2019届湖北省高三上学期1月联考测试理科综合考试物理试题（解析版）

湖北省2019年元月高考模拟调研考试理科综合试卷

（物理部分）

二、选择题：

1.如图所示为一物体做直线运动的v-t图像，则关于该物体的运动，下列说法中正确的是

A. 该物体8~10s内的位移为6m    B. 该物体6~8s内的加速度最大

C. 该物体8s末离出发点最远    D. 该物体6~10s内的平均速度为2m/s

【答案】D

【解析】

【分析】

速度图象的“面积”等于位移，图象位于t轴上方，位移为正值，位于t轴下方，位移为负值．斜率等于加速度，根据几何知识判断加速度的大小．分析物体的运动情况，确定何时质点离出发点最远．根据位移求出平均速度．

【详解】A、由图看出，物体在8-9s内沿正方向运动，9-10s内沿负方向，由于两段时间内图象的“面积”相等，说明两段时间内位移大小相等，所以质点在8s～10s内位移为0．故A错误．
B、根据速度图象的斜率等于加速度，可以看出，质点在8s～10s内加速度最大．故B错误．
C、质点在0-9s内沿正方向运动，9s-10s内沿负方向返回，所以点在9s末离出发点最远．故C错误．
D、由A分析可知，质点在8s～9s内的位移等于物体在9-10s内的位移，由“面积”等于位移，得到6-8s内的位移，质点在6s～10s内的平均速度为．故D正确．

【点睛】对于速度图象问题，往往根据斜率等于加速度、“面积”等于位移分析质点的运动情况．

2.一倾角为的斜面体固定在水平面上，其斜面部分光滑，现将两个质量均为m的物块A和B叠放在一起，给A、B整体一初速度使其共同沿斜面向上运动，如图所示，已知A的上表面水平，则在向上运动过程中，下列说法正确的是

A. 物块B对A的摩擦力方向水平向右

B. 物块A对B的作用力做正功

C. A对B的摩擦力大小为 mgsinθcosθ

D. 由于B减速运动，则B的机械能减少

【答案】C

【解析】

【分析】

根据整体法求出AB共同的加速度,将加速度分解为水平方向和竖直方向,隔离对B分析,求出A、B之间的支持力和摩擦力.

【详解】解:A、对整体分析,其加速度沿斜面向下,可将此加速度分解为水平方向和竖直方向,再隔离B分析可得,故B定会受到A给B水平向右的摩擦力,根据牛顿第三定律,则物块A受到B的摩擦力水平向左,故A错误;
C、对整体分析,其加速度沿斜面向下,可将此加速度分解为水平方向和竖直方向,水平方向上的加速度,竖直方向上的加速度 .隔离对B分析,A对B的摩擦力 ,所以C选项是正确的;
B、D、先对整体分析,有沿向下加速度为.再对B分析,(把A对B的摩擦力和支持力看作一个力),重力沿斜面的分力产生的加速度为,重力的另一个分力与把A对B的作用力平衡,所以B对A的合力垂直于斜面方向,不做功,所以B机械能不变.故B、D错误.

3.月球离地球的距离为r1、月球绕地球转一圈的时间为T1，“阿波罗三号”探月卫星绕月球近似做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G，不计周围其他天体的影响，则月球与地球之间的引力大小为

A.     B.     C.     D.

【答案】B

【解析】

【分析】

根据万有引力提供向心力列式,化简可得月球和地球的质量.根据万有引力定律分析计算地球与月球之间的引力.

【详解】根据月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1得,可求得地球的质量；同理根据“阿波罗三号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为r2、周期为T2得,可求得月球的质量。

所以地球和月球间万有引力为，故ACD错误B正确。

4.2018年4月15日，中国国际小家电展览会在广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器不能直接接到220V的照明电路上，可以接到交变电压是u=110sin120πt(V)的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，下列说法正确的是

