小于r，故C错误；

粒子经过x轴时的速度方向可能与x轴正方向成30°夹角，轨迹如图所示，

如果β=30°，则粒子半径r=CA有可能等于OP，故D正确。故选BD。

三、非选择题：共174分。第22〜32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33为选考题，考生根据要求作答。

9.如图所示为研究平抛运动的实验装置示意图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。将挡板竖直放在小球飞出方向的不同位置，就可以改变小球在挡板上落点的位置，从而可以直接从小球在挡板上落点的位置来研究小球在竖直方向上的运动情况。某同学设想小球先后三次做平抛，将挡板依次竖直放在图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距，挡板的顶端与斜槽末端在同一 水平面上。若三次实验中，从左到右，小球三个落点在挡板上的位置A、B、C的竖直位移之差分别是、，运动时间之差分别是、，忽略空气阻力的影响。则________，________。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

【答案】    (1). 小于    (2). 等于

【解析】

【详解】因为平抛运动在水平方向匀速直线运动，由于1与2的间距等于2与3的间距，则它们运动时间之差相等，即：△t1=△t2，因竖直方向上做自由落体运动，下落相等时间内，位移越来越长，则有：△y1＜△y2.

10.班上兴趣小组在实验室用如图甲所示的电路探究某两种型号电池的路端电压U与总电流I的关系。图中为已知定值保护电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表都是理想电表。

在甲图中接入型号I电池，开关S闭合后，调节滑动变阻器，同学们测得该闭合电路的U、I数据如下列表格一所示。

表格一：

断开开关S，去掉型号I电池，接入型号Ⅱ电池，开关S闭合后，调节滑动变阻器，同学们测得该闭合电路的数据如下列表格二所示。

表格二：

(1)请你利用型号I电池所测得的实验数据(表格一）和型号Ⅱ电池所测得的实验数据(表格二)，在如图乙所示的同一U-I坐标系上描点，并用平滑的曲线再把你所描的点连接起来。

(2)对于型号I电池，利用表格一的实验数据，根据你在U-I坐标系中得到该闭合电路的曲线可知，该型号I电池的电动势为_________。

(3)对于型号Ⅱ电池，利用表格二的实验数据，根据你在U-I坐标系中得到该闭合电路的另一条U-I曲线可知，该型号Ⅱ电池的电动势为______V。在这种情况下，当滑动变阻器的电阻为某值时，该同学测得的路端电压为2.2V，则与该路端电压对应的型号Ⅱ电池的内阻为__________。

【答案】    (1).     (2). 约为2.65(2.61--2.70之间都给分)    (3). 约为2.5(2.45-2.55之间都给分)；约为10(9.5--10.5之间都给分)

【解析】

【详解】（1）两电池的U-I图像如图；

（2）根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir得，当I=0时，U=E，则U-I图象纵轴的截距即等于电池的电动势，由图读出电池的电动势约E=2.65V．
（3）型号Ⅱ电池的电动势约为2.5V，当路端电压约为2.0V，电流约为50mA，则与该路端电压对应的电源内阻约为

11.如图所示，电阻不计的刚性17型金属导轨放在光滑水平面上，导轨的两条轨道之间的间距为L。一轻弹簧的左端与导轨的右边中点相连，轻弹簧的右端固定在水平面某一位置处，弹簧和导轨的右边垂直。质量为长度为L、电阻为r的金属杆必可始终在导轨上滑动，滑动时保持与导轨的两条轨道垂直(不计金属杆必和导轨之间的摩擦）。整个空间存在一个匀强磁场(图中未画出），磁场方向垂直于水平面，磁感应强度的大小为B。开始时，轻弹簧处于原长状态，导轨和金属杆必都处于静止状态。在t=0时刻，有一位于导轨平面内且与轨道平行的向右方向的拉力作用于金属杆必的中点上，使之从静止开始在轨道上向右做加速度为a的匀加速直线运动。在时刻，撤去外力，此时轻弹簧的弹性势能为最大值。已知从t=0到的过程中，金属杆ab上产生的电热为Q。试求：

(1)在时刻回路中的电流大小；

(2)在t=0到过程中，作用在金属杆ab上的拉力所做的功；

(3)外力撤去后的很长时间内，金属杆ab上最多还能产生的电热。

【答案】(1) (2)    (3)

【解析】

【详解】(1)从t=0到t=的过程中：设金属杆a在时刻的速度为v，对金属杆ab，有：

此时因为轻弹簧弹性势能为最大值，所以金属导轨的速度为0.