A. 用电压表测该电压其示数为110V

B. 电流方向每秒改变60次

C. 交流电的频率为60Hz，当t=0.1s时u=110V

D. 将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W

【答案】D

【解析】

【分析】

通过表达式判断出周期和最大值，判断出频率，正弦式交流电的最大值和有效值满足关系，电阻消耗的功率要用电压的有效值计算

【详解】解：由表达式可知，该交流电的频率为f=60Hz，电压最大值为
A、电压表读有效值为，故A错误；
B、一个周期内电流改变2次，故1s内改变的次数为60×2=120次，故B错误；
C、电压表测量的是有效值，任何时刻读数均为110V，C错误；

D、消耗的功率为，故D正确；

【点睛】本题主要考查了正弦交流电的四值问题，关键是抓住瞬时值表达式，从表达式中抓取有用信息即可

5.如图所示，用质量相同，粗细不同的均匀同种金属丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场中匀速拉出磁场，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa︰Wb为

A. 1：4    B. 1：2    C. 1：1    D. 不能确定

【答案】B

【解析】

【分析】

本题主要考虑由于线框质量相同，边长不同引起的电动势大小，电阻大小，运动时间大小带来的不同。

【详解】线框的边长之比为1：2，由 得 ；由于线框质量相等，由所以他们横截面积之比为2：1，由电阻定律知得 得Rb＝4Ra；由 ，得 。根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热W＝Q＝。故Wa∶Wb＝1∶2，故B对而ACD错。

6.下列关于原子核衰变的说法中正确的是

A. 放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

B. 有6个放射性元素的原子核，当有3个发生衰变所需的时间就是该元素的半衰期

C. Th钍发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4

D. 铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

【答案】AD

【解析】

【详解】放射性元素发生β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，A正确

半衰期是大量原子的统计规律，少数原子没有，B错误；

Tn核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故C错误

根据238-206=4×8，知发生了8次α衰变，92-82=2×8-6，知发生了6次β衰变，    D正确

7.如图所示，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，氢元素的同位素氘离子和二价氦离子都从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中，人射方向与边界成相同的角，则氢离子和二价氦离子在磁场中

A. 运动轨迹的半径相同    B. 重新回到边界所用时间相同

C. 重新回到边界时的动量相同    D. 重新回到边界时与O点的距离相等

【答案】ABD

【解析】

【分析】

由题知两种粒子比荷相同、速度相同,进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同,半径也相同。根据偏向角的大小分析运动时间的长短；根据圆的对称性,分析离子重新回到边界时与O点距离

【详解】A、根据牛顿第二定律得:  得:,由题 、v、B大小均相同,则轨道半径r相同.所以A选项是正确的.
B、粒子的运动周期为,则知T相同.根据左手定则分析可以知道, ,重新回到边界时两个离子的速度偏向角均为,轨迹的圆心角也为,运动时间.,时间相同.故B正确.

C、动量，他们速度相同但质量不同，所以动量不同，C错误
D、根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离,r、相同,则d相同.所以D选项是正确的.

8.如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，质量为m的物块在沿水平斜面向上的恒力作用下，从斜面的底端由静止开始沿斜面向上做匀加速运动，斜面光滑且足够长，运动t时间后撤去拉力，再过t时间，物块刚好滑到斜面的底端，且速度大小为v，则

A. 撤去拉力时物块的速度大小为    B. 物块沿斜面上升的最大高度为

C. 拉力所做的功为    D. 拉力的最大功率为

【答案】CD

【解析】

【分析】

物体向上做加速运动和撤去F后的运动时间相同，位移大小相等方向相反，设出前后加速度写出位移等大反向的方程，就可以求出前后加速度的关系。

【详解】设沿斜面向上为正方向，有拉力时加速度大小为a1，撤去拉力时加速度大小为a2，总位移为0，则，又，解得，即撤去拉力时的速度为，选项A错误。由上式还可解得，a2＝3a1，又a2＝g·sinθ，故a1＝g·sinθ /3。拉力F－mgsinθ＝ma1，故F＝4mgsinθ/3，刚未撤去拉力时拉力的功率最大，P＝F·v/2＝2mgv·sinθ/3，选项D正确。从底部再回到底部，拉力F做的功转化为物体动能的增量，即，选项C正确。从底部到最高点，，故最大高度h＝v²/2g，选项B错误。

三、非选择题：

(一)必考题：

9.我们可以利用光滑水平面上放置的两个质量均为m的滑块来验证动量守恒定律，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为f，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。如图所示为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为__________、__________，两滑块的总动量大小为__________；碰撞后两滑块的总动量大小为__________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。

【答案】    (1).     (2).     (3).     (4).

【解析】

【分析】

通过点迹可以计算碰撞前后的速度

【详解】碰前其中一滑块的动量：

碰前另一滑块的动量：

故碰前总动量：

同理碰后总动量：

10.我们可以用图甲所示的电路测定某个电池的电动势和内电阻。R为一变阻箱，可以改变R的阻值，得到电压表V相应的示数U。对测得的实验数据进行处理。根据实验数据在－R坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0=100Ω，请完成以下数据分析和处理。

(1)图乙中电阻为__________Ω的数据点应剔除；

(2)在坐标纸上画出－R关系图线________；

(3)图线的斜率是__________ (v－1·Ω－1)，由此可得电池电动势E=__________V。(结果保留两位有效数字)

【答案】    (1). （1）100；    (2). （2）图见解析；    (3). （3）    (4). 1.9~2.1

【解析】

【分析】

(1)(2)用描点法作图时,为减小偶然误差,应该用一条直线通过多数点,剔除远离直线的点,不在线上的点大致均匀地分布与直线的两侧;
(3)根据闭合电路欧姆定律列式,得出 关系的函数表达式,结合图象分析斜率和截距的含义即可.

【详解】(1)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示,由图象可以知道,电阻为100欧姆的点远离图象,应剔除.
(2)如图所示:

(3)根据闭合电路欧姆定律,有:,
变形得: ;
则由数学规律可以知道:斜率;
故E=2.0V;

11.质量m=2kg的物体放置在水平桌面上，其与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。现对其施加一水平外力F，使其做直线运动，物体的速度—时间图像如图所示，求：

(1)0~8内物体的位移大小x；

(2)0~8内外力F的冲量大小I；

【答案】（1）25m（2）6N∙s   

【解析】

【分析】

由v-t图面积代表位移即可计算位移

由图像可知每个过程的加速度，由牛二定律求出物体所受合力，再计算冲量

【详解】⑴由图像可知在0~2s内，物体加速运动的位移大小：=10m       

在2~6s内，物体减速运动的位移大小：=20m                           

在6~8s内，物体反向加速的位移大小：=5m                           

故0~8s内物体的位移：=25m                               

⑵由图像可知：

在0~2s内，=5，，得：=14N                       

在2~6s内，=2.5，，得：=1N                   

在6~8s内，=2.5，，得：=9N                   

故0~8s内外力冲量：

12.光滑水平桌面上建有坐标系xOy，质量为m、带电量为q的带正电小球静止在坐标原点，现沿x轴正向施加一匀强电场E1，经t0后，将匀强电场方向变为沿y轴正方向而大小保持不变，再经t0后撤去电场E1，同时施加一个与xOy平面平行的匀强电场E2，电场强度E2和电场强度E1的大小关系为E2=E1，使得小球沿直线运动并能再次通过y轴。求：

(1)撤去电场E1时小球的位置坐标值x，y；

(2)匀强电场E2的方向与x轴正方向的夹角θ；

(3)小球从坐标原点出发到再次经过y轴所用的时间t和电场力做的功W。

【答案】（1）x=·t02；y=·t02（2）135º（3）5t0；

【解析】

【分析】

分析小球的运动情况：小球先沿x轴正方向做匀加速直线运动，然后做类平抛运动，加速度沿y轴正方向，根据匀变速直线运动、平抛运动的基本功公式即可求解．

【详解】解：⑴沿x轴正向时，小球匀加速运动：           

沿y轴正向时，小球做类平抛运动：                   

小球位置坐标：

  x=·t02

    y=·t02                                   

⑵撤去时y轴方向速度：                               

施加电场后小球能再次经过y轴，故小球做匀减速直线运动．   

的方向应与x轴正向的夹角θ，有：

θ=135º                                                       

⑶施加电场后小球加速度，有：

解得：                                           

做匀减速直线运动的初速度：                   

位移：                                               

到达y轴时速度为：

得：                                               

用时：

解得：                                               

小球从O点出发到再次经过y轴所用的时间为：       

电场力做的功：

【点睛】本题考查运用牛顿第二定律和运动学公式分析和处理动力学问题，要通过计算进行分析．类平抛运动运用运动的合成与分解的方法研究．

(二)选考题：

13.下列说法正确的是(   )