E=BLv                      

解得：               

(2)从t=0到t=的过程中：对金属杆和导轨.轻弹簧组成的系统。拉力所做的功转化为：①金属杆的动能；②电阻的电能；③轻弹簧的弹性势能。

对金属杆、导轨和轻弹簧组成的系统，由功能关系得：                   

解得：                   

(3)外力撤去后的很长时间后，金属杆和导轨都静止不动，轻弹簧处于原长，轻弹簧的弹性势能为0，设金属杆ab上最多还能产生的电热为，

由能量守恒定律得：                   

解得：

12.如图所示，质量为4m的钢板A放在水平地面上，质量为3m的钢板B与一劲度系数为k的竖直轻弹簧上端连接，弹簧下端固定在钢板A上，整体都处于静止状态。一质量为2m的物块C从钢板B正上方高为A的位置自由落下，打在钢板B上并立刻与钢板B—起向下运动，且二者粘在一起不再分开。它们到达最低点后又开始向上运动的过程中，刚好能使钢板A离开地面但不继续上升。若物块C换成质量为m的物块D、并从钢板B正上方高为4A的位置自由落下，打在钢板B上并也立刻与钢板B一起向下运动，且二者也粘在一起不再分开。求钢板A离开地面时，物块D和钢板B的速度大小。已知重力加速度大小为g，弹簧在弹性限度内。

【答案】

【解析】

【详解】(1)物块C从钢板B正上方距离为h的位置自由落下时,C下落前，设弹簧的压缩量为

对B有：

解得：                   

C下落的过程：设C和B碰撞前瞬间的速度为

对C有：

解得：                    

C和B碰撞过程：设碰后二者的速度为.

对C和B组成的系统，有：

解得：                    

C和B一起到最高点时，A恰离开地面，设弹簧的伸长量为

对A有：

解得：                    

从C和B碰后到二者一起到最高点的过程中：二者一起到最高点时，A恰离开地面，设C碰撞B前，弹簧的弹性势能为EP1；C和B一起到最高点时，弹簧的弹性势能为EP2.把C、B和弹簧作为一个系统，系统机械能守恒

有：

解得：                    

(2)物块D从钢板B正上方距离为4h的位置自由落下时：

D下落的过程：设D和B碰撞前瞬间的速度为，

对D有：

解得：                    

D和B碰撞过程：设碰后二者的速度为，

对D和B组成的系统，有：

解得：                    

从D和B碰后到A恰离开地面的过程中：设A恰离开地面时，D和B的速度为v，把D、B和弹簧作为一个系统，系统机械能守恒，

有：

解得：

13.一定质量理想气体从状态A可以经历过程1、过程2到达状态也可以经历过程3到达状态C，还可以经历过程4到达状态D，其P-V图像如图所示，且B、C、D在一条平行于纵轴的直线上。已知在这四个过程中的某一过程中，气体始终与外界无热量交换；在过程3中，A到C的曲线是双曲线的一部分。对于这四个过程，下列说法正确的是            。

A. 在过程1中，外界先对气体做正功，然后气体再对外做功

B. 在过程2中，气体温度先逐渐降低然后逐渐升高

C. 在过程3中，气体温度始终不变

D. 在过程4中，气体始终与外界无热量交换

E. 在A、B、C、D四个状态中，B状态气体温度最高

【答案】CDE

【解析】

【详解】在过程1中，气体的体积一直变大，可知气体对外做功，选项A错误；在过程3中，A到C的曲线是双曲线的一部分，可知从A到C为等温线，即PV乘积不变；则在过程2的从A到B的过程，PV乘积逐渐变大，温度逐渐升高，选项B错误，C正确；过程4中，PV乘积逐渐减小，可知温度逐渐降低，内能减小，气体体积变大，对外做功，可知气体始终与外界无热量交换的过程是4过程，选项D正确；由以上分析可知，在A、B、C、D四个状态中，B状态气体温度最高，选项E正确.