A. 固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状

B. 给篮球打气时，到后来越来越费劲，说明分子间存在斥力

C. 液体表面层的分子较密集，分子间引力大于斥力，因此产生液体的表面张力

D. 在太空里的空间站中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

E. 水的饱和汽压与温度有关

【答案】ADE

【解析】

【详解】A、固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶和多晶，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，故A正确；
B、给篮球打气时,到后来越来越费劲,说明内部压强越来越大,B错误;
C、液体表面层的分子较稀疏,分子间引力大于斥力,因此产生液体的表面张力,C错误;
D、在飞船中的水滴，由于重力充当向心力水滴完全失重，故在液体表面张力的作用下，水滴呈球形，故D正确;
E、饱和汽的压强与液体的种类和温度有关，与体积无关，故E正确

14.如图所示，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，已知两汽缸的横截面积之比SA︰SB=3︰1，两汽缸内均装有处于平衡状态的某理想气体，开始时汽缸中的活塞与缸底的距离均为L，温度均为T0，压强均为外界大气压P0。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.5倍，设环境温度始终保持不变，求：

(1)停止加热达到稳定后，B汽缸中的气体压强为多少?

(2)稳定后汽缸A中活塞距缸底的距离。

【答案】（1）2.5（2）8L/5

【解析】

【分析】

（1）中活塞在气体变化前后都是受力平衡，对活塞受力分析，利用力平衡可求得
（2）AB气体的变化中，B的变化是等温变化较简单，利用B的变化求得B变化后的LB，又因为AB两部分的总长度是定值，可解的A距底端的距离．

【详解】解：⑴膨胀后A的压强：=1.5

加热后活塞平衡时，合力为零，有：       

解得：=2.5                                               

⑵设稳定后A、B两汽缸中活塞距缸底的距离分别为、，B中气体做等温变化，有：=                                               

由于+=2L                                               

解得：=8L/5

15.一列沿x轴方向传播的简谐波，t=0时刻的波形图如图所示，P点此时的振动方向沿y轴的正方向，经0.1s第二次回到P点。则下列说法中正确的是(    )

A. 波的传播方向沿x轴的负方向

B. 该简谐波的波速大小为20m/s

C. t=0.125 s时，P点的振动方向沿y轴的负方向

D. t=0.15 s时，P点的速度正在减小加速度正在减小

E. t=0.15时，P点的速度正在减小，加速度正在增大

【答案】BCE

【解析】

【分析】

根据0.1后质点P第二次回到原位置求出周期，由图读出波长，求出波速．再P振动方向可确定波的传播方向，及一定时间以后的振动方向及速度大小，加速度等等。

【详解】A、质点P向上振动,可以判断出此列波向右传播，A选项错误；

B、由题意知，再过0.1s，质点P由图示位置第二回到P点，所以，波的传播速度为,故B选项正确；

C、当t=0.125 s，故P质点振动了，P正在向y轴负方向运动，故C选项正确；

DE、当t=0.15 s时，P点振动了1.5T，P到达了与x轴对称下方位置，正在向y轴负方向运动，速度正在减小，加速度正在增大，D错误E正确。

16.如图所示，圆柱形油桶中装满折射率n=的某种透明液体，油桶的高度为H，半径为，桶的底部装有一块平面镜，在油桶底面中心正上方高度为d处有一点光源P，要使人从液体表面上方任意位置处都能够观察到此液体内点光源P发出的光，d应该满足什么条件?

【答案】H>d≥H/2

【解析】

【分析】

要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源P发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气中，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像．当光射向水面时，入射角应不大于临界角，光线才能射入空气中．由几何知识求出d应满足的条件．

【详解】点光源P通过平面镜所成像为P'，如图所示．

要使人从液体表面上方任意位置处能够观察到点光源P发出的光，即相当于像P'发出的光，则入射角i≤， 为全反射临界角，有：       

而           

且           

联立解得：d≥H/2           

又有：H>d

解得：H>d≥H/2