14.如图所示，粗细均匀，两端开口的U形玻璃管竖直放置。左右竖直部分和水平部分长度均为H=14cm。水平部分一段空气柱将管内水银分隔成左右两段。当温度为t=0℃时，被封闭的空气柱的长度为L=8cm，水平部分左侧水银柱长A=2cm，左 侧竖直管内水银柱长也是A=2cm。大气压强P。相当于高为76cm水银柱的压强。

①当被封闭的空气柱温度缓慢升高到多少摄氏度时，水平部分某一侧的水银恰好能全部进入竖直管？

②当被封闭的空气柱温度缓慢升高到多少摄氏度时，恰好能一让某一侧竖直管内水银柱上方的空气全部被排出？

【答案】①147℃   ②497℃

【解析】

【详解】①U形管两端均开口，所以两竖直管内水银柱高度应相同，即右边竖直管内水银柱高度也为h=2cm.所以被封闭的空气柱右侧的水银柱的水平长度为H-L-h=4cm

设玻璃管的横截面积为S，以被封闭的空气为研究对象，初状态，Hg=78cm Hg，=LS=8S.

设当被封闭的空气柱温度缓慢升高到时，因为两竖直管内水银柱高度应相同，所以只能是封闭空气柱左侧水银恰好能全部进人竖直管A中，此时右侧管水银柱高度也为4cm.

以封闭的空气为研究对象，该状态温度为， Hg柱=80cm Hg柱，=12S.

由气态方程得：                    

解得：=420K

所以此时被封闭的空气柱温度升高到=147℃                    

②设当被封闭的空气柱温度缓慢升高到时，因为两竖直管内水银柱高度应相同，所以只能是左侧竖直管内的空气恰好能全部被排出，即左侧竖直管水银柱上表面和管口相平，此时右侧竖直管水银柱高度仍为4cm，

以被封闭的空气为研究对象，该状态温度为， Hg柱=80cm Hg柱，

由气态方程得                    

解得：=770K

所以此时被封闭的空气柱温度升高到=497℃

15.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO，方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向空气中，折射后通过空气中的B点（图中折射光线也未画出）。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是          

A. Q点在O点的左侧

B. 绿光从水中射入空气中时，速度变小

C. 若绿光沿AO方向射向空气中，则折射光线有可能 通过B点正下方的C点

D. 若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，则折射光线也有可能通过B点

E. 若沿AO1方向射向空气中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点

【答案】ACE

【解析】

【详解】当光由空气射入水中时入射角大于折射角，画出大致光路图如图所示，可见O1点在O点的左侧，故A错误。

光在真空中速度最大，当绿光从水中射入空气中时，速度变大，故B错误。若绿光沿AO方向射向空气中，则折射光线有可能 通过B点正下方的C点，选项C正确；若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光，因紫光的折射率大于绿光，可知则折射光线通过B点下方，选项D错误；若沿AOl方向射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于绿光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正上方的D点，故E正确。

16.如图所示，质量为M=0.5kg的物体B和质量为m=0.2kg的物体C，用劲度系数为k=100N/m的竖直轻弹簧连在一起。物体B放在水平地面上，物体C在轻弹簧的上方静止不动。现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离后释放，物体C就上下做简谐运动，且当物体C运动到最高点时，物体B刚好对地面的压力为0。已知重力加速度大小为g=10m/s2。试求：

①物体C做简谐运动的振幅；

②当物体C运动到最低点时，物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小。

【答案】①0.07m②35m/s2     14N

【解析】

【详解】①物体C放上之后静止时：设弹簧的压缩量为。

对物体C，有：                     

解得：=0.02m                     

设当物体C从静止向下压缩x后释放，物体C就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动，振幅A=x                     

当物体C运动到最高点时，对物体B，有：                     

解得：A=0.07m                     

②当物体C运动到最低点时，设地面对物体B的支持力大小为F，物体C的加速度大小为a.

对物体C，有：                     

解得：a=35m/s2                     

对物体B，有：                     

解得：F=14N

所以物体B对地面的压力大小为14N